Radien vs. scharfe Ecken: Wie sich kleine Designänderungen auf die Bearbeitungskosten auswirken

Radien vs. scharfe Ecken: Wie sich kleine Designänderungen auf die Bearbeitungskosten auswirken

Bei der Präzisionsbearbeitung kann ein scheinbar unbedeutendes Detail – eine scharfe oder abgerundete Innenecke – die Komplexität, den Zeitaufwand und die Kosten der Fertigung erheblich beeinflussen. Viele Designer setzen schon früh auf Struktur und Funktion, übersehen dabei aber oft einen entscheidenden Faktor: die Herstellbarkeit. Schauen wir uns an, wie sich etwas so Kleines wie ein Eckenradius dramatisch auf die Bearbeitungskosten auswirken kann.

1. Scharfe Ecken sind bei der Bearbeitung nicht so einfach

Auf einer CAD-Zeichnung können scharfe Innenecken sauber und logisch aussehen. Scharfe 90-Grad-Innenecken sind jedoch nur äußerst schwer direkt durch die CNC-Bearbeitung zu erreichen. Standard-Schneidwerkzeuge sind zylindrisch, was bedeutet, dass sie von Natur aus einen Radius in den Innenecken lassen.

Um eine wirklich scharfe Ecke zu erzielen, müssen Werkstätten EDM (Electrical Discharge Machining) oder Werkzeuge mit extrem kleinem Durchmesser mit mehreren Durchgängen verwenden, was beides den Zeit- und Kostenaufwand erhöht.

2. Abgerundete Ecken sind bearbeitungsfreundlicher

Im Gegensatz dazu verbessern gut ausgelegte Innenradien die Zerspanbarkeit erheblich. Radien reduzieren die Werkzeugbelastung an Ecken, erhöhen die Standzeit, minimieren Rattern und sorgen für bessere Oberflächengüten. Im Allgemeinen wird empfohlen, Innenradien von mindestens dem 1,5-fachen des Werkzeugradius zu konstruieren.

Ein Beispiel: Wenn der innere Hohlraum mit einem Ø10-mm-Werkzeug bearbeitet wird, ist die Gestaltung einer Ecke mit R6 ideal – sie passt sich dem Radius des Fräsers an und vermeidet zusätzliche Bearbeitungen.

3. Woher kommt der Kostenunterschied?

Wir hatten einmal einen Kunden, der einen Entwurf mit mehreren scharfen Rillen auf einem Aluminiumteil einreichte. Auf der Zeichnung sah es gut aus, aber für die Bearbeitung war ein Werkzeug erforderlich, das kleiner als 3 mm war, um die Ecken zu erreichen, was die Zykluszeit um 45 % erhöhte. Nach der Anpassung der Konstruktion an die R2-Radien sparten wir rund 30 % der Bearbeitungszeit pro Teil.

Zu den wichtigsten Kostenfaktoren gehören:

• Komplexe Werkzeugwege → längerer Programmierzeit

• Kleine Werkzeuge → langsamere Vorschübe und schnelleren Verschleiß

• EDM oder Special Operations → Outsourcing oder mehrstufige Prozesse

4. Entwerfen Sie früh, sparen Sie später viel

Für Konstrukteure erspart die frühzeitige Kommunikation mit dem Zerspanungspartner Nacharbeit und unerwartete Kosten. Unser Tipp:

1. Verwenden Sie nach Möglichkeit Radien in unkritischen Innenecken

2. Basisradiusgröße für Standardwerkzeugdurchmesser

3. Wenn eine scharfe Ecke funktional notwendig ist, geben Sie die Toleranz an und erklären Sie, warum

5. Fazit

Bei der CNC-Bearbeitung können kleine Details einen großen Unterschied machen. Die Wahl eines Radius anstelle einer scharfen Kante mag auf einer Zeichnung trivial erscheinen, aber in der realen Produktion kann dies eine enorme Zeit- und Kosteneinsparung bedeuten. Intelligentes Design beginnt oft mit einem einfachen R.