In der modernen Fertigung sind Präzision und Effizienz entscheidend für die Wettbewerbsfähigkeit. Unter den verschiedenen CNC-Bearbeitungsverfahren zeichnet sich das Bettfräsen durch seine herausragende Steifigkeit, hohe Zerspanungsleistung und die Fähigkeit aus, große Werkstücke mit hoher Genauigkeit zu bearbeiten.
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Beim Bettfräsen handelt es sich um ein Bearbeitungsverfahren, bei dem der Arbeitstisch fixiert bleibt, während sich der Spindelkopf entlang mehrerer Achsen (üblicherweise X, Y und Z) bewegt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Vertikalfräsmaschinen bietet der stationäre Arbeitstisch einer Bettfräsmaschine außergewöhnliche Steifigkeit und Stabilität, insbesondere bei der Bearbeitung schwerer Bauteile.
Seit ihrer Einführung im 20. Jahrhundert haben Bettfräsmaschinen eine entscheidende Rolle in Branchen wie dem Formenbau, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt sowie dem Schwermaschinenbau gespielt – und sind zu einem unersetzlichen Werkzeug in der modernen Metallbearbeitung geworden.
Bettfräsmaschinen blicken auf eine lange und einflussreiche Geschichte in der Entwicklung der Bearbeitungstechnologie zurück.
•Anfang des 20. Jahrhunderts: Die ersten Bettfräsmaschinen wurden eingeführt, um große Metallbauteile mit höherer Stabilität als herkömmliche Vertikalfräsmaschinen zu bearbeiten.
Mitte des 20. Jahrhunderts: Weitverbreitete Anwendung im Formenbau, in der Automobilindustrie und im Schwermaschinenbau aufgrund ihrer Steifigkeit und Belastbarkeit.
•Vom späten 20. Jahrhundert bis heute: Die Integration der CNC-Technologie ermöglichte die automatisierte, präzise und wiederholgenaue Bearbeitung. Moderne Bettfräsmaschinen vereinen heute traditionelle Stabilität mit intelligenten CNC-Steuerungssystemen und erweitern so ihr Anwendungsspektrum auf die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik und die Hightech-Industrie.
Die Entwicklung des Bettfräsens spiegelt die steigende Nachfrage nach größeren, schwereren und präziseren Werkstücken in allen Branchen wider.
Bettfräsmaschinen lassen sich nach Automatisierungsgrad, Größe und Funktionalität klassifizieren:
• Konventionelle Bettfräsmaschinen
Manuell betrieben, hauptsächlich für einfache oder anspruchsvolle Schneidarbeiten eingesetzt.
Ideal für Werkstätten mit großen Werkstücken, aber geringem Automatisierungsbedarf.
• CNC-Bettfräsmaschinen
Ausgestattet mit computergesteuerter numerischer Steuerung, die eine automatisierte Bewegung entlang der X-, Y- und Z-Achse ermöglicht.
Geeignet für hochpräzise und wiederholgenaue Fertigung, weit verbreitet in Industrie- und Luftfahrtanwendungen.
• Kleine/Kompakte Bettmühlen
Konzipiert für mittelgroße Teile und leichtere Lasten.
Kostengünstig für kleine Fabriken oder Prototypen.
• Hochleistungs-Bettfräsmaschinen
Große, starre Maschinen, die für schwere oder große Bauteile wie Motorblöcke, große Formen oder Industrieanlagen konzipiert sind.
Kann hohe Drehmomente und schwere Schneidvorgänge bewältigen, ohne Kompromisse bei der Genauigkeit einzugehen.
Das Verständnis dieser Typen hilft Herstellern bei der Auswahl der richtigen Bettfräsmaschine für ihre Projektanforderungen.
Eine typische Bettfräsmaschine besteht aus drei Hauptelementen: dem festen Bett, dem beweglichen Spindelkopf und dem Schneidwerkzeugsystem.
• X-Achsen-Bewegung: wird durch die Bewegung des Spindelschlittens entlang des Bettes erreicht.
• Bewegung der Y-Achse: gesteuert durch den Spindelkopf oder die Säule, horizontale Bewegung.
• Bewegung der Z-Achse: Die Spindel bewegt sich vertikal, um die Schnitttiefe zu steuern.
Da das Werkstück während des gesamten Prozesses fixiert bleibt, bietet die Bettfräsmaschine eine außergewöhnliche Stabilität und ermöglicht eine präzise und vibrationsfreie Bearbeitung – besonders geeignet für die Zerspanung schwerer Metalle.
Die Konstruktion mit festem Arbeitstisch gewährleistet minimale Vibrationen, auch bei großen Schneidvorgängen, und hält enge Toleranzen und Oberflächengenauigkeit aufrecht.
Spindelköpfe mit hohem Drehmoment ermöglichen die effiziente Bearbeitung von dicken oder zähen Werkstoffen wie Stahl, Titan und Gusseisen.
Die starre Bettkonstruktion, die häufig aus hochwertigem Gusseisen gefertigt ist, kann Werkstücke mit einem Gewicht von mehreren Tonnen tragen, ohne die Genauigkeit zu beeinträchtigen.
Obwohl die anfängliche Investition höher sein mag, bieten Bettfräsmaschinen langfristige Zuverlässigkeit, geringere Wartungskosten und eine ausgezeichnete Kapitalrendite.
Bettfräsmaschinen können eine Vielzahl von Metallen und Legierungen bearbeiten, wobei jeweils spezifische Aspekte berücksichtigt werden müssen:
•Stahl: Hochfeste Stähle erfordern geringere Schnittgeschwindigkeiten und robustere, verschleißfeste Werkzeuge. Häufig verwendet für Bauteile im Schwermaschinenbau, der Automobilindustrie und der Luft- und Raumfahrt.
• Aluminium: Lässt sich bei höheren Geschwindigkeiten leichter bearbeiten, erfordert jedoch eine sorgfältige Spanabfuhr, um ein Zusetzen des Werkzeugs zu verhindern. Wird häufig für Automobilteile und Leichtbaumaschinen verwendet.
• Titan: Extrem fest und hitzebeständig, geeignet für Bauteile in der Luft- und Raumfahrt sowie der Medizintechnik. Erfordert hohe Steifigkeit und optimierte Vorschübe, um Werkzeugverschleiß zu vermeiden.
Kupfer und Messing: Weiche und leitfähige Metalle, ideal für elektrische Bauteile oder dekorative Elemente. Erfordert geeignete Werkzeuge zur Erhaltung der Oberflächenbeschaffenheit.
Gusseisen: Hart und spröde; die Steifigkeit des Bettfräsens gewährleistet präzises Schneiden ohne Vibrationen. Häufig verwendet für Formen, Motorblöcke und Industriemaschinen.
Bearbeitungstipps:
•Für hochfeste Metalle sollten beschichtete Hartmetallwerkzeuge verwendet werden.
•Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit an die Materialart anpassen.
•Sorgen Sie für Kühlung/Schmierung bei wärmeempfindlichen Materialien wie Titan.
•Sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Werkstückspannung, um Vibrationen zu minimieren und die Oberflächengüte zu verbessern.
Bei großen Strukturbauteilen von Flugzeugen, wie beispielsweise Flügelhalterungen oder Triebwerksaufhängungen, ist die hohe Steifigkeit des Bettfräsens erforderlich, um enge Toleranzen und eine ausgezeichnete Oberflächengüte zu erzielen.
Motorblöcke, Getriebegehäuse und Fahrwerkskomponenten profitieren aufgrund ihrer Größe, ihres Gewichts und ihrer Präzisionsanforderungen vom Bettfräsen.
Spritzguss-, Druckguss- und Stanzformen weisen häufig tiefe Kavitäten und umfangreiche Bearbeitungsprozesse auf. Das Bettfräsen gewährleistet Stabilität während des Bearbeitungsprozesses, reduziert Verzug und verbessert die Genauigkeit.
Das Bettfräsen wird häufig zur Herstellung von Maschinenbetten, großen Rahmen und Hochleistungs-Energieanlagen eingesetzt, um die strukturelle Integrität und präzise Abmessungen zu gewährleisten.
Diese Beispiele veranschaulichen, wie Bettfräsmaschinen die Produktivität und Zuverlässigkeit in verschiedenen Branchen steigern.
Sie sollten das Bettfräsen in Betracht ziehen, wenn:
• Bearbeitung großer Formen oder Anlagenkomponenten wie z. B. Spritzguss- oder Druckgussformen.
• Bearbeitung von hochfesten Metallen wie Stahl, Titan oder Gusseisen.
• Für Ihr Projekt sind hohe Steifigkeit und Präzision erforderlich.
• Durchführung von Schneidarbeiten in tiefen Hohlräumen oder unter hoher Belastung, bei denen die Vibrationskontrolle von entscheidender Bedeutung ist.
In solchen Fällen gewährleistet das Bettfräsen höchste Genauigkeit und Effizienz.
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