CNC-Gravur, ein altes Handwerk, war früher stark von der Erfahrung und dem Talent der Handwerker abhängig, um perfekte Meisterwerke zu schaffen. Heutzutage ist die Gravurtechnologie programmierbar, sodass Computerprogramme die Serienproduktion, Einheitlichkeit und gleichbleibende Qualität ermöglichen. Gravuren sind hocheffizient, was zu Zeit- und Arbeitskosteneinsparungen führt.

In diesem Artikel erhalten Sie ein umfassendes Verständnis der Anwendung und Vorteile der CNC-Gravurtechnologie und erfahren, wie Sie diese Technologie nutzen können, um Ihre Arbeiten auf ein neues Niveau zu heben.

Was ist CNC-Gravur

CNC-Gravur bedeutet, dass der Ingenieur das Programm auf dem Computer einstellt und das Werkzeug der CNC-Werkzeugmaschine entlang des festgelegten Pfads flach von der Oberfläche des Werkstücks schneidet, um überschüssiges Oberflächenmaterial zu entfernen und das Schneidwerkzeug oder den Gravurbohrer präzise zu bewegen und zu positionieren, um den Prozess der CNC-Gravur mit feinen Details zu erzeugen.

Wie funktioniert CNC-Gravur?

CAD

Der Designer erstellt zunächst eine 3D-Zeichnung im CAD und vervollständigt die endgültige Zeichnung durch kontinuierliche Anpassung. Die Beherrschung von CAD-Kenntnissen ist für Ingenieure unerlässlich. Nur mit einem sicheren Verständnis können komplexe Muster präzise erstellt werden.

CAM

CAM steht für Computer Aided Manufacturing Software. Ingenieure nutzen Computersoftware und -hardware, um Fertigungsprozesse zu automatisieren und zu steuern. In CAM-Systemen erstellen sie Anweisungen und Werkzeugwege, die die an der Fertigung beteiligten Maschinen und Anlagen, wie beispielsweise CNC-Maschinen (Computerized Numerical Control), steuern und steuern. Diese Anweisungen basieren auf einem digitalen Modell oder Entwurf des gewünschten Produkts und ermöglichen präzise und effiziente Fertigungsabläufe.

CNC-Gravur

In der Anfangsphase muss das Personal das Werkstück lediglich in die richtige Position bringen, das fertige Produkt wird zerlegt und schließlich wird das automatische Gravurprogramm aufgerufen, bis das Werkstück fertig ist.

Arten von CNC-Graviermaschinen

Es gibt viele verschiedene Graviermaschinen zur Auswahl. Die Auswahl der richtigen Graviermaschine entsprechend den spezifischen Anforderungen des Projekts kann einen reibungslosen Projektablauf gewährleisten und Zeit sparen. Im Folgenden finden Sie einige gängige Graviermaschinen und ihre Vorteile:

• CNC-Rotationsgravur

Die Rotationsgravur mittels CNC ist eine häufig verwendete CNC-Gravurtechnik. Die Spindel ist fest, und die Gravur erfolgt durch Drehen des Gravierwerkzeugs. CNC-Rotationsschneidwerkzeuge folgen einem vorgegebenen Werkzeugweg, um Material von der Oberfläche eines Werkstücks abzutragen. Gängige Formen für die Schärfe von Rotationsschneidwerkzeugen sind V-förmige Fräser und Kugelkopffräser.

Die Drehung, Schnitttiefe und Geschwindigkeit des Schneidwerkzeugs werden von der CNC-Werkzeugmaschine entsprechend den programmierten Anweisungen gesteuert. Normalerweise 19,000 bis 20,000 U/min pro Minute.

Die Schnitttiefe der Rotationsgravur kann je nach Material und Designanforderungen variiert werden. Die CNC-Graviermaschine erreicht Schnitttiefen von 0.5 bis 2 mm und bietet so Vielseitigkeit für unterschiedliche Anwendungen.

CNC-Rotationsgravur ist schnell und günstig und eine der am häufigsten verwendeten Gravurtechniken im täglichen Leben.

• CNC-Lasergravur

CNC-Laser gravieren mit Laserstrahlen Text oder Muster in verschiedene Materialien. Der Prozess umfasst die digitale Vorbereitung des Designs, die Einrichtung des Materials, die Konfiguration der Laserparameter, die Kalibrierung der Maschine und die Ausführung der Gravur. CNC-Lasergravur liefert präzise Ergebnisse, Vielseitigkeit und die Fähigkeit, komplizierte Designs zu erstellen. Es findet breite Anwendung in personalisierten Artikeln, Schildern, Auszeichnungen, Werbeprodukten und künstlerischen Gravuren.

• Diamant-Drag-Gravur

Die Diamant-Schleppgravur, auch Diamantritzen genannt, ist eine Präzisionstechnik, bei der mit einem diamantbesetzten Werkzeug präzise Muster auf der Oberfläche erzeugt werden.

Anstatt Material abzutragen, ritzt die Diamantspitze die Oberfläche, um Linien und Muster zu erzeugen. Der Prozess umfasst die Vorbereitung des Designs, die Vorbereitung des Materials, die Auswahl des Diamantwerkzeugs und die Verwendung einer Maschine, um die Oberfläche mit kontrolliertem Druck zu ritzen. Diamant-Schleppgravur ist bekannt für ihre Präzision, Beständigkeit und die Fähigkeit, auf verschiedenen Materialien zu arbeiten. Sie findet Anwendung in Namensschildern, Plaketten, Schmuck, Beschilderungen und Dekorationen usw.

Arten von Graviermaschinen

Gängige Schnitzmesser sind: V-Messer, Schnitzmesser und Kugelmühlen. Jeder Typ ist für einen bestimmten Zweck und ein bestimmtes Material konzipiert. Im Folgenden erfahren Sie mehr über die Verwendung und Eigenschaften von Gravierwerkzeugen.

1. V-förmiges Messer

Es wird üblicherweise auf CNC-Fräsmaschinen verwendet und ist ein gängiges Schnitzmesser für Metall, Kunststoff und Holz. Die V-förmige Spitze besteht aus einem Stahlkern und ermöglicht das Schneiden dünner, tiefer Linien und scharfer Ecken. Durch Anpassen von Schnitttiefe und -winkel lassen sich je nach Bedarf unterschiedliche Linienbreiten und -tiefen erzeugen.

2. Flachbodenschneider

Flachbodenfräser haben eine flache, gerade Kante und werden zum Fräsen breiter, flacher Rillen oder Kanäle in Materialien verwendet. Sie werden häufig für Beschriftungen, Ränder und Hintergründe bei Gravurprojekten verwendet.

3. Kugelkopffräser

Kugelfräser haben abgerundete Spitzen, die einer Kugel ähneln. Sie werden zum Erstellen glatter, geschwungener Schnitte und Konturen in Materialien wie Metall, Holz und Kunststoff verwendet. Kugelfräser eignen sich besonders zum Erzeugen dreidimensionaler Effekte und zum Hinzufügen von Texturen zu Gravuren.

4. Diamant-Spitzschneider

Diamantspitze, rautenförmige Spitze mit Diamantbeschichtung. Diamantmesser halten länger als herkömmliche Messer. Daher eignen sie sich besonders gut zum Schneiden und Gravieren verschiedener Materialien. Dank ihrer Härte und Schärfe erzeugt die Diamantspitze ein sauberes, glattes Finish auf gravierten Oberflächen. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen, die ein poliertes oder hochwertiges Erscheinungsbild erfordern.

5. Parallelschneider

Parallelfräser haben gerade Seiten und dienen zum Erstellen paralleler Linien oder Ränder bei Gravuren. Sie sind in verschiedenen Breiten erhältlich und werden häufig zu dekorativen Zwecken oder zum Erstellen gleichmäßiger Linienabstände verwendet.

6. Polierfräser

Polierfräser werden zum Gravieren von Metall verwendet und erzeugen einen polierten, erhabenen Effekt anstelle eines Schnitts. Sie haben ein abgerundetes oder flaches Profil und werden verwendet, um die Metalloberfläche zu drücken und so ein erhabenes Design zu erzeugen.

7. Wendeschneidplatten

Wendeschneidplatten sind austauschbare Schneidwerkzeuge, die in einen Halter oder eine Maschine passen. Sie sind in verschiedenen Formen, Größen und Schneidprofilen erhältlich und somit vielseitig für unterschiedliche Gravuranwendungen einsetzbar. Wendeschneidplatten werden häufig in Graviermaschinen verwendet.

Materialoptionen für die Gravur

CNC-Graviermaschinen umfassen mehr Materialien. Im Folgenden sind die Materialien aufgeführt, die wir zum Gravieren verwenden können.

• Metall

Metall ist ein gängiges Material für Gravuren und wird oft zur Herstellung personalisierter Gegenstände, Schilder, Etiketten, Namensschilder und Dekorationselemente verwendet. Zu den für Gravuren geeigneten Metallen gehören:

1. Silber
2. Aluminium 
3. Stahl
4. Edelstahl 
5. Messing
6. Kupfer

Neben den oben genannten gängigen Metallen können auch Metalle wie Gold, Silber und Titanlegierungen CNC-graviert werden. Beim CNC-Gravieren müssen Sie auf die Materialeigenschaften achten. Die Wahl des richtigen Werkzeugs ist sehr wichtig. Härtere Metalle erfordern spezielle Werkzeuge für die Bearbeitung, um eine falsche Wahl zu vermeiden, die zum Werkzeugbruch und damit zu wirtschaftlichen Verlusten führen kann.

• Kunststoff

Kunststoff ist ein gängiges Gravurmaterial und eignet sich für die Diamant- und Lasergravur. Kunststoffgravuren werden häufig in der Beschilderung, in elektronischen Produkten und in Werbeartikeln verwendet.

Lasergravur ist für ihre Geschwindigkeit und Präzision bekannt, insbesondere bei Kunststoffen. Rotationsgravur kann auch auf Hartkunststoffen angewendet werden, wobei Grate und Erweichung auftreten können. Insgesamt bieten Kunststoffe enorme Möglichkeiten für die Gestaltung individueller Designs, Logos und Etiketten.

Die üblicherweise zum Gravieren verwendeten Kunststoffe sind:

1. Acryl
2. ABS
3. PVC
4. POM
5. PEEK
6. PTFE

Vorteile der CNC-Gravur

• Präzision

Durch die computergesteuerte, präzise Bewegung und Positionierung werden beim Gravieren äußerst genaue Gravuren mit komplizierten und detaillierten Designs gewährleistet.

• Wirkungsgrad

Gravieren ist zeit- und arbeitssparend. Einmal programmiert, erzeugt die Maschine gleichmäßige Gravuren mit minimalem menschlichen Eingriff, was zu einer höheren Produktivität führt.

• Reproduzierbarkeit

Durch Gravuren lassen sich Designs einfach reproduzieren und Abweichungen zwischen einzelnen Gravuren vermeiden. Dies ist vorteilhaft für die Massenproduktion und die Wahrung der Konsistenz.

• Komplexe Designs

Mit der CNC-Gravur lassen sich mühelos komplizierte und komplexe Designs erstellen, die manuell nur schwer oder gar nicht zu erreichen sind, und äußerst detaillierte und künstlerische Gravuren ermöglichen.

• Maßgeschneidert

Durch die CNC-Gravur können Designs einfach geändert und personalisiert werden, sodass sie sich für die Erstellung einzigartiger und individueller Produkte wie personalisierter Geschenke, Auszeichnungen und Beschilderungen eignet.

Anwendungen der CNC-Gravur

• Zeichen-Herstellung

Gravuren werden häufig in der Schilderherstellung verwendet, um auffällige Schilder zu erstellen. Dabei können Buchstaben und Logos graviert werden.

• Schmuckherstellung

CNC-Gravur ist in der Schmuckindustrie weit verbreitet. Wir haben viele exquisite Schmuckstücke und Schmuckaccessoires auf dem Markt gesehen, die mit Gravuren hergestellt wurden. Durch Gravuren lassen sich leicht detaillierte Muster, Texte und Designs auf Gold, Silber und Platin erstellen.

• Kunstwerk

Mit dem Fortschritt der Technologie nutzen viele Künstler die Gravur in ihrem kreativen Prozess. Die Bequemlichkeit und Effizienz der Gravur ermöglicht ihnen die Arbeit mit harten Materialien wie Metall, Stein und Glas.

• Logo-Herstellung

CNC-Gravur dient zum Markieren von Seriennummern, Identifikationsnummern und Teilenummern auf Metallteilen. Sie wird auch zum Gravieren von Firmenlogos und Marken auf Metallprodukten verwendet.

FAQs

1. Was sind die Unterschiede zwischen CNC-Gravur und Lasergravur?

Die Hauptunterschiede zwischen Gravieren und Lasergravieren liegen in der Bedienung, den Werkzeugen (berührt vs. berührungslos), der Materialkompatibilität, der Gravurtiefe und Detailgenauigkeit sowie der Geschwindigkeit.

Gravieren ist langsamer und bietet bei komplexen Designs eine größere Gravurtiefe. Lasergravur hingegen ist bei Massenproduktion und Großprojekten schneller und effizienter.

2. Welche Faktoren beeinflussen die Geschwindigkeit der CNC-Gravur?

Die Gravurgeschwindigkeit wird von folgenden Faktoren beeinflusst: Materialien, Komplexität der Designmuster, Werkzeuge, CNC-Maschine usw.

• Materialtyp: Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Eigenschaften, und die Gravurgeschwindigkeit kann dementsprechend variieren. Beispielsweise können weiche Materialien wie Holz oder Kunststoff mit höherer Geschwindigkeit graviert werden als Metalle.
• Designkomplexität: Komplexere Designs mit feinen Details erfordern eine geringere Gravurgeschwindigkeit, um Präzision und Genauigkeit zu gewährleisten. Bei einem einfachen Design kann eine höhere Gravurgeschwindigkeit erreicht werden.
• Werkzeug: Die Art des verwendeten Bildhauerwerkzeugs beeinflusst die Geschwindigkeit. Diamantwerkzeuge werden beispielsweise typischerweise zum Gravieren harter Materialien verwendet und erfordern möglicherweise eine geringere Geschwindigkeit, um Schäden zu vermeiden.
• CNC-Maschinenleistung: Die Geschwindigkeit, mit der eine CNC-Maschine das Schneidwerkzeug bewegen kann, ist ein entscheidender Faktor. Hochwertige Maschinen mit modernen Motoren und Steuerungssystemen erreichen höhere Gravurgeschwindigkeiten.

3. Welche Nachteile hat eine CNC-Graviermaschine?

• Ein CNC-Fräser ist eine große Investition mit hohen Vorlaufkosten und die Amortisationszeit kann länger sein.
• Die Installation einer CNC-Fräse kann zusätzliche Kosten verursachen, beispielsweise für Einrichtung, Schulung und mögliche Anpassungen des Arbeitsbereichs. Die frühzeitige Berücksichtigung dieser Kosten ist für ein gut verwaltetes Budget entscheidend.
• CNC-Werkzeugmaschinen sind komplexe Systeme. Tritt ein Fehler auf, ist qualifiziertes Wartungspersonal erforderlich, um das Problem zu beheben.
• Ein geeigneter Wartungsplan und die Verfügbarkeit eines zuverlässigen Serviceanbieters können dazu beitragen, Ausfallzeiten und Reparaturkosten zu minimieren.
• Mit der Umstellung auf automatisierte Systeme ist der Bedarf an manuellen Maschinenbedienern zurückgegangen. Für die effektive Bedienung einer CNC-Fräse ist jedoch weiterhin ein gut ausgebildeter Bediener erforderlich. Die Schulung des vorhandenen Personals oder die Einstellung qualifizierter Bediener ist für einen reibungslosen Betrieb entscheidend.

Fazit

CNC-Gravur ist eine vielseitige Technologie, die gewöhnliche Objekte in faszinierende Kunstwerke verwandelt. Sie hat sich von manueller Handwerkskunst zu automatisierter Präzision entwickelt und bietet Effizienz und gleichbleibende Qualität. Der Prozess umfasst die Verwendung von CAD zur Erstellung eines Designs, CAM zur Erstellung von Anweisungen und CNC-Maschinen für präzise Gravuren auf Materialien wie Metall, Kunststoff, Stein, Keramik und Holz.

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