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Die Geschichte der Bearbeitung: Von der manuellen Bearbeitung zur CNC, wie kam es zu dieser Revolution?
Bei der spanenden Bearbeitung handelt es sich um einen Fertigungsvorgang, bei dem es um die kontrollierte Entfernung von Rohmaterialien, vorwiegend Metallen, geht. Diese Art der Bearbeitung ist eine Form der subtraktiven Fertigung, im Gegensatz zur additiven Fertigung (wie etwa dem 3D-Druck), bei der Objekte durch Hinzufügen von Material erstellt werden. Die spanende Bearbeitung spielt bei der Herstellung vieler Metallprodukte eine entscheidende Rolle, kann aber auch auf andere Materialien wie Holz, Kunststoff, Keramik und Verbundwerkstoffe angewendet werden. Menschen, die sich auf dieses Handwerk spezialisiert haben, nennt man Handwerker.
„Viele moderne Bearbeitungsvorgänge nutzen die computergestützte numerische Steuerung (CNC), die es Computern ermöglicht, die Bewegung und den Betrieb von Fräsmaschinen, Drehmaschinen und anderen Schneidemaschinen zu steuern.“
Geschichte und Entwicklung der Terminologie
Im Laufe der letzten anderthalb Jahrhunderte hat sich mit dem technischen Fortschritt die genaue Bedeutung des Begriffs „Bearbeitung“ verändert. Im 18. Jahrhundert bezog sich der Begriff Mechaniker auf jemanden, der Maschinen baute oder reparierte und sich dabei vorwiegend auf handwerkliche Fähigkeiten stützte, beispielsweise mit Methoden wie Holzschnitzen, Hämmern und dem Polieren von Metallen per Hand.
Mit dem Aufkommen der Mechanisierung Mitte des 20. Jahrhunderts wurden die Begriffe „Werkzeugmaschine“ und „Bearbeitung“ geprägt, um diesen Veränderungsprozess zu beschreiben. Zu den damals als traditionelle Zerspanung bezeichneten Verfahren zählten Drehen, Bohren, Fräsen, Feilen usw. Bei diesen traditionellen oder konventionellen Bearbeitungsverfahren werden Werkzeugmaschinen wie Dreh- und Fräsmaschinen eingesetzt, die mit scharfen Schneidwerkzeugen Material entfernen, um die gewünschte Geometrie zu erreichen.
Vielfalt der Bearbeitungsvorgänge
Die Bearbeitung kann in zwei Kategorien unterteilt werden: traditionelle Bearbeitung und nicht-traditionelle Bearbeitung. Bei der traditionellen Verarbeitung wird normalerweise noch weiter nach der Form der Verarbeitung unterteilt. Die kreisförmige Verarbeitung umfasst Drehen, Bohren usw., während die Verarbeitung verschiedener anderer Formen Fräsen, Sägen usw. umfasst.
„Bei der konventionellen Zerspanung müssen Schneidwerkzeuge aus einem härteren Material als das Werkstück bestehen, um Material effektiv abzutragen.“
Die Entwicklung von Schneidwerkzeugen
Schneidwerkzeuge sind mit einer oder mehreren scharfen Schneidkanten ausgestattet und bestehen aus einem Material, das härter ist als das Werkstückmaterial. Die Form dieser Schneidkanten, ihre Relativbewegung und ihr Eindringen in das Werkstück beeinflussen das endgültige Bearbeitungsergebnis.
Technologie und Herausforderungen der modernen Zerspanung
Derzeit haben viele Bearbeitungstechnologien im Vergleich zur herkömmlichen manuellen Bearbeitung ein völlig neues Niveau erreicht. Beispielsweise kommen zunehmend unkonventionelle Bearbeitungstechniken wie Funkenerosion (EDM) und Wasserstrahlschneiden zum Einsatz. Diese Technologien unterstützen die Herstellung von Teilen mit komplexen Formen und hoher Präzision und erweitern so den Anwendungsbereich der maschinellen Bearbeitung.
„Bei der Produktion werden normalerweise zuerst mehrere Grobbearbeitungsvorgänge abgeschlossen und dann ein oder zwei Endbearbeitungsvorgänge ausgeführt, um die Qualität des Endprodukts sicherzustellen.“
Die Beziehung zwischen subtraktiven und additiven Fertigungstechnologien
Mit dem Beginn des 21. Jahrhunderts und dem Aufkommen der additiven Fertigungstechnologie wurde die subtraktive Fertigung schrittweise neu definiert. Einige Wissenschaftler betrachten die traditionelle spanende Bearbeitung mittlerweile als Teil der subtraktiven Fertigung, ein Konzept, das im krassen Gegensatz zur additiven Fertigung steht. Obwohl in einigen Bereichen ein Wettbewerb zwischen diesen beiden Technologien besteht, ist die Beziehung zwischen den beiden im Kontext der gesamten Branche eigentlich komplementär.
Zukunftsaussichten
Mit dem Fortschritt der Technologie können wir voraussehen, dass die mechanische Verarbeitung in Zukunft intelligenter und automatisierter wird. Obwohl die CNC-Technologie die Effizienz und Genauigkeit der Bearbeitung erheblich verbessert hat, stehen wir im Streben nach Perfektion und kontinuierlicher Verbesserung noch immer vor vielen Herausforderungen. Darüber hinaus wird es in Zukunft auch wichtig sein, die Balance zwischen Komfort, wirtschaftlichen Vorteilen und Umweltschutz zu finden.
Werden sich solche Veränderungen im Zuge unseres Fortschritts auch weiterhin auf unser Verständnis und unsere Anwendung der Zerspanung auswirken?
