Präzision aus einer Aufspannung: 5-Achs-CNC-Bearbeitung
Freiformflächen, Hinterschnitte und Bohrungen mit zusammengesetzten Winkeln entstehen auf simultanen 5-Achs-Maschinen in einem einzigen Spannvorgang. Das hält Lage-, Profil- und Konzentrizitätstoleranzen bei 0,02 mm, weil kein Umspannen die Bezüge verschiebt. Vom einzelnen Funktionsmuster bis zu 10.000 Serienteilen liefern wir Aluminium, Titan und Edelstahl mit dokumentierter Maßprüfung und einem Angebot binnen 24 Stunden.
Kostenlose Beratung3–7 Werktage
Lieferzeit Prototyp
±0,02 mm
Maßtoleranz
Ra 0,8 µm
Oberflächenrauheit
1–10.000 Stück
Losgröße
Materialien
| Sorte | Eigenschaften | Typische Anwendungen |
|---|---|---|
| Aluminium 7075-T6 | Zugfestigkeit 572 MPa bei 2,81 g/cm³, sehr gutes Verhältnis aus Festigkeit und Gewicht sowie hohe Dauerfestigkeit; maßhaltig auch bei dünnen Querschnitten | Strukturteile für Luft- und Raumfahrt, Laufräder, Drohnenrahmen und hochbelastete Motorsportkomponenten |
| Aluminium 6061-T6 | Zugfestigkeit 310 MPa bei 2,7 g/cm³; lässt sich sehr gut zerspanen, ist korrosionsbeständig und schweißbar, damit erste Wahl für Gehäuse und Vorrichtungen | Gehäuse, Halter, optische Fassungen, Robotikteile und Prüfvorrichtungen |
| Titan Grad 5 (Ti-6Al-4V) | Zugfestigkeit 950 MPa bei 4,43 g/cm³, biokompatibel und korrosionsbeständig; die Zerspanung verlangt angepasste Werkzeuge und Schnittwerte | Implantate, Luftfahrtbeschläge, Turbinenteile und Rennsportkomponenten |
| Edelstahl 17-4 PH | Im Zustand H900 1310 MPa Zugfestigkeit bei 7,75 g/cm³; ausscheidungshärtbar und damit hohe Festigkeit bei guter Korrosionsbeständigkeit | Ventileinsätze, chirurgische Instrumente, Luftfahrtvorrichtungen und Pumpenwellen |
| Edelstahl 316L | Zugfestigkeit 515 MPa bei 7,99 g/cm³; besonders beständig gegen Chloride und damit die maritime Güte für aggressive Medien | Schiffsbeschläge, Medizingeräte und Komponenten für die Lebensmittelverarbeitung |
| Werkzeugstahl (D2 / H13) | Nach dem Härten über 60 HRC, sehr verschleißfest und maßstabil; die Wärmebehandlung erfolgt vor der Endbearbeitung | Formeinsätze, Umformwerkzeuge, Verschleißplatten und Präzisionsvorrichtungen |
| Technische Kunststoffe (PEEK, POM, PC) | Leicht, chemikalienbeständig und elektrisch isolierend; mit scharfen Werkzeugen auf enge Toleranzen fräsbar | Gehäuse für Medizingeräte, Isolatoren, Halbleitervorrichtungen und Testfassungen |
Prozessparameter
| Parameter | Standardbereich |
|---|---|
| Bearbeitungsart | Simultane 5-Achs-Bearbeitung, 4+1-Positionierung oder 3+2-Indexierung |
| Maßtoleranz, kritische Merkmale | ±0,01 mm bis ±0,02 mm |
| Maßtoleranz, allgemeine Merkmale | ±0,02 mm bis ±0,05 mm |
| Rauheit im Bearbeitungszustand | Ra 0,8–1,6 µm auf konturierten Flächen |
| Maximale Bauteilgröße | Ø 600 mm × 400 mm Bauhöhe auf dem Schwenkrundtisch |
| Maximales Werkstückgewicht | 150 kg Tischbelastung |
| Kleinste herstellbare Merkmale | Bohrungen ab 0,3 mm, Stege ab 0,5 mm |
| Winkelgenauigkeit der Rundachsen | ±0,01° |
| Form- und Lagetoleranzen | Profil, Position und Konzentrizität bis 0,02 mm |
| Nötige Aufspannungen | Meist 1, gegenüber 3–5 bei 3-Achs-Bearbeitung komplexer Teile |
Oberflächenbehandlungen
Feinbearbeitete Oberfläche
Direkt aus der 5-Achs-Bahn entsteht auf Freiformflächen Ra 0,8 µm, wenn mit dem Kugelfräser geschlichtet wird. Weil das Teil nicht umgespannt wird, fehlen die sonst sichtbaren Ansätze und Übergänge zwischen den Flächen.
Anodisieren (Typ II / Typ III)
Elektrochemisch erzeugte Oxidschicht auf Aluminium: Typ II mit 5–25 µm für Farbe und Schutz, Typ III als Hartanodisierung mit 25–150 µm für stark beanspruchte Flächen. Schichtdicke und Farbton werden im Angebot festgelegt.
Passivieren
Entfernt freies Eisen von Edelstahl und Titan und stärkt die Korrosionsbeständigkeit, ohne das Maß zu verändern. Für Medizin- und Maritimteile ist dieser Schritt fester Bestandteil des Fertigungsplans.
Polieren (Spiegel oder Satin)
Konturflächen werden mechanisch bis Ra ≤ 0,1 µm spiegelnd oder seidenmatt poliert. Einsatz bei Implantaten, optischen Gehäusen und Sichtteilen, auf denen jede Schleifspur auffällt.
Glasperlenstrahlen
Gleichmäßig matte Oberfläche, die feine Werkzeugspuren auf mehrflächigen Teilen überdeckt; mit Glasperlen oder Korund auf Ra 1,6–3,2 µm eingestellt.
Galvanische Beschichtung (Nickel / Chrom)
Metallschicht von 5–25 µm für Verschleißschutz und Optik. Auf komplexen Geometrien wird die gleichmäßige Schichtdicke durch Messungen an mehreren Stellen belegt.
Fertigungsgerechtes Design (DFM)
- Merkmale so ausrichten, dass alle Bearbeitungsrichtungen in einer Aufspannung erreichbar sind, denn genau hier entstehen der Genauigkeits- und der Kostenvorteil
- Tiefe, schmale Schlitze vermeiden, weil sie Werkzeuglänge und Schwenkwinkel begrenzen; das Verhältnis von Tiefe zu Breite auch an 5-Achs-Maschinen unter 6:1 halten
- Die Zahl der Spannvorgänge mit 5-Achs reduzieren, denn weniger Umspannen bedeutet weniger Verzug an dünnwandigen Teilen
- Wandstärken auf Freiformflächen gleichmäßig halten, damit das Werkzeug nicht schwingt und die Oberfläche gleich bleibt
- Verrundungsradien etwas größer als den Werkzeugradius wählen, damit die Bahn fließend bleibt und keine Ansätze entstehen
- Lage- und Profiltoleranzen nur an funktionsrelevanten Merkmalen eintragen, denn pauschal enge Toleranzen verteuern jedes Teil
- Bei Laufrädern und Schaufeln das 3D-Modell als maßgebliche Definition liefern, weil 2D-Zeichnungen Freiformflächen nicht eindeutig beschreiben
- Werkzeugzugangskegel prüfen: Merkmale mit mehr als 110° Schwenkbedarf brauchen mitunter eine Sondervorrichtung oder eine zweite Aufspannung
- Ein Schlichtaufmaß von 0,2–0,5 mm uns überlassen, damit Schrupp- und Schlichtstrategie intern abgestimmt werden können
- STEP- oder IGES-Daten für den kostenlosen DFM-Bericht innerhalb von 24 Stunden hochladen, mit Aussagen zu Aufspannung, Werkzeugzugang und Kostenhebeln
Werkzeuge & Kapazität
| Typ | Lieferzeit | Geeignet für |
|---|---|---|
| Simultane 5-Achs-Bearbeitungszentren | Schwenkrundtisch mit Ø 600 mm | Laufräder, Turbinenschaufeln, Implantate, Strukturteile und komplexe Gehäuse |
| 3+2-indexierte Bearbeitung | Positioniergenauigkeit ±0,01° | Mehrflächige Prismen, Verteilerblöcke und Halter mit winkeligen Bohrungen |
| Kundenspezifische Spannvorrichtungen | 1–2 Wochen | Serien von 100–10.000 Stück, dünnwandige Teile und Wiederholaufträge |
| 5-Achs-Koordinatenmessung | Auflösung 0,001 mm | Erstmusterprüfung und Abgleich von Freiformflächen mit dem 3D-Modell |
Qualitätssicherung
- Freiformflächen werden auf der 5-Achs-KMM gescannt und direkt mit dem 3D-CAD-Modell abgeglichen
- Vor der Serienfreigabe entsteht ein Erstmusterprüfbericht mit allen Istmaßen, auf Wunsch in Anlehnung an den EMPB-Aufbau
- Kritische Winkel und zusammengesetzte Merkmale werden an festgelegten Prüfpunkten während der Bearbeitung kontrolliert
- Die Rundachsen werden mit kalibrierten Normalen auf ihre Winkelgenauigkeit geprüft
- Die Rauheit konturierter Flächen wird mit dem Profilometer gemessen und im Prüfprotokoll festgehalten
- Für Luftfahrt- und Medizinaufträge werden Werkstoffzeugnisse nach EN 10204 3.1 mit vollständiger Chargenrückverfolgung mitgeliefert
- Bei Serienaufträgen läuft eine Fähigkeitsuntersuchung (Cpk ≥ 1,33) auf den kritischen Maßen
- Jede Charge erhält einen Maßbericht, der die geprüften Merkmale und die eingesetzten Messmittel nennt
- Die Messmittel sind kalibriert: KMM, Mikrometer, Höhenmessgerät, Sinustisch und Winkelnormal
- SGS, Bureau Veritas oder TÜV können auf Wunsch unabhängig prüfen; KMM-Protokolle und Werkstoffzeugnisse stellen wir dazu bereit
Anwendungen
- Luft- und Raumfahrt: Laufräder, Turbinenschaufeln, Strukturhalter, Aktuatorgehäuse und Satellitenteile
- Medizintechnik: orthopädische Implantate, Chirurgieinstrumente, Dentalabutments und Prothesenkomponenten
- Automobil und Motorsport: Verdichterräder, Ansaugbrücken und Fahrwerksteile
- Optik und Sensorik: Gehäuse, Kamerahalter und Laserkomponenten mit winkeligen Bezugsflächen
- Robotik: Gelenkhebel, Endeffektoren und Gehäuse für Harmonic-Drive-Getriebe
- Energietechnik: Kraftstoffkomponenten, Turbinenteile und Ventilblöcke mit kreuzenden Kanälen
- Halbleitertechnik: Wafer-Handler, Vakuumkammerteile und Testvorrichtungen
- Präzisionsgehäuse für Lenk- und Optiksysteme sowie Baugruppen mit engen Lagetoleranzen
Warum FHY Precision wählen
Eine einzige Aufspannung hält die Bezüge zusammen: keine Summe aus Umspannfehlern und kürzere Durchlaufzeit bei komplexen Teilen
Echte simultane 5-Achs-Interpolation statt nur 3+2-Indexierung, damit Freiformflächen ohne Absätze entstehen
Hinterschnitte, zusammengesetzte Winkel und tiefe Konturen ohne Sondervorrichtungen bearbeitbar
Durchgehende Werkzeugbahnen vermeiden Übergangslinien und ergeben gleichmäßigere Sichtflächen
MOQ 1 Stück erlaubt Funktionsmuster ohne jede Werkzeuginvestition
CNC-Drehen, Drahterodieren, Senkerodieren und Präzisionsschleifen laufen im selben Haus, sodass ein Auftrag alle Schritte abdeckt
Fertigung in China ohne Zwischenhandel, mit klar vereinbarter Incoterms-Klausel und Ursprungszeugnis für die Verzollung
Kostenloser DFM-Bericht in 24 Stunden mit Aufspannstrategie, Zugangsanalyse und konkreten Kostensenkungen
Häufig gestellte Fragen
1. Ab welcher Stückzahl fertigen Sie 5-Achs-Teile?
Die MOQ liegt bei 1 Stück. Komplexe Bauteile beginnen meist als Einzelmuster für die Konstruktionsvalidierung; für einen Laufrad-Prototyp und für 10.000 Serienteile werden dieselbe Bearbeitungsstrategie und derselbe Prüfumfang angewendet.
2. Welche Toleranzen sind auf 5-Achs-Maschinen realistisch?
Standardmäßig ±0,02 mm, an kritischen Merkmalen ±0,01 mm; die Rundachsen positionieren auf ±0,01°. Weil in einer Aufspannung gearbeitet wird, bleiben Lage, Profil und Konzentrizität zwischen den Flächen typischerweise bei 0,02 mm, enger als bei mehrfach umgespannten 3-Achs-Teilen.
3. Wann lohnt sich 5-Achs statt 3-Achs?
Sobald Freiformflächen, Hinterschnitte, tiefe Kavitäten oder winkelige Bohrungen im Spiel sind, oder wenn Sie Aufspannungen und damit Bezugsfehler reduzieren wollen. Für ebene Platten, einfache Taschen und Durchgangsbohrungen bleibt 3-Achs wirtschaftlicher. Im kostenlosen DFM-Bericht nennen unsere Ingenieure den günstigeren Weg.
4. Welche Werkstoffe zerspanen Sie auf 5-Achs-Zentren?
Aluminium (6061, 7075, 2024), Titan (Grad 2 und Grad 5 Ti-6Al-4V), Edelstahl (303, 304, 316L, 17-4 PH), Werkzeugstähle (D2, H13), Messing, Kupfer sowie PEEK, POM und PC. Für Luftfahrt und Medizin wird Material mit Werkszeugnis und lückenloser Chargenrückverfolgung beschafft.
5. Wie lange dauert die Lieferung?
Prototypen 3–7 Werktage, Serien je nach Menge und Finish 7–20 Werktage. Kundenspezifische Spannvorrichtungen kommen mit 1–2 Wochen Vorlauf hinzu, senken danach aber den Stückpreis deutlich. Jedes Angebot nennt ein verbindliches Lieferdatum; die DFM-Prüfung liegt 24 Stunden nach CAD-Eingang vor.
6. Was enthält der kostenlose DFM-Bericht?
Für 5-Achs-Teile bewerten wir Aufspannlage, Werkzeugzugang mit Schwenkgrenzen, dünnwandige Zonen, nötige Vorrichtungen und Kostenhebel. Die Prüfung findet häufig Änderungen, die die Bearbeitungskosten um 15–30 % senken, bevor der erste Span fällt. Der Bericht kommt innerhalb von 24 Stunden nach dem STEP- oder IGES-Upload.
7. Welche CAD-Daten erwarten Sie?
STEP, IGES, Parasolid, SolidWorks, STL sowie DXF-, DWG- und PDF-Zeichnungen werden akzeptiert. Bei Freiformflächen ist das 3D-Modell die maßgebliche Definition, daher ist STEP die bevorzugte Übergabe; eine 2D-Zeichnung allein beschreibt komplexe Flächen nicht eindeutig.
8. Welche Oberflächen sind möglich?
Feinbearbeitung mit Ra 0,8 µm auf Konturen, Anodisieren Typ II/III, Passivieren, Spiegelpolitur bis Ra ≤ 0,1 µm, Glasperlenstrahlen und galvanische Nickel- oder Chromschichten. Da das Teil nicht umgespannt wird, fallen Sichtflächen gleichmäßiger aus.
9. Wie setzt sich der Stückpreis zusammen und was verändert ihn?
Material, Maschinenzeit für Programmierung, Einrichten und Zerspanung, Oberflächenbehandlung und Prüfaufwand ergeben den Preis. Steigende Stückzahlen verteilen die Programmierkosten auf mehr Teile; Konstruktionsänderungen nach der Freigabe lösen dagegen eine neue Programmierung und teils neue Vorrichtungen aus. Beides weisen wir im Angebot getrennt aus, das innerhalb von 24 Stunden kommt.
10. Bekomme ich vor der Serie ein Erstmuster?
Ja. Erstmuster entstehen auf denselben 5-Achs-Maschinen und werden per KMM gegen Ihr 3D-Modell vermessen, bevor die Fertigung freigegeben wird. Mengen von 1–10 Stück sind hierfür üblich; das bewährte Programm geht anschließend unverändert in die Serie.
11. Welche Prüfunterlagen erhalte ich für die Qualitätssicherung?
Zur Charge gehören ein Maßbericht mit allen geprüften Merkmalen, der Erstmusterprüfbericht und auf Wunsch das Werkszeugnis nach EN 10204 3.1. KMM-Prüfprotokolle, Rauheitsmessungen und die Zuordnung zur Werkstoffcharge werden dokumentiert, damit Ihre Wareneingangsprüfung ohne Rückfragen auskommt.
12. Wie sichern Sie die Qualität bei komplexen Geometrien ab?
Die 5-Achs-KMM scannt Freiformflächen gegen das CAD-Modell, vor der Freigabe steht die Erstmusterprüfung, kritische Winkel werden im Prozess kontrolliert. Für Serien läuft eine Fähigkeitsuntersuchung (Cpk ≥ 1,33) auf den kritischen Maßen; die statistischen Daten teilen wir auf Anfrage.
13. Wie gehen Sie mit vertraulichen Konstruktionsdaten um?
Vor der Angebotsabgabe, also bevor vollständige CAD-Daten eintreffen, wird auf Wunsch eine Vertraulichkeitsvereinbarung unterzeichnet. Da 5-Achs-Teile oft aus Luftfahrt, Medizin oder Optik stammen, bleiben Modelle, Spezifikationen und Stückzahlen ausschließlich im zuständigen Fertigungsteam.
14. Wie werden Lieferung und Verzollung geregelt?
Versand per DHL, FedEx, UPS oder Seefracht mit Rostschutz, Schaumstoffeinlage und nötigenfalls Vakuumverpackung. Packliste, Handelsrechnung und Ursprungszeugnis liegen jeder Sendung bei. Die Incoterms-Klausel legen wir im Angebot fest, einschließlich der Zuständigkeit für Verzollung und Einfuhrumsatzsteuer; Luftfracht nach Europa dauert in der Regel 3–7 Tage.
15. Können Sie Prototyp und Serie aus einer Hand liefern?
Ja. In der Musterphase entstehen 1–100 Stück mit kurzer Rückmeldung zur Konstruktion, in der Serie übernehmen Vorrichtungen, optimierte Zykluszeiten und eine validierte Prozessfreigabe die Läufe von 100–10.000 Stück und mehr. Das 5-Achs-Programm wird übernommen, wodurch beim Hochlauf kein neues Engineering entsteht.
16. Was, wenn zusätzlich gedreht, erodiert oder geschliffen werden muss?
CNC-Drehen, Drahterodieren, Senkerodieren und Präzisionsschleifen sind im Haus vorhanden. Teile mit mehreren Verfahren werden unter einer Bestellung und einem gemeinsamen Prüfplan gefertigt, was Abstimmungen zwischen Lieferanten erspart und die Maßhaltigkeit über alle Schritte sichert.