Was ist Swiss Machining? Die Art, Anwendung und Vorteile

Was ist Schweizer Bearbeitung?

Schweizer Bearbeitungsmaschinen, die auch als Schweizer Maschinen oder Schweizer Drehautomaten bezeichnet werden, sind insofern einzigartig, als sie die gleichzeitige Durchführung von Bearbeitungsvorgängen ermöglichen. Dadurch kann mehr als ein Werkzeug gleichzeitig an einem Auftrag arbeiten, was die Produktivität steigert, ohne dass komplexe Einrichtungsvorgänge erforderlich sind. Diese Effizienz ist charakteristisch für Schweizer Drehautomaten und übertrifft die Leistung herkömmlicher Drehautomaten, bei denen sich das Material nicht bewegt.

Die Schweizer Drehmaschine zeichnet sich durch einen Z-Achsen-Vorschubmechanismus aus, der das Stangenmaterial durch ein automatisiertes Spannfutter bewegt. Im Gegensatz dazu haben CNC-Drehzentren Spannfutter, die sich lediglich drehen und so die Produktionsbewegungen einschränken. Sie erhöhen die Präzision der Bearbeitung und ermöglichen schwierige Mehrzonenbearbeitungen.

Von den Schweizer Ursprüngen im späten 19. Jahrhundert, die für die Herstellung von Präzisionsuhren gedacht waren, hat es die spanende Bearbeitung sehr weit gebracht. Ursprünglich wurde die Technik entwickelt, um den hohen Anforderungen bei der Herstellung von Uhrenkomponenten gerecht zu werden, wobei der Schwerpunkt auf Präzision und Kosteneffizienz lag; sie wurde jedoch im Laufe der Zeit angepasst und verfeinert, um unterschiedlichen Anwendungen in verschiedenen Hochpräzisionsindustrien gerecht zu werden.

Moderne Schweizer CNC-Maschinen stehen an der Spitze dieser Entwicklung, indem sie traditionelle Präzision mit digitalen Kontrollsystemen kombinieren. Wenn man sich für die „Schweizer CNC-Bearbeitung“ entscheidet, profitiert man bei der Herstellung solcher Teile von den verbesserten Möglichkeiten in Bezug auf die Komplexität und die unübertroffene Genauigkeit, was ein guter Beweis dafür ist, wie sehr die Integration dieser beiden Technologien die Schweizer Bearbeitung beeinflusst hat.

Wie funktionieren Schweizer Maschinen?

Eine Schweizer Maschine würde einen Stangenlader einsetzen, der das Material systematisch zuführt und einen reibungslosen Ablauf gewährleistet. Dadurch wird das menschliche Engagement auf ein Minimum reduziert und gleichzeitig die Produktionseffizienz erhöht, so dass alles systematischer und rationeller wird.

Der Spindelstock ist bei dieser Maschine von zentraler Bedeutung, da er das Werkstück sichert und dreht. Angetrieben durch den Hauptspindelantrieb kann er die Drehbewegung genau steuern, was für hervorragende Bearbeitungsergebnisse entscheidend ist. Werkzeughalter rund um das Werkstück sorgen für eine multidirektionale Bewegung und verbessern die komplexen Zerspanungsmöglichkeiten dieser Maschine.

Schweizer Drehmaschinen sind hochpräzise. Dies ist vor allem auf eine Führungsbuchse zurückzuführen, die das Werkstück fest in der Nähe der Schneidwerkzeuge hält. Durch die Verringerung der Durchbiegung und des Ratterns werden präzise Dreh-, Fräs- oder Bohrarbeiten möglich.

Schliesslich sind die meisten modernen Schweizer Maschinen CNC-gesteuert und ermöglichen so eine detaillierte Programmierung von Bewegung und Geschwindigkeit wie nie zuvor. Diese Maschinen verfügen über die nötige Finesse bei der Durchführung von Abstecharbeiten, so dass jedes bearbeitete Teil gemäß den Spezifikationen perfekt sein wird.

Branchenspezifische Anwendungen der Schweizer Bearbeitung

Medizinische Industrie

So ist beispielsweise die Schweizer Bearbeitung in der medizinischen Industrie sehr wichtig, da sie die hochpräzisen und kleinen Teile herstellen kann, die für verschiedene medizinische Instrumente benötigt werden. Die Materialien, aus denen Titan-Knochenschrauben hergestellt werden, haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit und daher ein hohes Aspektverhältnis. Sie werden mit Schweizer Maschinen hergestellt, die diese Hürden überwinden und Schrauben mit sehr engen Toleranzen produzieren können, um das Wohlbefinden und den Komfort der Patienten zu gewährleisten. Auch bei der Herstellung von chirurgischen Werkzeugen, orthopädischen Implantaten, zahnmedizinischen Einsätzen und Kathetern wird Titan verwendet.

Luft- und Raumfahrtindustrie

Der Bedarf an Präzision und Zuverlässigkeit der Teile macht die Schweizer Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrtindustrie erforderlich. Einige Beispiele für Bauteile, die mit Schweizer Maschinen hergestellt werden, sind Flugzeugbefestigungen, Hydraulikarmaturen und Sensorgehäuse. Die Anwendung dieser Technologie gewährleistet die strikte Einhaltung von Fertigungsstandards, da sie mit leichten Materialien und strengen Toleranzgrenzen arbeiten kann. Darüber hinaus kann diese Methode bei der Herstellung komplexer Systeme eingesetzt werden, wie sie bei Raumfahrzeugmotoren, Cockpitsteuerungen usw. zu finden sind.

Elektronikindustrie

In der Elektronikbranche steigt die Nachfrage nach kleineren, aber hochpräzisen elektronischen Bauteilen weiter an. Verschiedene elektronische Bauteile wie Steckerstifte, Buchsen, Kontaktstifte und andere werden mit der Schweizer Bearbeitungstechnologie hergestellt. Sie stellt sicher, dass diese Elemente die für Unterhaltungselektronik oder Halbleitergeräte erforderlichen Präzisions- und Qualitätsstandards erfüllen, noch bevor sie in die Produktionslinien gelangen. Präzision ist für die Erhaltung der Funktionalität und Langlebigkeit von elektronischen Produkten unerlässlich.

Autoindustrie

In der Automobilindustrie wird die Schweizer Bearbeitung vor allem dort eingesetzt, wo es auf Genauigkeit und Haltbarkeit ankommt. Teile wie Buchsen, Wellen, Kraftstoffeinspritzkomponenten und Bremssysteme werden mit Schweizer Maschinen hergestellt. Automobilhersteller verlassen sich auf hochentwickelte mehrstufige Prozesse wie die Schweizer Bearbeitung, um hochwertige Fahrzeugteile herzustellen, die die Gesamtleistung und die Sicherheitsstandards verbessern.

Verteidigungsindustrie

Es besteht kein Zweifel daran, dass komplexe Geometrien und sehr geringe Toleranzen in der Verteidigungsindustrie eine Form der schweizerischen Bearbeitbarkeit erfordern. Teile von Hubschraubern, Raketen, Schiffen und Panzern müssen ein sehr hohes Maß an Präzision und Konsistenz aufweisen, was mit Schweizer Maschinen möglich ist. Sie stellt sicher, dass Schlagbolzen, Bolzen und Auslöser gemäß den Spezifikationen hergestellt werden, was die Leistung und Sicherheit militärischer Geräte erhöht.

Musikinstrumente

Schweizer Maschinen sind äußerst nützlich für die Herstellung empfindlicher und präziser Komponenten, die in Musikinstrumenten verwendet werden. So werden zum Beispiel die kleinen, komplizierten Teile von Holz- oder Blechblasinstrumenten oder Gitarren, die so genannten Tuner/Saitenhalter, und Trommeln, die so genannten Rods/Spanner, mit Schweizer Maschinen hergestellt. Dies stellt sicher, dass die Konstruktion und die Qualität des Klangs jedes Mal gleich sind, wenn man eines dieser Werkzeuge verwendet, wie es die Schweizer Bearbeitungstechniken ermöglichen.

Wichtige Überlegungen zum Einsatz der Schweizer CNC-Bearbeitung

Haben Sie Probleme mit hohen Preisen und langen Bearbeitungszeiten? Ungeeignete Zeichnungen und scharfe Ecken sind die häufigsten Fehler, die sich bei der CNC-Bearbeitung in der Schweiz als hinderlich erweisen können. Befolgen Sie diese Grundsätze, um die Effizienz und die Qualität der Produkte zu verbessern.

Detaillierte technische Zeichnungen

Konstruktionszeichnungen müssen alle erforderlichen Maße, Toleranzen, Werkstoffe und Oberflächenbehandlungen enthalten, um den Bedienern Anweisungen für die Herstellung perfekter Teile zu geben. Klare Spezifikationen helfen also in erster Linie bei der Herstellung der benötigten Bauteile.

Verwendung der Standard-Lochgröße

Die Verwendung von universellen Standardlochgrößen ist im Vergleich zu anderen Größen einfacher und kostengünstiger zu bearbeiten. Die Verwendung eines Durchmessers von 5 mm, der weit verbreitet ist, erfordert keine zusätzlichen Werkzeuge, was die Effizienz erhöht und die Kosten senkt.

Gestalten mit abgerundeten Ecken

Die Verwendung einer Mindestverrundung von 3 mm in den Innenradien der Teile kann die Bearbeitung verbessern, indem der Werkzeugverschleiß minimiert und Probleme wie Ratterer beseitigt werden, wodurch die Lebensdauer der Bearbeitungswerkzeuge erhöht wird.

Optimale Toleranzspezifikation

Es wird empfohlen, strenge Toleranzen nur dort zu verwenden, wo sie notwendig sind, um die Herstellungskosten zu kontrollieren. Obwohl dies in Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt erforderlich ist, erhöhen engere Toleranzen in Anwendungen, die keine so strengen Genauigkeitsanforderungen stellen, nur die Produktionskosten.

Wanddicke Strategie

Ausgenommen sind zu dünne Wände, d. h. solche, die weniger als 0 mm dick sind. Bei Metallen beträgt sie etwa 5 mm und ist entscheidend, um Rattererscheinungen und Verformungen während des Bearbeitungsprozesses zu vermeiden. Bei Kunststoffen muss die Wanddicke so bemessen sein, dass die Struktur dem Druck standhält, der während der Produktion auf sie ausgeübt wird, und gleichzeitig eine glatte Oberfläche auf dem Kunststoff erzeugt werden kann.

Überlegungen zur Werkzeuggeometrie

Einschränkungen, die sich aus der Geometrie der verwendeten Bearbeitungswerkzeuge ergeben, müssen bei der Konstruktion berücksichtigt werden, insbesondere dann, wenn feine und komplizierte Formen wie tiefe Aussparungen und Profile in die Konstruktion einbezogen werden und diese ohne großen manuellen Aufwand realisierbar sein müssen.

Efficient Machine Setup

Es wird auch gezeigt, wie Werkzeugausrichtungen und -wege geplant werden können, um die Produktivität der Bearbeitung zu verbessern, indem die Rüstzeit um bis zu 20 % reduziert wird, wodurch die Arbeitskosten gesenkt und der Durchsatz in der Produktion erhöht wird.

Intelligente Materialauswahl

Die Auswahl der Werkstoffe für die Bearbeitung ist je nach Funktion des Teils und der Umgebung, in der es eingesetzt werden soll, sehr wichtig. So ist beispielsweise die Verwendung von Titan aufgrund seiner Festigkeit und geringen Dichte von entscheidender Bedeutung, wenn es um die Anwendung in der Luft- und Raumfahrt zur Leistungsverbesserung geht.

Design für erweiterte Funktionalität

Es ist möglich, Teile so zu konstruieren, dass sie funktionell und leicht zu bearbeiten sind, d. h., dass keine Spezialwerkzeuge benötigt werden, um den Zeitaufwand für die Herstellung zu verringern.

Berücksichtigung der Bearbeitungszeit

Durch die Vereinfachung von Teilegeometrien kann die Bearbeitungszeit erheblich reduziert werden. Die Verringerung der Komplexität der Konstruktion führt zu einer Reduzierung der Zykluszeit um bis zu 30 % und damit zu einer Senkung der Produktionskosten.

Vorteile der Schweizer Maschinen

Haben Sie Probleme mit Ineffizienzen und Unstimmigkeiten im Schneidprozess? Sie kommen nicht vorwärts, weil die Endbearbeitung schlecht ist, die Vorlaufzeiten länger sind und Sie viele Einstellungen vornehmen müssen. Machen Sie Ihre Produktionslinie zu einem führenden Unternehmen in dieser Branche, indem Sie Schweizer Maschinen mit Präzision, höheren Geschwindigkeiten und vielseitigem Materialhandling einsetzen.

• Wenig Einrichten und Arbeiten: Schweizer Werkzeugmaschinen sind für die Bearbeitung komplexer Teile ausgelegt, die sowohl Fräs- als auch Drehfunktionen in einer Aufspannung aufweisen. Dadurch sind nicht mehrere Maschineneinstellungen nötig, was Zeit spart und Fehler minimiert.
• Bessere Oberflächenqualität: Die Präzision der Schweizer Maschinen ermöglicht eine extrem glatte Oberflächenbearbeitung. Dies ist besonders wichtig, wenn bei der Konstruktion von Teilen feine Details oder Ästhetik gefragt sind.
• Fschnellere Bearbeitungsgeschwindigkeiten und kürzere Vorlaufzeiten: Durch ihre hohe Geschwindigkeit können Schweizer Maschinen mehrere Aufgaben auf einmal erledigen. Dadurch verkürzen sie die Produktionszeit, was zu kürzeren Wartezeiten führt, so dass die Einhaltung knapper Fristen einfacher wird als je zuvor.
• Weniger Rütteln und Durchbiegung: Das Werkstück wird während der Bearbeitung neben dem Schneidwerkzeug abgestützt, wodurch Rütteln und Durchbiegung auf Schweizer Maschinen weniger häufig auftreten. Diese Eigenschaften sind wichtig bei der Bearbeitung schlanker, langer Bauteile, die zu Schwingungen neigen.
• Nahe Toleranzen: Swiss-Maschinen sind in der Lage, sehr enge Toleranzen herzustellen, die die Einhaltung genauer Spezifikationen für jedes Bauteil garantieren. Dieses hohe Maß an Genauigkeit ist besonders wichtig für Branchen wie die Luft- und Raumfahrt und die Medizintechnik, in denen selbst geringe Abweichungen inakzeptabel sein können.
• Unterschiedliche Arten von Materialien: Swiss-Maschinen können eine Vielzahl von Materialien wie Metalle, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe usw. verarbeiten. Aufgrund dieser Flexibilität sind sie für zahlreiche Anwendungen in verschiedenen Branchen geeignet.
• Hohe Präzision und Wiederholbarkeit: Wertvoll, da es wiederholbare Ergebnisse ermöglicht, durch die klare Schnitte ohne viele Fehler produziert werden. Etwas, das zustande kommt, wenn die Qualität über große Mengen von Produkten auf Produktionslinien nur durch solche Prozesse erreicht werden kann.
• Effizienz mit mehreren Achsen und Automatisierung: Sie verfügen über mehrere Achsen, so dass viele Prozesse gleichzeitig von Schweizer Maschinen ausgeführt werden können. Darüber hinaus ermöglicht der hohe Automatisierungsgrad eine minimale manuelle Beteiligung am Produktionsprozess, was diesen effizienter und produktiver macht.

Die Grenzen der Schweizer Bearbeitung

• Der Durchmesser des Stangenmaterials, das auf Schweizer Maschinen verwendet werden soll, ist in der Regel auf 2 mm bis 38 mm begrenzt, was einen konstanten Durchmesser erforderlich macht.
• Teure Werkzeuge: Die Werkzeuge für Schweizer Maschinen sind von Natur aus spezialisiert, daher sind sie teuer und unterliegen Größen- und Geometriebeschränkungen.
• Geringere Wärmeableitung: Bei langen Einsätzen leitet Öl als Schmiermittel die Wärme im Vergleich zu Wasser weniger effektiv ab, was zu Problemen führt.
• Erhöhte Zeit für das Einrichten: Die Einrichtzeiten sind aufgrund der vielen Werkzeuge und des Programmierbedarfs für Schweizer Maschinen länger.
• Größenbeschränkungen: Durchmesser und Länge von grösseren Teilen passen nicht in Schweizer Maschinen
• Hohe CAPEX-Kosten: Im Allgemeinen sind Schweizer Maschinen teurer als einfache Bearbeitungsmaschinen.
• Geschicklichkeitsabhängige Bedienung: Für das Bedienen und Programmieren von Schweizer Maschinen ist ein höheres Maß an Geschicklichkeit erforderlich.

Vergleich zwischen Schweizer Bearbeitung und CNC-Bearbeitung

Präzision und Produktivität

Schweizer Zerspanung

Diese Bearbeitungstechnik gilt als sehr kompliziert und effizient, da sie aufgrund des beweglichen Spindelstocks mit Führungsbuchse mehrere Aufgaben in einem Arbeitsgang erledigen kann, was zu einer hohen Präzision und Produktivität führt.

Traditionelle Zerspanung

Die gefertigten Teile sind nicht so präzise wie die der anderen Techniken, da die Bediener die Arbeitsgänge nacheinander ausführen müssen, was zu längeren Zykluszeiten führt.

Qualität der Produkte

Schweizer Zerspanung

Diese Technik weist nur minimale Werkzeugabdrücke oder Kantengrate auf und verwendet Kühlmittel auf Ölbasis, um die Reibung und Wärmeentwicklung zu verringern, wodurch unnötige Nachbearbeitungsprozesse vermieden werden.

Traditionelle Zerspanung

Die Genauigkeit dieses Typs hängt häufig von der Nachbearbeitung ab, d. h. die Teile müssen mehreren Verfahren unterzogen werden, bevor sie als fertige Produkte gelten können.

Kostenvergleich

Schweizer Zerspanung

Während die Stückkosten bei kleinen Stückzahlen höher sein können als bei der herkömmlichen Bearbeitung, ist das Schweizer Drehen in der Anfangsphase teuer, wird aber bei großen Stückzahlen sehr wirtschaftlich, da die Zykluszeit durch die gleichzeitige Einrichtung mehrerer Arbeitsgänge reduziert wird.

Traditionelle Zerspanung

Während beispielsweise die herkömmliche Bearbeitung bei kleinen Stückzahlen aufgrund der geringen Rüstkosten billig erscheinen mag, ist sie bei großen Stückzahlen relativ unwirtschaftlich, da sie lange Zykluszeiten erfordert.

Anwendungen von Bearbeitungsverfahren

Schweizer Zerspanung

Diese Industriezweige benötigen Fertigungsverfahren, mit denen Mikrogeräte wie Mikrolaser hergestellt werden können, was die Schweizer Bearbeitungstechnologie ideal macht.

Traditionelle Zerspanung

Dazu gehören Automobilhersteller, die verschiedene Karosserieteile wie Motorblöcke herstellen, sowie Hausbauer, die Wände oder Dächer aus Stahlplatten bzw. Holz bauen.

Operative Unterschiede

Schweizer Zerspanung

Darüber hinaus trägt die Verwendung von Gleitlagerbuchsen, die es ermöglichen, dass sich mehrere Fräser in der Maschine befinden, und die automatische Stangenzuführung dazu bei, die Durchbiegung während der Produktion zu reduzieren, was dazu führt, dass hochpräzise, komplexe Komponenten mit minimaler Durchbiegung im Schweizer Drehverfahren hergestellt werden können.

Traditionelle CNC-Bearbeitung

Andererseits sind die Schneidewerkzeuge stationär, während das Werkstück von der Maschine selbst bewegt wird, was zu einer längeren Zykluszeit für die Teile führt, was jedoch durch sorgfältige Programmierung und manuelle Materialzufuhr reduziert werden kann.

Hervorgehobene spezifische Unterschiede

Aspekt	Schweizer Zerspanung	Traditionelle CNC-Bearbeitung
Spindelstock-Bewegung	Beweglicher Spindelstock für bessere Kontrolle.	Der feste Spindelstock begrenzt die Präzision.
Bearbeitungsverfahren	Die segmentierte Bearbeitung verbessert die Präzision.	Sequentielle Operationen erhöhen die Zykluszeiten.
Coolant Type	Verwendet Öl für bessere Schmierfähigkeit.	Verwendet Kühlmittel auf Wasserbasis.
Nachbearbeitung	Minimale Nachbearbeitung erforderlich.	Erfordert oft zusätzliche Nachbearbeitung.
Kosten	Kostengünstig für große Produktionsmengen.	Weniger wirtschaftlich bei großen Auflagen.