Verspanen - Frezen

Verspanen is een term voor alle vormen van metaalbewerking waarbij door middel van gereedschappen materiaaldelen worden weggenomen van een product waar spanen bij ontstaan. Een van de meest bekende verspanende bewerkingen is frezen. Dit wordt gedaan op een CNC of conventionele freesbank en is vooral populair in de metaalbewerking.

Frezen

Frezen is een van de populairste verspanende bewerkingen en wordt enorm veel gebruikt in de metaalbewerking. Bij frezen wordt met gebruik van een frees materiaal verwijderd van een product zodat deze de gewenste vorm krijgt. Een frees is een soort boor met snijtanden aan de zijkanten of onderkant die ronddraait. Bij frezen wordt het product dat je wilt bewerken vastgezet in bijvoorbeeld een klem. Door middel van de roterende frees kan er materiaal van het product worden gehaald. Door de frees met het product te laten botsen neemt de frees materiaal van het product af waardoor de vorm veranderd en complexe producten kunnen worden gemaakt. Frezen kan op twee verschillende manieren worden uitgevoerd: conventioneel of CNC.

Conventioneel frezen

Frezen wordt gedaan op een freesmachine, ook wel freesbank genoemd. Bij een conventionele freesbank moet je de assen van de freesbank met de hand besturen. De meeste freesbanken bevatten wieltjes waar je aan moet draaien zodat het product of frees in een bepaalde richting beweegt. Op conventionele freesbanken worden vaak linialen geïnstalleerd waardoor je de coördinaten van de frees ten opzichte van je nulpunt dat je hebt ingesteld gemakkelijk kunt aflezen. Ook bevatten veel freesmachines een voeding. Als er voeding aanwezig is kunnen de assen automatisch op een constante snelheid bewegen. Tegenwoordig wordt er veel CNC gefreesd omdat dit vele malen sneller en nauwkeuriger is.

CNC frezen

CNC staat voor 'Computer Numerical Control', dit betekent dat de machine computergestuurd is. Bij CNC frezen wordt er een programma geschreven waarin wordt beschreven welke bewerkingen de machine moet doen. In de meeste gevallen wordt het programma geschreven waarna alle bewerkingen zonder onderbreking worden uitgevoerd. Dit kan met veel precisie worden gedaan omdat er veel opties zijn in de instellingen. Een CNC freesbank heeft net zoals een conventionele freesmachine een bed waarop het product kan worden bevestigd. Dit bed staat bij CNC frezen wel altijd in een afgesloten ruimte omdat er bijna altijd met vloeibare koeling wordt gewerkt. CNC freesbanken hebben drie verschillende assen, de X, Y en Z-as. Deze zijn enorm nauwkeurig want er worden duizendsten van een millimeter weergeven. Als het product is ingespannen kun je de nulpunten bepalen van waaruit je gaat werken. Deze wordt vaak aan de zijkant van een voorwerp geplaatst omdat dit het makkelijkst te positioneren is. Geavanceerde CNC freesbanken hebben vaak vijf verschillende assen, de A en B-as komen er dan bij. Deze worden gebruikt voor hoekverdraaiingen. Dat wordt vooral gebruikt bij het maken van gaten op schuine vlakken of het creëren van zo'n schuin vlak.

Conventioneel of CNC?

De gebruiker moet altijd de keuze maken tussen handmatige of CNC besturing. Deze keuze hangt af van de nauwkeurigheid die benodigd is en de hoeveelheid producten. Als een product gemakkelijk te produceren is kun je het beste voor een conventionele methode kiezen. Het zou tijdsverspilling zijn om hier een heel programma voor te schrijven. Als er een complex product vaak geproduceerd moet worden, is CNC de beste keuze. De CNC methode zorgt ook voor het beste resultaat omdat er heel nauwkeurig kan worden gewerkt. Hierdoor is er ook weinig/geen afkeur en er is een constante kwaliteit.

Het gebruik van een CNC freesbank heeft ook nadelen, het is namelijk erg duur. De aanschaf van een CNC systeem is vaak al erg duur maar er moeten ook gereedschappen en andere benodigdheden, met een hoog prijskaartje, worden aangeschaft. Daarnaast moet er personeel worden aangenomen die met de software overweg kan. Het is natuurlijk ook mogelijk om personeel trainingen te laten volgen. Er kunnen ook dingen verkeerd worden ingevoerd door het personeel, dit kan grote gevolgen hebben.

Mee- of tegenlopend frezen?

Bij meelopend frezen roteren de frees en voeding in dezelfde richting, bij tegenlopend frezen in tegengestelde richting. Op conventionele freesbanken wordt altijd tegenlopend gefreesd, meelopend frezen mag alleen op CNC freesbanken. Op CNC freesbanken wordt dus bijna altijd meelopend gefreesd omdat het resultaat hierdoor verbetert. Alleen als er een lange of dunne frees wordt gebruikt, kun je beter kiezen voor tegenlopend frezen. Als er meelopend wordt gefreesd met zo'n frees ontstaat er buiging in de frees waardoor je geen vlakke producten freest. Het is ook slecht voor de frees omdat hij hierdoor niet overal evenveel belast wordt.

Door meelopend te frezen krijg je een zuiverder oppervlakte, de ruwheid is minder. Het is ook goed voor de levensduur van de frees, deze wordt minder belast op de snijtanden waardoor hij langer gebruikt kan worden. Bij tegenlopend frezen creëer je trillingen doordat de snijtanden steeds tegen het werkstuk aan klappen. Bij meelopend frezen gaat het vloeiender en zijn de trillingen minder groot. Dit komt ook doordat de spaanafvoer veel gemakkelijker gaat bij meelopend frezen.

Het is dus de beste optie om voor meelopend frezen te kiezen. Hier moet je wel de juiste machine voor hebben waar dit op mogelijk is. Enorme verschillen in kwaliteit zul je niet zien door deze verandering maar het werk wordt wel nauwkeuriger en het is beter voor de machine en het gereedschap.