Je ziet verschillende vormen van verschillende materialen, zoals plastic, metaal en hout. Maar heb je je ooit afgevraagd hoe die complexe vormen worden gemaakt? Frezen is de wetenschap erachter. Frezen is echter niet een enkel proces; er bestaan verschillende freesbewerkingen. Elk type maakt gebruik van specifieke gereedschappen en technieken.
Daarom verschillen die types in veel opzichten. Deze types kennen is cruciaal, of je nu een eenvoudige machinist bent of een bekwame ingenieur. Deze bewerkingen uitvoeren zonder hun kennis kan ongewenste resultaten veroorzaken. Bent u ook niet bekend met deze freestypes? Geen nood! In dit artikel ga ik in op veelvoorkomende soorten freesbewerkingen. Dus laten we beginnen!
Wat zijn freesbewerkingen?
Freesbewerkingen zijn bewerkingsprocessen waarbij materiaal van een werkstuk wordt verwijderd. Eenvoudig gezegd vormen en snijden freesbewerkingen verschillende materialen. Deze bewerkingen maken gebruik van moderne technologie om precisie te garanderen tijdens het snijden. Van eenvoudig tot complex, met frezen kun je elke vorm bereiken.
Deze eenvoudig ogende bewerkingen werken echter niet rechttoe rechtaan. Ze gebruiken verschillende gereedschappen om efficiënt te werken. Dit gereedschap bestaat uit frezen, boren en sleuven. Laten we eens bespreken hoe deze gereedschappen het materiaal vormen. Het werkstuk wordt op het stabiele platform geplaatst en de gereedschappen zijn verbonden met een roterende arm.
Deze roterende gereedschappen bewegen onder verschillende hoeken rond het werkstuk en snijden het door. Deze gereedschappen zijn echter in hoge mate aangepast. Ze snijden het materiaal bijvoorbeeld vanuit de gewenste hoek en diepte. Deze bewerkingen zijn dus zeer voordelig voor het maken van complexe geometrieën. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt om frames te maken voor vliegtuigen en schepen, enz.
Soorten freesbewerkingen
Zoals gezegd is het freesproces niet eenvoudig en kent het vele soorten. Die freesbewerkingen verschillen op veel manieren van elkaar. In het volgende deel zal ik verschillende types bespreken met hun gedetailleerde inzicht. Laten we erin duiken!
1- Vlakfrezen
Vlakfrezen is een van de veelzijdige freesbewerkingen. Bij deze bewerking worden vlakfrezen gebruikt. Deze frezen hebben meerdere snijkanten aan de voor- en zijkanten. Hoe werken vlakfrezen? Het werkstuk wordt loodrecht op deze frezen gehouden.
De snijkant aan de voorkant verwijdert een grote hoeveelheid materiaal van het werkstuk. De hoeksnijkant maakt het oppervlak van het werkstuk echter glad. Zo krijg je materiaal met de gewenste vorm en gladheid. Door de verschillende snijkanten is het vlakfrezen snel. Daarom wordt het gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en de olie- en gasindustrie.
2- Vlak frezen
Vlakfrezen is een andere belangrijke freesbewerking. Deze bewerking creëert een vlak oppervlak op het werkstuk. Dit vlakke oppervlak is de basis voor verdere geavanceerde bewerkingsprocedures. De gereedschappen die bij dit frezen worden gebruikt zijn plaatfrezen. Dit is de reden dat vlak frezen ook wel plaatfrezen wordt genoemd. Deze frezen hebben scherpe tanden die in één werkgang veel materiaal verwijderen.
Bovendien zijn verschillende soorten frezen afhankelijk van de afstand tussen de tanden. Vlakfrezen is een energiezuinige bewerking door het gebruik van eenvoudige gereedschappen. Daarom is het het meest geschikt voor het bewerken van mallen en het creëren van vlakke oppervlakken op metalen. Maar vergeet niet dat dit type tijdrovend is en geen oppervlak met fijne afwerking creëert.
3-Zijden frezen
Zoals de naam al suggereert, verwijdert deze freesbewerking materiaal van de zijkanten van het werkstuk. De frezen die bij deze bewerking worden gebruikt, zijn frezen. Deze frezen hebben snijkanten over de hele omtrek. Deze frezen bewegen tijdens het snijden langs een parallelle as met het werkstuk. Daarom is dit frezen het meest geschikt voor het maken van sleuven en groeven in een werkstuk.
Je kunt deze bewerking op twee manieren uitvoeren. Bijvoorbeeld, de frees beweegt en snijdt tegen het snijpad in (conventioneel frezen). Ofwel beweegt de frees mee met het snijpad (klimmend frezen). In het tweede geval krijg je een meer afgewerkt oppervlak. Tot slot verbetert de juiste instelling van gereedschap en werkstuk de precisie bij zijwaarts frezen.
4- Straddle Frezen
Straddle frezen is een geavanceerde freesbewerking. Bij dit type worden twee frezen gebruikt die tegelijkertijd werken. HOE? Laat me uitleggen hoe ze werken. Een as verbindt twee frezen. Deze frezen bewegen op een parallelle as en snijden tegelijkertijd twee verschillende oppervlakken. Deze bewerking helpt dus bij het maken van identieke vormen of ontwerpen, zoals sleuven.
De plaatsing van de snijkanten op deze frezen is perifeer. Dit betekent dat ze het materiaal snel verwijderen. Bij straddle frezen is de positie van de werkstukken erg belangrijk. Als je symmetrische sleuven of groeven wilt maken, moet de positie van beide oppervlakken identiek zijn. Bovendien kun je de diepte en grootte van de groeven aanpassen door de afstand tussen de frezen te wijzigen.
5-groepsfrezen
Wil je meerdere freesbewerkingen tegelijk uitvoeren? Groepsfrezen biedt je deze mogelijkheid. Bij groepsfrezen worden meerdere frezen op dezelfde as gebruikt. Deze frezen voeren tegelijkertijd verschillende freesbewerkingen uit op hetzelfde werkstuk. Sommige frezen maken bijvoorbeeld sleuven en vlakke oppervlakken op het werkstuk.
Je kunt de configuratie van deze frezen veranderen om de gewenste vormen te krijgen. Je maakt je misschien zorgen dat meerdere bewerkingen tegelijk ten koste gaan van de precisie. Maar dat is niet waar. Al deze frezen werken met een geautomatiseerd systeem en creëren ingewikkelde en precieze vormen. Gangfrezen wordt vooral gebruikt in de elektronica- en luchtvaartindustrie.
6- CAM-frezen
CAM-frezen is het meest geavanceerde type freesbewerking. Het maakt gebruik van CAM-software (Computer-Aided Manufacturing). Deze software stuurt alle snijgereedschappen aan en maakt de meest complexe en nauwkeurige ontwerpen. Maar hoe werkt deze software? De procedure begint met het maken van een digitaal model.
Dit model wordt gemaakt met behulp van andere software genaamd CAD (Computer-Aided Design). De CAM-software verwerkt dit ontwerp en maakt specifieke freesbanen. Deze gereedschapsbanen worden vervolgens omgezet in G-codering, die CNC-gereedschappen aanstuurt. CNC machines volgen deze instructies en snijden het werkstuk precies uit.
Snel hoogtepunt: Deze bewerking is volledig geautomatiseerd, dus er is geen kans op menselijke fouten. Het geautomatiseerde systeem volgt de geprogrammeerde instructies (gemaakt met CAM-software). Daarom beschouw ik dit type frezen als een van de nauwkeurigere types.
7- Einde frezen
Eindfrezen is een andere handmatige bewerking waarbij gleuven en kamers in een werkstuk worden gemaakt. De gereedschappen die voor dit freeswerk worden gebruikt, staan bekend als frezen. De frees heeft een specifiek ontwerp met snijkanten aan zowel de voorkant als de zijkanten. Zo kan het efficiënt materiaal uit verschillende hoeken snijden, namelijk horizontaal, diagonaal en verticaal.
Freesgereedschappen zijn echter veelzijdig en zijn er in verschillende soorten. Vlakke frezen, kogelfrezen en frezen met hoekradius zijn bijvoorbeeld enkele types. Al deze types zijn specifiek voor kunststof, hout en metalen. Door de geavanceerde technologie heeft frezen nu ook een CNC-systeem.
Snel hoogtepunt: Je moet weten dat frezen veel warmte produceert. Deze warmte kan leiden tot snellere slijtage van het gereedschap. Er zijn verschillende koelmiddelen verkrijgbaar om het warmte-effect te verminderen en dit probleem op te lossen. Fabrikanten gebruiken deze koelmiddelen meestal bij het frezen.
8- Zagen frezen
Zagen is de traditionele manier van frezen. Bij deze bewerking worden zaagfrezen gebruikt. Deze frezen hebben scherpe tanden aan de zijkanten en verwijderen materiaal van een werkstuk. Zaagfrezen zijn uitgerust met een houder die ze tijdens het frezen stevig vasthoudt. De snelheid van de zaagfrezen kan echter handmatig worden geregeld.
Door te zagen kun je sleuven en groeven van geringe diepte maken. Daarom is het het beste voor het maken van groeven in machineonderdelen en sieraden. Bovendien is deze bewerking door het traditionele ontwerp over het algemeen kosteneffectief. Daarom is het een goede keuze voor kleine werkplaatsen. Het hitte-effect is echter ook prominent aanwezig bij deze bewerking. Je kunt echter een koelmiddel gebruiken om dit probleem op te lossen.
9- Draad frezen
Draadfrezen is een CNC-bewerking. Bij deze bewerking worden gereedschappen gebruikt die draadfrezen worden genoemd. Met dit frezen kun je schroefdraad van verschillende vormen en maten op het werkstuk krijgen. HOE? Bij deze bewerking beweegt de draadfrees in een spiraalvormig pad dat wordt bestuurd door het CNC-systeem.
Die frees verwijdert het materiaal van het werkstuk in de vorm van lagen. Hierdoor ontstaan draden met de gewenste vorm en diepte. Deze frezen kunnen in alle assen bewegen. Je kunt dus draden in elke richting verkrijgen zonder extra gereedschap. Door het hogere precisieniveau wordt het gebruikt bij het maken van vliegtuig- en elektronische onderdelen.
10- Vormen frezen
Vormfrezen is een uniek type freesbewerking waarbij contouren worden gecreëerd. Bij deze bewerking worden vooraf gedefinieerde freesvormen, bekend als "vormfrezen", gebruikt. Deze frezen creëren welomlijnde contouren op het werkstuk. Eenvoudig gezegd wordt de vorm van de contour bepaald door de vorm van de gebruikte vormfrezen.
Deze bewerking begint met het kiezen van de vorm van de frees. Het werkstuk wordt op een stabiel platform geplaatst. De vormsnijder draait om de horizontale of verticale as en verwijdert materiaal van het werkstuk. Ook bij deze bewerking wordt gebruikgemaakt van CNC-gestuurde vormfrezen, zodat de precisie niet in het gedrang komt. Vormfrezen wordt gebruikt bij de productie van tandwielen, mallen en matrijzen.
Verschillende soorten freesbewerkingen gebaseerd op freesmechanismen
Alle bovenstaande soorten freesbewerkingen zijn gebaseerd op de gebruikte gereedschappen. Maar weet je dat frezen ook kan worden onderverdeeld in andere typen op basis van het freesmechanisme? In de onderstaande paragraaf zal ik die typen kort toelichten.
1- Handmatig frezen
Handmatige freesmachines gebruikten traditionele gereedschappen en methodes. Bekwame operators drijven al deze gereedschappen handmatig aan. Deze freesprocedure maakt gebruik van spindel, handwiel, tafel en snijgereedschap. Hoe werken al die handgereedschappen? Ik zal het uitleggen. Op de tafel wordt een werkstuk geplaatst dat stilstaat of draait, afhankelijk van de freesbewerking.
De spindel is het roterende gereedschap dat de tafel of de gereedschappen helpt bewegen tijdens het frezen. Als de operator het handwiel bedient, beweegt de spindel en snijden de snijgereedschappen het materiaal. De operator bepaalt echter de snelheid van al deze gereedschappen. Het zou niet verkeerd zijn om te zeggen dat de precisie van de vormen en sneden afhangt van de vaardigheid van de operator.
2- CNC-frezen
Het meest geavanceerde freesmechanisme is CNC (computergestuurde numerieke besturing) frezen. Bij deze freesprocedure worden machines die het materiaal vormen of snijden geautomatiseerd. HOE? Eerst wordt een digitaal model van het ontwerp gemaakt met CAD/CAM-software. Dit model wordt vervolgens omgezet in G-code. Een computer decodeert deze instructies en stuurt het snijgereedschap aan.
Snijgereedschappen snijden, vormen en maken ingewikkelde ontwerpen zonder fouten. Bovendien kunnen CNC gereedschappen in drie, vier of vijf assen bewegen. Dit betekent dat de meeste complexe geometrieën mogelijk zijn met deze mailing. Omdat er geen mensen aan te pas komen, is het precisieniveau uitstekend. Dit geavanceerde frezen is een noodzaak geworden voor industrieën waar precisie essentieel is.
3- Conventioneel frezen en Klimfrezen
Conventioneel en klimmend frezen zijn twee tegengestelde freesbewerkingen. Ik zal hun mechanisme in eenvoudige woorden uitleggen. Conventioneel frezen staat ook bekend als opwaarts frezen. Bij dit frezen bewegen de frezen tegen de aanvoerrichting in. Als het werkstuk in de neerwaartse richting beweegt, beweegt de frees omhoog en verwijdert materiaal van het werkstuk.
De spanen (verwijderd deel) kunnen zowel dun als dik zijn. Dit type is geschikt voor het bewerken van complexere materialen zoals aluminium en staal. Door de tegengestelde snijrichting is de wrijvingswerking echter aanzienlijk. Wrijving produceert warmte, wat slijtage van gereedschap veroorzaakt. Bovendien is de afwerking bij dit type zeer slecht.
Klimmen of omlaag frezen is het tegenovergestelde van het bovenstaande freesmechanisme. Bij deze procedure bewegen de frezen met de aanvoerrichting mee. Als het werkstuk naar beneden beweegt, bewegen de frezen ook en snijden ze het werkstuk in deze richting. De spanen van een werkstuk zijn eerder dik en worden dun bij het frezen. Bovendien is de warmteontwikkeling bij dit type ook minder.
Toepassingen voor frezen
Bij freesbewerkingen gaat het niet alleen om het snijden van materialen. Het gaat om innovatie, precisie en nog veel meer. Bent u benieuwd hoe freesbewerkingen ons van dienst zijn? In de onderstaande sectie worden hun toepassingen verkend.
1- Lucht- en ruimtevaartindustrie
De lucht- en ruimtevaartindustrie doet nooit concessies aan precisie. Een klein foutje kan tot ernstige gevolgen leiden. Frezen is hier dus betrouwbaar. Je ziet de complexe geometrieën van vliegtuigen. Zo worden vliegtuigmotoren, montageframes en panelen gemaakt door CNC-frezen. Deze geautomatiseerde freesbewerking maakt gebruik van een computersysteem en maakt verschillende onderdelen nauwkeurig.
2- Autoproductie
De auto-industrie gebruikt ook verschillende freesbewerkingen. Frezen creëert bijvoorbeeld ingewikkelde en moderne frameontwerpen voor voertuigen. Frezen is ook nuttig bij het maken van motorkoppen, tandwielen en kleponderdelen. Al deze onderdelen werken efficiënt dankzij de nauwkeurige geometrieën die door frezen worden verkregen.
3- Gereedschaps- en matrijzenbouw
Een andere toepassing van frezen is in de gereedschapsindustrie. Matrijzen die gebruikt worden bij het stampen en snijden worden bijvoorbeeld gemaakt door te frezen. Bovendien worden de mallen die gebruikt worden bij het spuitgieten van kunststof ook gemaakt door middel van freesbewerkingen. De precisie van deze gereedschappen is nodig om efficiënt te kunnen werken. Freesbewerkingen geven ze dus een hoger precisieniveau.
4- Houtbewerking en meubelproductie
Frezen is niet beperkt tot metalen en kunststof. Freesbewerkingen produceren ook verschillende ingewikkelde ontwerpen en vormen van hout. De meubelindustrie gebruikt bijvoorbeeld freesmachines om uitgebreide en moderne vormen te maken. Bovendien is houtkunst in de architectuur ook het resultaat van freesbewerkingen.
5- Productie van elektronica en halfgeleiders
Voor de productie van elektronica zijn lichtgewicht metalen en halfgeleiders nodig. Deze materialen vereisen speciale aandacht wanneer ermee wordt gewerkt. Daarom worden freesmachines gebruikt om met deze materialen om te gaan. Je ziet verschillende elektronica zoals koelkastframes, koellichamen en connectoren. Die worden allemaal voorbereid met freesbewerkingen.
Veelgestelde vragen
Welk type freesbewerking bereikt de hoogste nauwkeurigheid?
CNC freesbewerkingen bereiken de hoogste nauwkeurigheid. Dit komt omdat ze een computergestuurd systeem gebruiken. Dit systeem is geautomatiseerd en stuurt de freesgereedschappen aan om het materiaal te snijden. Hierdoor is de kans op menselijke fouten nihil en kun je de hoogste nauwkeurigheid bereiken.
Welk type freesbewerking is het meest kosteneffectief?
Handmatig frezen is de meest rendabele bewerking. De reden hiervoor is het eenvoudige aandrijfmechanisme en gereedschap. Deze gereedschappen worden handmatig bediend en vereisen geen hogere vaardigheden. Bedenk wel dat de precisie bij dit type in het gedrang komt.
Welke materialen zijn geschikt voor freesbewerkingen?
Freesbewerkingen kunnen verschillende materialen verwerken. Enkele van deze materialen zijn
- Roestvrij staal
- Kunststof
- Bos
- Aluminium
- HSS (High-Speed Steel)
Conclusie
Freesbewerkingen zijn er in verschillende soorten en worden voor verschillende doeleinden gebruikt. Sommige maken bijvoorbeeld eenvoudige groeven en andere ingewikkelde en complexe geometrieën. Deze types omvatten vlakfrezen, vlakfrezen, eindfrezen, zagen, enz.
Er bestaan andere freesmechanismen, zoals CNC, handmatig en conventioneel. CNC is een van de meest geavanceerde typen. Frezen is een noodzaak geworden voor moderne industrieën vanwege de precisie en veelzijdigheid. Freesmachines worden bijvoorbeeld gebruikt in de automobiel-, luchtvaart- en metaalbewerkingsindustrie.