CNC@Home

Mit fortschreitender Digitalisierung nimmt die Bedeutung NC-gesteuerter Maschinen in der Technik immer stärker zu. Kenntnisse und Fähigkeiten im Umgang und Gebrauch solcher Maschinentechnik sind daher äußerst wertvoll, denn dieses Knowhow ist die Voraussetzung für die Umsetzung anspruchsvoller Projekte mit geringer Stückzahl und komplexer Geometrie.  Deswegen startete FLEX im Sommersemester 2021 gemeinsam mit 16 Studierenden in das Projekt CNC@Home. Ziel ist es, im Laufe des Semesters gemeinsam eine 3-Achs-CNC-Fräse aus Holz zu bauen. Trotz der Gegebenheiten der digitalen Lehre und des Corona-Lockdowns erarbeiten sich die Studierenden gemeinschaftlich im Team Kenntnisse zum Aufbau, die Funktionsweise und die Fertigung einer solchen Fräse. 

Neben der fachlichen Qualifikation trägt die Vermittlung von Kenntnissen zur interdisziplinären Zusammenarbeit in FLEX.Projekten von jeher eine große Bedeutung. In diesem Sinne werden die individuellen Stärken und Interessen der einzelnen Teilnehmenden strategisch geschickt im Projekt kombiniert. Im Ergebnis des Projekts werden die Studierenden mit Hilfe einer im Projekt entwickelten „Bauanleitung“ und mit ihren neu erworbenen Kompetenzen eine eigene numerisch gesteuerte Fräse zuhause bauen können. 

Im Zuge der Digitalisierung spielen digitale Fertigungsprozesse eine immer größere Rolle. Im Vergleich mit nicht vollautomatisierten Fräsen zeichnen sich CNC-Fräsen durch ihre extreme Genauigkeit aus und können so auch Werkstücke mit komplexen Geometrien fertigen. Die Computersteuerung ermöglicht einen zeiteffizienten Fertigungsprozess und gewährleistet gleichzeitig höchste Präzision.

Diese Maschinentechnik ist jedoch sehr kostenintensiv und für Studierende zumeist nicht tragbar. Die im Projekt CNC@Home zu entstehende Fräse bietet den Studierenden die Möglichkeit, diese Technik unkompliziert und ohne weitere Lizenzen sowie zusätzlichen Kosten kennenzulernen und zu verwenden. Den Verwendungsmöglichkeiten sind dabei keine Grenzen gesetzt; die CNC-Fräse eignet sich zum Einsatz in BA- und MA-Projekten gleichermaßen hervorragend wie zum Einsatz im privaten Bereich, sei es zum Fertigen von Deko-Gegenständen und Geschenken oder zum Fertigen von städtebaulichen Modellen. 

Im Projekt steht neben dem Bau einer CNC-Fräse die Teamarbeit zwischen den Studierenden im Vordergrund. Die Teilnehmenden kommen aus unterschiedlichen Studiengängen und Phasen ihrer akademischen Ausbildung. Alle bringen unterschiedliche Interessen und Kenntnisse mit ins Projekt. CNC@Home nutzt diese Vielfalt und baut auf den Stärken jedes bzw. jeder einzelnen Teilnehmenden auf. Gemeinsam erarbeiten sich die Studierenden auf diese Weise Schritt für Schritt das theoretische Wissen sowie die praktischen Kompetenzen für den Bau der Fräse.

Bei der angestrebten Konstruktion handelt es sich um eine bewegliche Portalfräse. Tisch und Füße der Fräse bestehen aus so genannten Furnierschichtholzplatten (hier: BauBuche). Zur Ausstattung gehören außerdem eine Opferplatte aus MDF sowie eine Unterkonstruktion aus Multiplex-Platten. Die angestrebte Konstruktion zeichnet sich durch einen besonders großen Arbeitsbereich von 300 cm x 150 cm aus. Sie ist somit in der Lage, handelsübliche Plattengrößen ohne Teilung zu bearbeiten.

Weitere grundlegende, technische Bestandteile wie das Triebgewinde werden aktuell von den Studierenden recherchiert und in Bezug auf Ihre Verwendbarkeit geprüft (Stand: Mai 2021). Dabei untersuchen die Teilnehmenden Vor-und Nachteile verschiedener, für CNC-Fräsmaschinen gängiger Gewindespindeln wie Trapez- und Kugelgewindespindeln. Wichtig für die Entscheidungsfindung sind dabei insbesondere folgende technische Parameter: Wirkungsgrad, Selbsthemmung, Steigungswinkel, Wärmeentwicklung und Spielfreiheit.

Betreuer:   Dipl.-Ing. Hannes Löschke, M.A.

Keywords: CNC-Maschine, NC-gestützte Fertigung, Digitalisierung

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