Eine Werkstatt ist klassisch mit einer Werkbank, Systemwand (beispielsweise aus OSB-Platte), einem fest installierten Schraubstock, Basiswerkzeug und ggf. einer Standbohrmaschine ausgestattet. Mit diesem Inventar lassen sich bereits viele handwerkliche Aufgaben aus der Tischlerei bewältigen. Gerade bei Feinarbeiten im Mikrometerbereich oder Bauvorhaben mit zwingend erforderlicher Passgenauigkeit scheitert das Projekt häufig am Faktor „Mensch“, da Kraft und Präzision auf natürliche Art und Weise limitiert sind. Durch eine computergestützte Fräse – auch CNC (Computerized Numerical Control) Fräsmaschine genannt – ist eine exakte Holzbearbeitung allerdings möglich. Anwendungsbeispiele sind die Erstellung von Kantenprofilen, dekorativen Formteilen oder Holzverbindungen. Die Maschinen sind somit eine sinnvolle Ergänzung für die Werkstatt. Im folgenden Artikel soll geklärt werden, wie eine CNC Fräse funktioniert, was für Unterarten es gibt, welche Vorteile sich gegenüber der Handarbeit ergeben und ob sich die Anschaffung lohnt.
Was ist eine CNC Fräsmaschine?
Mithilfe eines Computers und spezieller Software fertigt eine CNC Fräse aus Hartholzstücken geometrische Holzformen in einem spanenden Holzbearbeitungsprozess an. Beim Zerspanen wird überschüssiges Material durch mechanische Einwirkung in Form von Spänen von einem Rohteil abgetrennt. Aus dem maschinellen Funktionsprinzip ergeben sich gleich zwei Vorteile gegenüber der Handarbeit: Einerseits erledigt die CNC Fräse komplexe Vertiefungen und detailgetreue Schriftzüge mit höchster Präzision und andererseits kann ohne Probleme in Serie produziert werden. Die Maschine selbst hat meistens eine rechteckige Form mit Bearbeitungsfläche, Fräsmotor, Kettenlauf, Brücke und CNC-Steuerungspanel. Zur Inbetriebnahme wird ein digitaler Entwurf der gewünschten Holzform benötigt, der CAD (Computer-Aided Design) genannt wird. Diese maschinell verarbeitbare Entwurfsskizze lässt sich mit Freeware herstellen. Das schweizerische Online-Magazin schreinerzeitung.ch gibt zur Programmierung von CNC-Systemen, die mit CAD arbeiten, einen informativen Ausblick.
Damit Sie sich ein besseres Bild von der praktischen Anwendung solcher Arbeitsgeräte verschaffen können, sind im Folgenden einige Anwendungsgebiete beispielhaft aufgelistet:
- Herstellung von Möbeln
- Gravuren in hölzernen Oberflächen
- Produktion von Modellflugzeugen
- Gestaltung architektonischer Holzmodelle
- Bau von Holzspielzeug und Musikinstrumenten
- Holzschild-Industrie
Weitere Version der CNC Fräse
Neben der herkömmlichen CNC Fräsmaschine gibt es CNC Portalfräsen, die auf die Bearbeitung von Plattenmaterial inklusive Gravuren spezialisiert ist. Portalfräsen sind mit rotierenden Schneiden ausgestattet, die sich dadurch besonders gut zum Fräsen in tiefere Oberflächen eignen. So lassen sich beispielsweise einzigartige, mehrschichtige Gravuren in Möbel, Schilder und andere Holzgegenstände eingravieren. Tipp: Zum Gravieren ist eine Maschine nicht unbedingt nötig, wie in dieser Anleitung nachzulesen ist. Ebenso können komplette Portraits von Menschen oder Tieren mithilfe von Portalfräsen hergestellt werden. Weiterhin wird das Modell des Öfteren in der Produktion von Musikinstrumenten verwendet (z.B. zum Fräsen von Vertiefungen und Rundungen bei Gitarren). Zudem ist die Portalfräse die richtige Wahl bei robusten Hölzern wie Buche oder Eiche.
Handarbeit oder CNC Fräsmaschine?
Diese Frage ist nicht ganz einfach zu beantworten, weil für verschiedene Nutzer unterschiedliche Ansprüche an den Fertigungsprozess gelten. CNC bringt für die industrielle Produktion von Holzgegenständen viele Vorteile mit sich: Nicht allein die Präzision begründet die gewerbliche Eignung, sondern vor allem auch das Arbeitstempo der CNC Fräsen. Die Maschine arbeitet zudem wesentlich schneller und nahezu automatisch. Daher können während der Fertigung gleichzeitig andere Aufgaben angegangen werden. Hinzu kommt, dass durch die Nutzung hochwertiger CNC Fräsmaschinen deutlich weniger Holz verbraucht wird als bei der Handarbeit. Für Handwerksunternehmen bedeutet dies wiederum mehr Produktivität und Effizienz sowie höhere Einnahmen.
Demgegenüber steht die Einzigartigkeit eines Holzhandwerks, das per Hand gebaut wurde. Generische Holzarbeiten büßen durch die makellose Qualität an Charakter ein, weswegen z.B. traditionelle Geigenbaumeister nicht durch eine Maschine ersetzt werden können. Dennoch kann eine CNC Fräse ebenfalls im kreativen und privaten Bereich hilfreich sein – beim Holzmodellbau etwa. Die computergestützte Fräse fertigt Holzrohlinge an, die anschließend händisch mit einer Fingerfräse veredelt werden.
Die Preise einer CNC Fräsmaschine variieren je nach Kernfunktion, Größe und Ausstattung. Da die Preisstaffelung erst ab 3000 Euro aufwärts beginnt, sind CNC Fräsmaschinen nur bedingt für die private Werkstatt zu empfehlen und sollten auf jeden Fall zweitrangig behandelt werden. Im Falle eines qualifizierten Heimwerkers, der sich eine computergestützte Fräse anschaffen möchte, um hochwertige Holzmöbel für den Eigenbedarf zu bauen oder das Hobby zum Beruf zu machen, lohnt sich die Investition. Nichtkünstlerische Gewerbe profitieren in der Regel von CNC. Da die Bearbeitung bestimmter Bauteile per Hand viel zu aufwendig oder teilweise sogar unmöglich ist, kann es sich mittlerweile kaum ein Betrieb in dieser Branche mehr leisten, auf eine CNC Fräsmaschine zu verzichten.