Das Zerspanen umfasst sämtliche Fertigungsprozesse, bei denen Material von der Oberfläche eines Werkstücks mithilfe von Werkzeugen (z.B. Schneidwerkzeuge oder Schleifmaschinen) nach und nach abgetragen wird. Wir von Flühs fertigen individuelle Bauteile durch die Zerspanungstechnik Drehen seit 1926.
Das Zerspanen ist ein sehr alter Fertigungsprozess, der zur Herstellung von Bauteilen für viele Industrien genutzt wird, z.B. für Gewindebuchsen, Wellen, Implantate, Gehäuse, Achsen für den Automotive Bereich, Medizintechnik, Gebäudetechnik oder Luft-und Raumfahrt. Die Zerspanung ist ein zentrales Herstellverfahren für den Industriesektor, das grundlegende Produkte für fast alle Branchen hervorbringt.
Beim Zerspanen gibt es verschiedene Verfahren wie das Drehen, Fräsen, Bohren und Schleifen.
Auf dieser Seite erklären wir, was das Zerspanen ist, welche Arten des Zerspanens es gibt und welche Leistungen wir im Bereich Zerspanen bieten.
Das Zerspanen (auch Spanen oder spanabhebende Bearbeitung genannt) ist ein Sammelbegriff für subtraktive Fertigungsverfahren, bei denen Werkstücke eine bestimmte geometrische Form erhalten, indem kontinuierlich Material von ihrer Oberfläche abgetragen wird, z.B. bei Metallstangen, die durch das Zerspanen zu Schrauben geformt werden.
Nach DIN 8580 (die Industrienorm für Fertigungsverfahren) zählt das Zerspanen zur Hauptgruppe der Trennverfahren. Die 4 wichtigsten Trennverfahren sind Drehen, Fräsen, Schleifen und Bohren. In den metallverarbeitenden Industrien sind vor allem das Drehen, Bohren und Fräsen sehr verbreitet.
Bei allen Zerspanungsverfahren wird überschüssiges Material (Span) von einem Werkstück, z.B. einer Stange aus Metall, entfernt. Dadurch wird das Bauteil kleiner und ändert seine Form. Man unterscheidet 3 verschiedene Spanarten, die sich beim Zerspanungsprozess bilden: Fließspan, Reißspan und Scherspan.
Ein Fließspan ist ein gleichmäßiger, zusammenhängender Span, der sich in der Scherzone durch plastische Verformung bildet. Er entsteht bei hohen Schnittgeschwindigkeiten und Temperaturen sowie einem kontinuierlichen Schneideneingriff.
Ein Reißspan (auch Bröckelspan genannt) ist das Gegenteil von Fließspan, d.h. der Span springt infolge eines Risses vor der Schneidkante ohne wesentliche Verformung ab. Ein Reißspan erzeugt eine raue Oberfläche und entsteht oft bei der Bearbeitung besonders spröder Werkstoffe, wie z.B. Keramik, Glas oder gehärtetem Stahl.
Ein Scherspan entsteht durch eine Verformung in der Scherzone und tritt bei hochfesten Werkstoffen mit geringer Duktilität auf, wie z.B. Titan. Das Material wird über sein Umformvermögen hinaus beansprucht und reißt parallel zur Scherebene auseinander.
Für die Zerspanung eignen sich die meisten Eisen- und Nichteisen (NE)-Metalle, wie z.B. Aluminium, Messing, Rotguss oder Edelstahl. Auch Holz oder Kunststoffe sind zerspanbar. Werkstoffe mit sehr hoher Festigkeit, z.B. Titan, lassen sich dagegen schwer zerspanen; sie erfordern den Einsatz spezieller, sehr scharfkantiger und harter Werkzeuge.
Die Zerspanung ist manuell durchführbar (beispielsweise mit einer Drehbank) oder automatisiert. Im industriellen Zusammenhang kommen i.d.R. maschinelle Zerspanungsverfahren zum Einsatz, z.B. durch Bearbeitungszentren, CNC-Maschinen o.ä..
Es lassen sich verschiedene Arten des Zerspanens unterscheiden, die im Folgenden erläutert werden.
Es gibt 2 verschiedene Arten des Zerspanens: das Zerspanen mit geometrisch bestimmter Schneide (z.B. Fräsen oder Drehen) und das Zerspanen mit geometrisch unbestimmter Schneide (wie z.B. Schleifen).
Beim Zerspanen mit geometrisch bestimmter Schneide sind die Geometrie und die Anzahl der Schneiden bekannt. Darunter fallen Drehen, Bohren und Fräsen.
Beim Zerspanen mit geometrisch unbestimmter Schneide sind Anzahl und Geometrie der Schneiden unbekannt. Darunter fällt im Wesentlichen das Schleifen, aber auch das Strahl- sowie Gleitspanen. Die Werkzeuge bestehen beim Zerspanen mit geometrisch unbestimmter Schneide aus vielen Körnern. Deren Kanten bilden die Schneiden und trennen Späne im Mikrometerbereich ab.
Im Folgenden werden die verbreitetsten Arten der Zerspanungstechniken beschrieben.
Das Drehen ist ein spanabtragendes Fertigungsverfahren, das zum Zerspanen mit geometrisch bestimmter Schneide gehört und das zur Herstellung rotationssymmetrischer Bauteile dient. Beim Drehen rotiert das Werkstück um die eigene Achse und wird dabei von Werkzeugen bearbeitet. Bei der Bearbeitung kommen Schneid-, Stech- und Formwerkzeuge zum Einsatz. Flühs nutzt das Drehen zur Herstellung individueller Drehteile für Baugruppen und Komponenten der Ventiltechnik.
Fräsen ist das Austragen von Konturen mithilfe rotierender Werkzeuge an einem fixierten Werkstück. Es zählt zum Zerspanen mit geometrisch bestimmter Schneide und wird u.a. zur Herstellung von Nuten und Führungen genutzt.
Bohren ist ein Zerspanungsverfahren zur Herstellung von innenliegenden Flächen (Bohrungen), wobei ein Bohrer in das Werkstück eingeführt wird. Das Bohren fällt unter die Zerspanungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide. Es wird beispielsweise zur Herstellung von Motorblöcken, Türschlössern, Gehäusen und Schließzylindern angewandt.
Schleifen ist ein spanabhebendes Verfahren, das zum Zerspanen mit unbestimmter Schneide gehört und zur Nachbearbeitung bzw. Glättung von Oberflächen dient.
Strahlspanen ist ein Verfahren zum gezielten Abtragen von Schichten eines Werkstücks, indem ein Strahl aus abrasiven Partikeln (z.B Sand) unter hohem Druck auf das Werkstück gerichtet wird. Auf diese Weise werden u.a. Präzisionsbauteile für die Automobilindustrie und für die Luft- und Raumfahrttechnik hergestellt.
Gleitspanen, auch Trowalisieren oder Gleitschleifen genannt, ist ein trennendes Verfahren, in dem das Werkstück zusammen mit losen Schleifkörnern in einer Trommel positioniert wird. Es gehört zum Spanen mit undefinierter Schneide und wird hauptsächlich in der Metallverarbeitung eingesetzt.
Das Zerspanen bei Flühs Drehtechnik findet in Form von Drehen statt.
Otto Flühs gründete Flühs Drehtechnik im Jahr 1926 als Drehereibetrieb. Heute, beinahe 100 Jahre später, verfügen wir über modernste CNC-Drehautomaten, die es uns ermöglichen, ca. 1 Mio. Drehteile pro Tag zu produzieren.
Die Drehteile von Flühs Drehtechnik werden vor allen Dingen in der Ventiltechnik bzw. in der Armaturenindustrie eingesetzt. Wir haben uns insbesondere auf den Werkstoff Messing spezialisiert, der sich sehr gut zerspanen lässt.
Messing ist leicht zu zerspanen, da es eine gleichmäßige Gefügestruktur hat und der Werkzeugverschleiß sich vergleichsweise gering hält. Die im Vergleich zu anderen Metallen geringe Abnutzung der Werkzeuge liegt an der guten Wärmeleitfähigkeit von Messing und an den kurzen Spänen, die sich beim Zerspanen bilden. Messing ist hervorragend bearbeitbar und lässt sich für eine Vielfalt an Nutzungsszenarien einsetzen, z.B. für den Einsatz in Trinkwasserinstallationen, für Elektroanwendungen oder im Automobilbereich.
Durch die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten von Messing in der Zerspanung ist Flühs dazu in der Lage, individuelle Baugruppen anzufertigen, die genau auf die jeweiligen Kunden bzw. Nutzeranforderungen abgestimmt sind.
Durch den Einsatz von CNC-Drehmaschinen laufen alle Prozessschritte der Zerspanung vollständig automatisiert ab, von der Bestückung der Drehmaschine bis zur Qualitätskontrolle. Der hohe Automatisierungsgrad des Zerspanungsprozesses gewährleistet eine durchgängige hohe Qualität und äußerste Präzision bei jedem einzelnen Drehteil.
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