2D – 2,5D Fräsen – 3D Fräsen – Unterschied & Grundlagen

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Bei der Fräsbearbeitung wird zwischen 2D Fräsen, 2,5D Fräsen und 3D Fräsen unterschieden.

Dabei steht das D steht für “Dimension” und die vorangestellte Zahl (2/2,5 oder 3) für die Anzahl der Dimensionen in welcher die Bearbeitung stattfindet.

Aber was ist der Unterschied zwischen 2D, 2,5D und 3D Fräsen?

Das zeige ich dir jetzt. Beginnen wir mit dem 2D Fräsen:

Was ist 2D Fräsen?

Beim 2D Fräsen bearbeitest du das Werkstück nur in 2 Raumrichtungen X und Y. Die Bearbeitungstiefe Z wird fest eingestellt und nicht mehr verändert.

Was bedeutet das?

Die Werkzeugbahnen befinden sich während der Bearbeitung in einer Ebene. Ein Beispiel für das 2D Fräsen ist das Planfräsen eines Werkstücks mit einem Stirnfräser.

Hier ein Beispielfoto zum 2D Planfräsen:

Typische 2D Bearbeitungen

• Planfräsen mit konstanter Zustellung
• 2D Konturfräsen mit konstanter Tiefe
• Fräsen einer Nut mit konstanter Tiefe

Die CNC-Laserstrahlschneidmaschine oder auch eine Wasserstrahlschneidanlage ist ein weiteres Beispiel für die reine 2D-Bearbeitung.

Übliche Datenaustauschformate

Ein typisches Datenaustauschformat für die 2D Bearbeitung ist DXF.

Was ist 2,5D Fräsen?

Beim 2,5D Fräsen bearbeitest du das Werkstück in 3 Raumrichtungen X, Y und Z. Die Zustelltiefe Z wird während der Bearbeitung variiert.

Was bedeutet das?

Insofern kann das Werkstück ohne Umspannen von oben oder von unten komplett bearbeitet werden. Das bedeutet, die Werkzeugbahnen verlaufen dreidimensional durch den Raum, wobei der Fräser immer senkrecht zum Werkstück steht.

Weiterhin spricht man bei der Variation der Zustellung vom “Abzeilen“, weil jede z-Ebene zeilenweise abgefahren wird.

Hier ein Beispielfoto zum 2,5D Fräsen:

Typische 2,5D Bearbeitungen:

• Taschen mit senkrechten Seitenflächen
• Bohrungen, Ansenkungen
• Fasen, Rundungen
• Passfedernut, Zapfen
• Gewinde Fräsen

2,5D Bearbeitungsschritte lassen sich vergleichsweise einfach automatisieren. Außerdem können schon sehr viele 3 dimensionale Konturen bearbeitet werden.

Übrigens ist beim 2½D Fräsen bereits das Fräsen einer Halbkugel möglich.

Im Gegensatz dazu ist eine “echte” dreidimensionale Bearbeitung mit beliebiger Aussenkontur beim Fräsen mit einer 3-Achs CNC Fräsmaschine nicht möglich. Oder falls doch, dann nur durch großen Aufwand wie zum Beispiel durch mehrfaches Umspannen.

Übliche Datenaustauschformate

Für eine 2,5 D Bearbeitung benötigst du entweder mehrere DXF Dateien die du im CAM Programm einfügst oder ein 3D STEP, IGES oder auch VDA Modell.

Was ist 3D Fräsen?

Beim 3D Fräsen bearbeitest du das Werkstück in 3 Raumrichtungen X, Y und Z, wobei die Bearbeitungsrichtung beliebig ist.

Was bedeutet das?

Im Gegensatz zum 2,5D Fräsen benötigst du für echtes 3D Fräsen z.B. eine 5-Achs CNC Fräsmaschine.

Folgerichtig kann mit Hilfe des dynamischen Schwenkens der Frässpindel oder des Aufspanntisches das Fräswerkzeug in jedem beliebigen Winkel an das Werkstück herangeführt werden.

Im folgenden Video siehst du ein beeindruckendes Beispiel für das 3D Fräsen mit einer Fräsmaschine von Daishin Seiki:

Durch das Schwenken des Werkzeugs hast du den Vorteil echte Freimformflächen und 3D Konturen erzeugen zu können. Während manche Konturen beim 2,5D Fräsen unerreichbar sind – z.B. Hinterschnitte – können diese beim 3D Fräsen problemlos bearbeitet werden.

Darüber hinaus kannst du beim 3D Fräsen eine vollständige runde Kugel fräsen – mit Ausnahme der Aufspannstelle natürlich.

Typische 3D Bearbeitungen:

• 3D Flächen, Freiformflächen
• Kugelige Flächen
• Exzenter

Übliche Datenaustauschformate

Die Üblichen Austauschformate für 3D Modelle sind z.B. VDA, STEP, STP, IGES und IGS.

Abschließend kannst du dir jetzt die Übersicht an CNC Fräsmaschinen ansehen, mit denen eine 2,5D Bearbeitung möglich ist.