Freeswerk uitbesteden voor matrijzen, stempels en fijnmechanica
Tumag freest onderdelen waarvan de tolerantie in micrometers wordt uitgedrukt, in metaal zowel als in technische kunststof. Bedrijven in België en Nederland besteden hun freeswerk aan ons uit voor matrijsdelen, snijstempels en componenten voor de fijnmechanica. Het frezen gebeurt in eigen huis, naast draaien, vonkverspanen en precisieslijpen, zodat een onderdeel niet tussen leveranciers heen en weer gaat.
Wat een onderdeel maakbaar maakt, zit vaak niet in de tekening maar in het materiaal. Aluminium dat na het voorbewerken vervormt, roestvast staal dat verhardt onder een te trage snede, kunststof dat uitzet onder klemkracht: de bewerkingsstrategie wordt per materiaal bepaald, voordat de eerste snede valt.
Wat is CNC frezen?
CNC frezen is een verspanende bewerking waarbij een roterend snijgereedschap materiaal wegneemt van een vast opgespannen werkstuk. Een computerprogramma bepaalt de baan van het gereedschap, de snijsnelheid en de aanzet, zodat dezelfde vorm herhaald kan worden zonder handmatige bijsturing.
Het verschil met draaien zit in wat er beweegt: bij frezen draait het gereedschap en staat het werkstuk stil, bij cnc draaien is dat omgekeerd. Frezen is daarmee de bewerking voor vlakke vlakken, uitsparingen, contouren en vrije 3D-vormen, terwijl draaien de bewerking is voor cilindrische onderdelen.
Metaal frezen: van gereedschapsstaal tot aluminium
Het merendeel van onze freesopdrachten is in metaal, en het materiaal bepaalt de volledige strategie: snijsnelheid, aanzet, gereedschapskeuze en de volgorde waarin materiaal wordt weggenomen. Wat op de tekening één maat is, vraagt in gereedschapsstaal een andere route dan in aluminium.
Staal en RVS frezen
Gereedschapsstaal is het werkpaard van de matrijzenbouw en stempelbouw: slijtvast, maatvast en goed te bewerken zolang de snede constant blijft. Roestvast staal werkverhardt wanneer het gereedschap te traag of te licht snijdt en vraagt daarom een andere aanpak, onder meer voor toepassingen in de medische sector. Gehard staal bewerken wij met High Speed Machining.
Aluminium frezen
Aluminiumlegeringen laten hoge afnames toe en zijn daarom aantrekkelijk voor prototypes, lichte machineonderdelen en technische behuizingen. Het aandachtspunt is de vormvastheid: bij dunwandige delen komen inwendige spanningen vrij zodra er materiaal verdwijnt. Zulke onderdelen bewerken wij in stappen, zodat de eindmaat pas gezet wordt nadat het werkstuk zich heeft gezet.
Koper, messing en brons frezen
Messing en brons zijn goed verspaanbaar en veelgebruikt in fijnmechanische en elektrische toepassingen. Koper is taaier en neigt tot kleven aan de snijkant, wat scherper gereedschap en een aangepaste aanzet vraagt. Koper en grafiet frezen wij ook tot elektroden voor onze eigen vonkafdeling.
Kunststof frezen: technisch, transparant en vezelversterkt
Kunststof frezen is geen lichtere variant van metaal frezen, het is een ander vak. Waar bij staal de snijkracht het probleem is, is dat bij kunststof de warmte: het materiaal zet uit tijdens de bewerking en krimpt daarna terug, zodat een onderdeel dat in de machine binnen tolerantie lag een uur later buiten tolerantie kan vallen. Klemkracht, gereedschapsgeometrie en koeling bepalen daarom of de gemeten maat de maat blijft.
PEEK, POM, PA en PE frezen
Deze technische kunststoffen worden gebruikt voor glijcomponenten, isolerende delen en fijnmechanische onderdelen die niet in metaal uitgevoerd kunnen worden. PEEK behoudt zijn eigenschappen bij hogere temperaturen, POM is maatvast en goed verspaanbaar. PA, beter bekend als nylon, en PE zijn taaier en vragen een scherpere snijkant, omdat het materiaal anders uitwijkt en rafelige randen achterlaat.
Plexiglas en PMMA frezen
Voor transparante toepassingen telt niet alleen de maat, maar ook het zicht: een gefreesd vlak in PMMA, ook bekend als acrylaat, is mat en toont elke groef van de gereedschapsbaan. Waar doorzicht vereist is, volgt daarom een polijstbewerking na het frezen. Het materiaal is bovendien gevoelig voor spanningsscheuren, dus wij werken met scherp gereedschap, beperkte snedediepte en een opspanning die het werkstuk draagt in plaats van samendrukt.
Carbon, glasvezel en composiet frezen
De vezels werken schurend en slijten gereedschap sneller dan metaal dat doet. Aan de randen dreigt delaminatie zodra de snijrichting de vezels optilt in plaats van doorsnijdt. Met aangepast gereedschap en een snijrichting die de vezels ondersteunt, frezen wij deze materialen voor toepassingen waarin laag gewicht en hoge stijfheid samen tellen, zoals high-end autocomponenten en velgen.
Van 3-assig tot 5-assig frezen in één opspanning
Ons freeswerk gebeurt op 3-, 4- en 5-assige machines. Bij 3-assig frezen ligt het werkstuk vast en beweegt het gereedschap langs drie lineaire assen. Met een vierde en vijfde as kantelt en draait het werkstuk, waardoor de frees zijvlakken, schuine boringen en vrije vormen bereikt zonder omspannen.
Dat verschil is niet alleen een kwestie van doorlooptijd. Elke omspanning introduceert een positioneringsfout, en bij onderdelen met vorm- en plaatstoleranties over meerdere zijden is dat precies de fout die telt. Met 5-assig frezen maken wij complexe koelkanalen, geprofileerde oppervlakken en nauwsluitende passingsvlakken in één stuk, die anders in losse, samen te stellen delen zouden moeten worden opgedeeld.
Waar ons freeswerk terechtkomt
Het grootste deel van ons freeswerk gaat naar matrijzen en matrijsdelen, waar de passing tussen twee helften bepaalt of het spuitgietonderdeel bruikbaar is. Koelkanalen frezen wij mee in het vormdeel, omdat hun ligging de cyclustijd en de maatvastheid van het eindproduct bepaalt.
Voor de stempelbouw frezen wij snijstempels en ponsdelen, in enkelstuks zowel als in series, waarbij slijtvastheid en snijspleet centraal staan. Machinebouwers en fijnmechanische bedrijven besteden bij ons precisieonderdelen, montageplaten, bewegende componenten en prototypes uit, met toepassingen in de medische sector, de high-tech industrie en aerospace.
Daarnaast frezen wij aan bestaande onderdelen: slijtagezones nabewerken, beschadigde delen reconstrueren en versleten componenten reviseren, ook wanneer er geen tekening meer beschikbaar is.
Van tekening tot gemeten onderdeel
Een freesopdracht begint bij ons niet in de machine, maar bij engineering. Wij beoordelen maakbaarheid, kritische toleranties en materiaalgedrag, en leggen op basis daarvan de bewerkingsvolgorde vast. Waar een detail de kostprijs onnodig opdrijft zonder functioneel iets toe te voegen, zeggen wij dat voordat er gefreesd wordt.
Na de bewerking volgt de meting. Elk onderdeel kan geleverd worden met een meetrapport, zodat u niet op de machine hoeft te vertrouwen maar op de gemeten maat. Enkelstuks, prototypes en kleine tot middelgrote series doorlopen hetzelfde proces.
Stuur uw tekening of 3D-model door voor een beoordeling van de maakbaarheid en een offerte.
Veelgestelde vragen over CNC freeswerk (FAQ)
Wat is het verschil tussen 3-assig en 5-assig frezen?
Bij 3-assig frezen beweegt het gereedschap langs drie lineaire assen: X, Y en Z. Het werkstuk ligt vast en moet worden omgespannen om een andere zijde te bereiken. Bij 5-assig frezen komen daar twee roterende assen bij, waardoor de frees of de tafel kan kantelen en draaien en het werkstuk vanuit meerdere richtingen bereikt wordt in dezelfde opspanning. Dat scheelt niet alleen tijd: elke omspanning introduceert een positioneringsfout, en die valt bij 5-assig frezen weg.
Welke kunststoffen kunnen gefreesd worden?
Technische kunststoffen zoals PEEK, POM, PA en PE laten zich goed frezen, net als PMMA en plexiglas voor transparante toepassingen. Vezelversterkte kunststoffen zoals carbon en glasvezel zijn eveneens mogelijk, met aangepast gereedschap omdat de vezels schurend werken. De aandachtspunten liggen anders dan bij metaal: warmte-uitzetting, klemkracht en inwendige spanning bepalen of het onderdeel na het frezen nog binnen tolerantie ligt.
Kan gehard staal gefreesd worden?
Ja. Voor geharde materialen zet Tumag High Speed Machining in, met hoge toerentallen en kleine snedes in plaats van zware afnames. Die aanpak levert een gladde afwerking waarmee handmatige nabewerking in veel gevallen vervalt.
Waarom vervormt een dunwandig onderdeel tijdens het frezen?
Daar zijn twee oorzaken voor. In het ruwe materiaal zitten inwendige spanningen; zodra er materiaal wordt weggenomen, komen die vrij en trekt het onderdeel krom. Daarnaast drukt de snijkracht een dunne wand weg, waardoor de frees minder materiaal wegneemt dan geprogrammeerd. Beide zijn te ondervangen door in stappen te bewerken, het werkstuk tussentijds te laten ontspannen en de opspanning zo te kiezen dat er geen voorspanning op het onderdeel staat.
Hoe programmeer je een CNC-freesmachine?
Het begint bij een digitaal 3D-model (CAD). In een CAM-pakket worden daar gereedschapsbanen op gelegd, die worden omgezet naar een machineprogramma, meestal in G-code. Op de CAM-afdeling van Tumag gebeurt dat onder andere in Siemens NX en Fusion 360. Daarna worden het programma, het werkstuk en de gereedschappen ingesteld en kan de bewerking starten.
