CNC frezen op 3, 4, 5 of 6-assige freesbank

Frezen is een metaalbewerking die onder de verspaning valt omdat er tijdens het frezen kleine stukjes metaal (spaantjes) uit het werkstuk worden geboord doormiddel van een draaiende frees. Er wordt bij het indelen van freesbanken een keuze gemaakt tussen een conventionele freesbank en een computergestuurde freesbank. De laatste variant wordt ook wel een CNC freesbankgenoemd. Naast deze indeling worden freesbanken ook wel ingedeeld op basis van het aantal assen. De volgende opties zijn hierin gangbaar:

  • 3-assige freesbank. Deze heeft drie lineaire bewegingen. De X, de Y en de Z. De frees beweegt zich over deze assen en het product wordt alleen van bovenaf bewerkt. De frees beweegt zich verticaal, loodrecht op het werkstuk. Frezen met een 3-assige freesbank wordt toegepast op producten die van bovenaf moeten worden bewerkt.
  • 4-assige freesbank. Een freesbank met 4 assen heeft een extra roterende as. Deze extra as kan worden gebruikt om het werkstuk te verdraaien.
  • 5-assige freesbank. Deze heeft een 5e as die ook wel een B-as wordt genoemd. Deze 5de as draait de spindle kop naar links en rechts. Met deze machines kan een product van vijf verschillende kanten worden verspaand zonder het materiaal uit de freesmachine te halen.
  • 6-assige freesbank. Als men aan de freesbank nog een as toevoegt heeft men een 6-assige freesbank. Deze heeft een 6de as die ook wel de C-as wordt genoemd. Deze C-as kantelt de spindle kop van voor naar achter. Omdat een 6-assige freesbank een extra as heeft is het mogelijk om een werkstuk nog effectiever te bewerken

CNC frezen
Er zijn freesbanken met nog groter aantal assen dan een 6-assige freesbank. Het aantal assen van een freesbank bepaalt vanuit welke hoeken het werkstuk bewerkt kan worden bewerkt. Een freesbank met 6 assen kan daardoor gebruikt worden om een complexer werkstuk te maken dan een freesbank met 3 assen. Het aantal assen vraagt overigens ook wat van de persoon die de freesmachine gebruikt, oftewel de verspaner. Een verspaner (CNC frezer) zal te maken krijgen met een veel complexere machine wanneer hij of zij achter een 6-assige freesbank staat. Het schrijven van een programma voor deze machines is over het algemeen minder eenvoudig dan het schrijven van een programma voor een 3-assige freesbank.

Wat is Teach-in frezen en wat is het verschil met CNC frezen?

Frezen is een verspaningstechniek waarbij kleine stukjes materiaal doormiddel van snijgereedschap (frees) van het basismateriaal worden verwijdert. Doormiddel van frezen kunnen verschillende materialen in de juist vorm worden gebracht. In de praktijk worden verschillende materialen doormiddel van frezen in de juiste vorm gebracht. Voorbeelden hiervan zijn hout en kunststoffen. Het bekendste materiaal dat verspaand wordt doormiddel van frezen is metaal. In verschillende bedrijven in de werktuigbouwkunde en metaaltechniek staat een freesbank om onderdelen en producten te frezen. Een freesbank kan zowel computergestuurd zijn als conventioneel. Bij een computergestuurde freesbank programmeert de frezer de computer die aan de freesbank verbonden is. Bij conventioneel frezen maakt de frezer gebruik van een conventionele freesbank die hij of zij zelf handmatig moet instellen.

Wat is Teach-in frezen?
Teach-in is een nieuwe ontwikkeling in de verspaning. Er zijn verschillende machines waarop een verspaner kan Teach-in verspanen. Er zijn Teach-in draaibanken en Teach-in freesbanken. Teach-in verspanen gebeurd op speciale machines. Hierop zijn computerprogramma’s geïnstalleerd die eenvoudiger zijn dan de besturingsprogramma’s van CNC gestuurde draaibanken en freesbanken.

Een frezer kan in een Teach-in computerprogramma doormiddel van een interactief invulproces gegevens invoeren. Deze gegevens worden door het computerprogramma omgezet in een bewerkingsvolgorde. De bewerkingsvolgorde voert de machine uit op het basismateriaal dat doormiddel van het frezen in de juiste vorm wordt gebracht. Daarnaast wordt aan de hand van de ingevoerde gegevens het toerental bepaald. Op het computerscherm van de machine worden de bewerkingsinstructies getoond aan de frezer. Deze instructies dienen door de frezer opgevolgd te worden. De bewerkingsinstructies zorgen er voor dat de frezer zelf de verschillende onderdelen van het bewerkingsproces niet hoeft te bepalen of uit te rekenen. Teach-in frezen is daardoor een relatief eenvoudige vorm van verspanen.

Verschillen tussen Teach-in en CNC fezen
Met een CNC  freesbank kunnen over het algemeen een grotere diversiteit aan producten worden vervaardigd dan een Teach-in freesbank. Met een Teach-in freesbank volgt de frezer het invulprogramma op en de instructies van de machine die op het beeldscherm worden weergegeven. Een CNC freesmachine dient door de verspaner geheel te worden geprogrammeerd. Dit zorgt voor een breed scala aan mogelijkheden en daarnaast verlangt dit ook meer kennis en vaardigheid van de verspaner die de machine bedient en programmeert.

Waarvoor is Teach-in frezen gebruikt?
Teach-in frezen is eenvoudiger dan CNC frezen. Deze vorm van verspanen is daardoor relatief goedkoop. Teach-in frezen is vooral geschikt voor kleine series en enkel stuks. Deze vorm van frezen heeft een  grote repeteernauwkeurigheid. Naast Teach-in freesbanken zijn er ook Teach-in draaibanken. Doormiddel van Teach-in verspanen worden onder andere machineonderdelen en gereedschapsonderdelen vervaardig. Verschillende bedrijven in de werktuigbouwkunde hebben een Teach-in freesbank of draaibank staan.

Wat doet een gereedschapmaker en wat is een gereedschapmakerij?

Gereedschapmaker is een beroep dat valt onder de werktuigbouwkunde. Gereedschapmakers maken verschillende gereedschappen voor de machinebouw. Hierbij kan onder andere gedacht worden aan het maken en herstellen van beitels die worden geplaatst in draaibanken en machines die worden gebruikt voor het frezen van producten. Daarnaast worden gereedschapmakers ook ingezet bij het maken van matrijzen en extrusiemallen die worden gebruikt voor extruderen.

Matrijzen en ander gereedschap
Machines die basismateriaal een specifieke vorm geven maken daarbij gebruik van gereedschap. Dit gereedschap kan zeer divers zijn. Sommige machines maken gebruik van een verspanende bewerking. Hierbij worden doormiddel van snijgereedschap zoals beitels langzamerhand spanen van het basismateriaal verwijdert zodat de gewenste vorm overblijft.

Een andere manier van vormgeving gebeurd doormiddel van spuitgietmallen. Hierbij worden bijvoorbeeld kunststoffen door een mal heen gespoten zodat het kunststof in de juiste vorm wordt gebracht. Verder kan in de industrie ook gebruik worden gemaakt van gietmallen, lasmallen en snijstempels en buigstempels.

Daarnaast worden uiteenlopende varianten van matrijzen gebruikt voor de vormgeving van producten. Deze mallen en matrijzen worden onder andere geplaatst in machines voor de procesindustrie. In de procesindustrie worden producten vervaardigd op grote schaal. Daarom moeten matrijzen over een bepaalde stevigheid en slijtvastheid beschikken. De eisen die aan matrijzen worden gesteld zijn hoog.

Wat doet een gereedschapmaker?
Voordat de matrijzen en beitels in machines kunnen worden geplaatst moeten ze eerst worden ontworpen door een vakman. Deze vakman is de gereedschapmaker. De gereedschapmaker is verantwoordelijk voor het ontwikkelen van gereedschappen. Daarnaast zal hij of zij er voor zorg moeten dragen dat de gereedschappen nauwkeurig worden gemaakt conform de richtlijnen met betrekking tot het materiaal en afmetingen.

Een gereedschapmaker maakt niet alleen nieuwe gereedschappen, hij of zij kan ook worden ingezet om oude gereedschappen te repareren zodat deze weer gebruikt kunnen worden. Een gereedschapmaker maakt tijdens zijn of haar werkzaamheden ook gebruik van verschillende gereedschappen. Daarnaast moet een gereedschapmaker goed tekeningen kunnen lezen zodat de gereedschappen goed samengesteld en ingebouwd kunnen worden in machines.

Sommige gereedschappen moeten worden behandeld om tot een bepaalde hardheid te komen. Deze hardheid zorgt er voor dat gereedschappen goed scherp gemaakt kunnen worden en minder snel slijten. Een voorbeeld van gereedschappen waarbij hardheid van belang is zijn beitels. Een gereedschapmaker moet weten hoe de gereedschappen op de gewenste hardheid kunnen worden gebracht. Daarvoor zijn specifieke vaardigheden en ervaring zeer belangrijk. Een gereedschapmaker wordt je over het algemeen in de praktijk. Uiteraard dient de gereedschapmaker wel de basisvaardigheden te leren op een opleiding. Een geschikte opleiding hiervoor is de opleiding MBO werktuigbouwkunde. Tegenwoordig zijn er op MBO niveau echter ook opleidingen die specifiek gericht zijn op het vervaardigen van gereedschappen zoals de opleiding MBO gereedschapmaker.

Wat is een gereedschapmakerij?
Een gereedschapsmaker kan binnen een bedrijf op een eigen afdeling werkzaam zijn. Deze afdeling kan een onderdeel zijn van de ruimte van de technische dienst. Het is ook mogelijk dat er een speciale afdeling voor de gereedschapmaker wordt ingericht. Deze afdeling kan een gereedschapmakerij worden genoemd.

Er zijn ook bedrijven die gespecialiseerd zijn in het maken van gereedschappen. Deze bedrijven worden ook wel gereedschapmakerijen genoemd. Deze bedrijven maken gereedschappen voor verschillende andere bedrijven.

In een gereedschapmakerij is over het algemeen een draaibank en een freesbank aanwezig. Daarnaast zijn er lastoestellen zodat de gereedschapmaker kan lassen wanneer dat nodig is. Een polijstmachine kan ook kan ook aanwezig zijn zodat onderdelen en gereedschappen nauwkeurig kunnen worden gepolijst in de juiste vorm en afmeting.

Wat is verspanen en waar wordt het toegepast?

Verspanen is een algemeen woord voor het bewerken van materiaal door machines of met de hand waardoor er spanen van het basisproduct worden verwijderd. Doormiddel van verspanen wordt het product kleiner en verandert daarmee definitief van vorm. Daarnaast neemt ook de massa en het gewicht van het basisproduct af. Hieronder worden verschillende voorbeelden van verspanen beschreven en wordt uitgelegd waarvoor ze worden gebruikt.

Voorbeeld van verspanen
Als voorbeeld kan worden gedacht aan een timmerman die met een schaaf spanen van een deur af schaaft om de deur passend te maken in een kozijn. Doordat er spanen van de deur worden afgeschaafd wordt de deur kleiner en in feite ook lichter, al zal het gewicht van een paar spanen niet een groot effect hebben op het totale gewicht van een deur. De vorm van de deur verandert ook omdat deze iets kleiner wordt waardoor deze in het beoogde kozijn past. De deur is door het schaven definitief van vorm verandert. Een timmerman moet bij het schaven goed opletten dat hij niet te veel van de deur af schaaft omdat een spaan er in de regel niet meer opgeplakt kan worden. De krullen die ontstaan tijdens het schaven worden spanen genoemd. De krullen vormen afval dat na het verspanen wordt verwijdert.

Verspanende technieken
Er zijn binnen de techniek verschillende verspanende bewerkingen aanwezig. De bewerkingstechniek die wordt gekozen is afhankelijk van het doel dat bereikt moet worden. Wanneer gaten geboord moeten worden kan men gaan boren met bijvoorbeeld een kolomboor. Dit is een verspanende techniek. Wanneer iets op maat gemaakt moet worden kan men gebruik maken van zagen maar ook schaven en vijlen. Ook slijpen is mogelijk van bijvoorbeeld metaal. Daarnaast behoren draaien, frezen, kotteren, honen, steken, tappen en gutsen (van hout) tot verspanende bewerking.

Draaien en frezen
Draaien en frezen zijn speciale verspanende bewerkingen. Draaien wordt gedaan op een draaibank en frezen op een freesbank. Met deze verspanende bewerkingen kan de vorm van basismateriaal in sterke mate worden gewijzigd. Deze vormen van verspanen worden zowel binnen de werktuigbouwkunde als binnen de houtverwerkende industrie toegepast. Draaien en frezen kan zowel conventioneel worden gedaan als computer gestuurd op een CNC draai- of freesbank. CNC staat voor Computer Numerical Control. Dit houdt in dat deze machines computergestuurd zijn.

Draaien
Bij draaien wordt een product dat verspaand moet worden in een klem geplaatst. De klem houdt het product stevig vast en draait het met hoge snelheid rond. Een beitel in de langsrichting en dwarsrichting wordt tegen het product gedrukt. De beitel draait vervolgens spanen van het product af om het daarmee een gewenste vorm te geven. Om deze gewenste vorm te krijgen moet de machine door de draaier goed worden ingesteld, de juiste snelheid worden gehanteerd en moeten de juiste beitels worden gebruikt.

Frezen
Frezen wordt gedaan doormiddel van een frees die een bewerking uitvoert op een product. Het product zelf zit in een klem en de frees beweegt zich in verschillende posities om het product de gewenste vorm te geven. Een belangrijk verschil tussen frezen en draaien is dus dat bij frezen het product niet beweegt, bij draaien beweegt het product wel omdat het in met de klem ronddraait. Bij frezen draait alleen het gereedschap. Er zijn verschillende soorten freesbanken.  Deze zijn te verdelen in de volgende hoofdgroepen: verticale,  horizontale en universele freesbanken. Met frezen kunnen zeer uiteenlopende bewerkingen worden uitgevoerd op een product. Zo kunnen met een frees sleuven worden aangebracht, gaten, kamers of eilanden. Een frezer moet hiervoor de freesbank goed instellen en het juiste gereedschap in de machine plaatsen.

Toepassing van verspanen in de techniek
Verspanen wordt in de techniek vrij breed toegepast. Hout, metalen en kunststoffen kunnen over het algemeen goed worden verspaand. Binnen de houtverwerkende industrie wordt verspanen onder andere gebruikt voor de meubelindustrie, voor trappen en voor houtsnijwerken die voor de sier zijn aangebracht. Daarnaast worden binnen de houtindustrie veel gaten geboord en planken op maat gezaagd.

Binnen de werktuigbouwkunde wordt verspanen onder andere toegepast in machinefabrieken voor het draaien van assen of het maken van machineonderdelen doormiddel van frezen. Ook voor de olie en petrochemiesector worden onderdelen verspaand. Een aantal onderdelen waaruit een draaibank of freesbank zijn samengesteld zijn zelf ook gefabriceerd door draaibanken of freesbanken.

Veiligheid bij verspanen
De veiligheid is een belangrijk aspect bij verspanen. Er wordt onder andere gewekt met zagen, boren en beitels. Deze gereedschappen zijn scherp en moeten op de juiste wijze worden gehanteerd om schade of verwonding te voorkomen. Ronddraaiende gereedschappen zoals boren en beitels kunnen daarnaast kledingstukken vast grijpen en in een zeer hoog tempo klemdraaien of zelfs kapottrekken. Hierdoor kunnen ernstige ongelukken ontstaan. Ook de spanen moeten goed worden afgevoerd. Metaalspanen en houtspanen kunnen scherp zijn. Daarom moet er voor worden gezorgd dat de spanen niet in de buurt van de ogen van de verspaner of ander personeel kunnen komen. Het dragen van een veiligheidsbril is daarom in veel gevallen verplicht. Veel draai en freesmachines hebben een speciale veiligheidskap waarmee de machine afgesloten kan worden. De verspaner staat veilig achter een doorzichtig scherm waardoor hij of zij toch zicht heeft op het proces.

Werk in verspanen
Binnen de werktuigbouwkunde is veel vraag naar ervaren draaiers en frezers. Dit komt doordat er weinig vakmensen op dit gebied beschikbaar zijn op de arbeidsmarkt. Een goede draaier of frezer kan snel werk vinden bij een machinefabriek. Daarvoor is het wel van belang dat zijn of haar kennis actueel is. Tegenwoordig wordt steeds meer met CNC machines gewerkt in de verspaning. Het is belangrijk dat een verspaner deze machines niet alleen kan voorzien van nieuwe materialen die verspaand moeten worden. Een goede verspaner kan een CNC machine zelfstandig programmeren zodat de machine de juiste bewerking uitvoert op het product. Voordat een verspaner eenmaal een zelfstandig CNC programmeur is zal hij of zij wel de nodige ervaring moeten hebben opgebouwd en ook over veel materiaalkennis beschikken.