Qualitätskontrolle in der CNC-Bearbeitung: Prüfung von Toleranzen, Oberflächen und Geometrie
Präzision ist das Fundament der CNC-Bearbeitung – insbesondere in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Medizintechnik- und Elektronikindustrie. Die Fähigkeit, ein komplexes Bauteil zu fertigen, ist jedoch nur ein Teil der Gleichung. Ebenso entscheidend ist es, durch ein rigoroses Qualitätsmanagement sicherzustellen, dass jede einzelne Komponente die exakten Spezifikationen erfüllt.
Dieser Beitrag erläutert, wie Qualitätskontrolle in der CNC-Bearbeitung umgesetzt wird – mit Fokus auf drei Kernaspekte: Maßtoleranzen, Oberflächenqualität und geometrische Integrität. Wir betrachten relevante Normen, Prüfmittel und erläutern, wie Hersteller wie Neway sicherstellen, dass kundenspezifische Teile die Erwartungen der Kunden erfüllen oder übertreffen.
Warum Qualitätskontrolle in der CNC-Bearbeitung entscheidend ist
Schon geringe Abweichungen an einem CNC-bearbeiteten Bauteil können zu Funktionsausfällen, schlechtem Sitz oder Sicherheitsrisiken führen. Präzise Toleranzen, konsistente Oberflächen und geometrische Übereinstimmung sind entscheidend, um Folgendes sicherzustellen:
Reibungslose Montage mit passenden Komponenten
Konstante Produktleistung und Sicherheit
Einhaltung von Branchenstandards wie ISO 2768, ASME Y14.5 und DIN ISO 286
Weniger Nacharbeit und geringere Garantiekosten
Zertifizierungsfähigkeit für regulierte Branchen wie Luftfahrt und Medizintechnik
Bei Neway durchläuft jedes Bauteil einen strukturierten Qualitätskontrollprozess – von der Rückverfolgbarkeit des Rohmaterials bis zur Endprüfung. Wir bieten präzise CNC-Bearbeitung mit vollständigen Prüfberichten, CMM-Messungen und Erstbemusterungsdokumentation (FAI) auf Wunsch.
Maßtoleranzen: Genauigkeit im Mikrometerbereich prüfen
Toleranzen definieren die zulässige Abweichung von einem Nennmaß. Sie sind entscheidend für Passung, Funktion und Austauschbarkeit von Teilen, insbesondere in Baugruppen mit engen Spielpassungen oder Presssitz-Verbindungen.
Gängige Toleranznormen
ISO 2768-m und ISO 2768-f: Für allgemeine Bearbeitung; typische Toleranzen liegen je nach Featuregröße zwischen ±0,1 mm und ±0,05 mm
ASME Y14.5: Beinhaltet Geometrische Produktspezifikation (GD&T) für Form, Lage und Orientierung
DIN ISO 286: Toleranzfelder und Passungen für Wellen- und Lochsysteme
Kundenspezifische Toleranzen bis hinunter zu ±0,01 mm für Hochpräzisionsanwendungen
Prüfmittel für Maßkontrolle
Digitale Messschieber und Mikrometer: Messen Außen-, Innen- und Tiefenmaße mit einer Genauigkeit von ±0,01 mm
Höhenmessgeräte: Prüfen vertikale Merkmale relativ zu einem Bezug
Koordinatenmessmaschinen (CMM): Erreichen Genauigkeiten bis ±0,002 mm mit programmierbaren Messstrategien
Profilprojektoren (optische Komparatoren): Projizieren 2D-Konturen zum Vergleich mit Zeichnungen
Gut/Schlecht-Lehren (Go/No-Go): Schnelle Prüfung von Bohrungen, Wellen und Gewinden
Neway verwendet Zeiss- und Hexagon-CMMs in klimatisierten Messräumen, um Toleranzen zu verifizieren – insbesondere für Bauteile in der Luftfahrt- und Medizintechnik.
Oberflächenqualität: Mehr als nur Maßhaltigkeit
Die Oberflächenbeschaffenheit eines bearbeiteten Teils beeinflusst weit mehr als nur das Erscheinungsbild. Sie wirkt sich auf die mechanische Leistung aus – etwa bei Dichtflächen, Lagerkontakten und der Dauerfestigkeit. Raue oder inkonsistente Oberflächen können zu Leckagen, hoher Reibung oder vorzeitigem Verschleiß kritischer Komponenten führen.
Normen für Oberflächenrauheit
Die Oberflächengüte wird am häufigsten mit Ra (arithmetischer Mittenrauwert) spezifiziert, der die mittlere Abweichung von einer Mittellinie in Mikrometern oder Mikroinch angibt.
Typische Ra-Werte:
Ra 6,3 µm: Standard für „as-machined“-Oberflächen
Ra 3,2 µm: Häufige Qualität für allgemeine Funktionsbauteile
Ra 1,6 µm: Geeignet für Passflächen und mittelpräzise Baugruppen
Ra 0,8 µm oder feiner: Erforderlich für Dichtflächen, medizinische Komponenten oder Hochleistungsbauteile
Methoden zur Oberflächenprüfung
Tastprofilometer: Verwenden eine diamantbestückte Tastspitze, um die Oberfläche entlang einer definierten Spur abzutasten
Optische Profilometer: Berührungslose Systeme, die mit Laser oder Interferometrie Struktur und Rauheit erfassen
Visuelle Prüfung mit 10-facher Vergrößerung: Üblich für optische/ästhetische Oberflächen
Rauheitsvergleichsplatten: Referenzmuster für Schnellkontrollen vor Ort
Bei Neway können wir Oberflächenrauheiten bis Ra 0,4 µm erreichen – etwa durch hochdrehzahlige Schlichtbearbeitung, Elektropolieren oder feines Strahlen. Zusätzlich bieten wir kosmetische Behandlungen wie Eloxieren, Pulverbeschichten und Bürsten an.
Geometrische Genauigkeit: Form- und Lageanforderungen sicherstellen
Geometrische Toleranzen legen fest, wie sich Merkmale im Raum zueinander verhalten. Anders als lineare Maße kontrollieren sie Ebenheit, Geradheit, Parallelität und Lage in drei Dimensionen. Sie sind entscheidend für funktionskritische Baugruppen und komplexe Komponenten wie Gehäuse, Kolben oder Rotoren.
Gängige geometrische Toleranzen
Definiert mit GD&T-Symbolen nach ASME Y14.5 oder ISO 1101:
Ebenheit (Flatness): Begrenzt die Abweichung einer Fläche von einer idealen Ebene (z. B. ≤0,03 mm über 100 mm)
Parallelität: Steuert die gleichmäßige Ausrichtung zweier Flächen oder Merkmale
Rechtwinkligkeit (Perpendicularity): Sicherstellt exakte 90°-Beziehungen für präzise Passungen
Zylindrizität (Cylindricity): Kontrolliert Rundheit und Geradheit zylindrischer Flächen
Lage (True Position): Legt die zulässige Abweichung von theoretischen Mittellagen fest
Prüfmittel für geometrische Genauigkeit
CMM-Messungen mit Punktwolken-Auswertung
Messuhren und Granit-Messplatten zur Kontrolle von Ebenheit und Parallelität
Rundheitsmessgeräte und Schlagprüfvorrichtungen
Optische Koordinatenmesssysteme für komplexe Bauteilgeometrien
Ein Beispiel: Eine sicherheitskritische Luftfahrtbuchse kann eine Lagetoleranz von 0,02 mm und eine Rechtwinkligkeit von 0,01 mm relativ zur Montagefläche erfordern. Diese wird mittels 3D-CMM geprüft und zusätzlich mit Ausrichtvorrichtungen verifiziert.
Material- und Rückverfolgbarkeitsprüfung
Maßgenauigkeit allein genügt nicht – ohne gesicherte Materialqualität ist sie wenig wert. Rückverfolgbarkeit stellt sicher, dass das richtige Material verwendet wird, Normen erfüllt und lückenlos dokumentiert ist.
Wesentliche Elemente sind:
Werkszeugnisse (MTRs) nach EN 10204 3.1
Positive Materialidentifikation (PMI) für kritische Legierungen
Chargenverfolgung für serielle oder regulierte Bauteile
Härteprüfung nach ASTM E18 oder ISO 6508
Zertifizierung gemäß RoHS, REACH oder FDA-Anforderungen, sofern notwendig
Neway stellt vollständige Material- und Prüfdokumentation als Teil des One-Stop-Services für regulierte Branchen wie Energie, Medizintechnik und Luftfahrt bereit.
In-Prozess-Prüfung vs. Endprüfung
Effektive Qualitätskontrolle ist kein einmaliger Schritt, sondern in alle Fertigungsphasen integriert, um Ausschuss zu reduzieren, Nacharbeit zu minimieren und Konformität sicherzustellen.
In-Prozess-Prüfung: Erfolgt nach kritischen Bearbeitungsschritten (z. B. Schruppen, Bohren)
Überwachung von Werkzeugstandzeit und Korrekturwerten: Verhindert schleichende Maßabweichungen durch Werkzeugverschleiß
SPC (Statistical Process Control): Wird in Serien eingesetzt, um Trends und Abweichungen frühzeitig zu erkennen
Endprüfung: Umfasst vollständige CMM-Messungen, Oberflächenprüfung und Maßprotokolle
Neway arbeitet nach Qualitätsmanagementsystemen gemäß ISO 9001 und führt bei Luftfahrtprojekten auf Wunsch Erstbemusterungen nach AS9102 (FAI) durch.
Fazit
Qualitätskontrolle in der CNC-Bearbeitung umfasst die präzise Messung von Toleranzen, die Verifizierung der Oberflächenqualität und die Bewertung der geometrischen Übereinstimmung. Durch den Einsatz kalibrierter Prüfmittel, internationaler Normen und konsequenter Dokumentation stellen Hersteller sicher, dass jedes Teil seine Funktion erfüllt und perfekt in die Endbaugruppe passt.
Bei Neway kombinieren wir moderne Messtechnik, erfahrene Qualitätsingenieure und rückverfolgbare Prozesskontrolle, um die Leistungsfähigkeit Ihrer CNC-bearbeiteten Komponenten zu garantieren. Ob Prototyp oder Serienfertigung – unser Qualitätsanspruch stellt sicher, dass jedes Teil von Anfang an richtig ist.
FAQs:
