Konstruktion & fertigungsgerechtes Design (DFM)
Kann man scharfe Innenecken fräsen — und wie groß muss der Eckenradius sein?
Scharfe Innenecken lassen sich nicht fräsen — jede gefräste Innenecke trägt zwangsläufig einen Radius in Größe des Fräserradius. Der Eckenradius sollte deshalb größer sein als der halbe Durchmesser des vorgesehenen Fräsers, als Anhaltswert rund zehn bis dreißig Prozent größer. Wirklich scharfe Ecken erfordern einen Eckenfreistich, Räumen, Stoßen oder Erodieren.
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Warum der Radius unvermeidbar ist
Ein Schaftfräser ist rund. Fährt er eine Innenecke aus, kann die entstehende Kontur nie enger sein als sein eigener Radius — das ist Geometrie, keine Frage der Maschine oder des Könnens. Ein Eckenradius von null Millimetern in der Zeichnung ist deshalb fräsend nicht herstellbar.
Kritisch ist zusätzlich der Grenzfall, in dem der geforderte Radius genau dem Fräserradius entspricht. Dann muss der Fräser in der Ecke stehen bleiben und ist über einen großen Winkel im Eingriff. Der Umschlingungswinkel steigt sprunghaft, Schnittkraft und Wärme ebenfalls, das Werkzeug wird ausgelenkt und neigt zum Rattern. Das Ergebnis ist eine Ecke, die maßlich abweicht und optisch auffällt.
Deshalb die Regel: Der Eckenradius sollte spürbar größer sein als der Fräserradius. So kann das Werkzeug die Ecke auf einer Bahn durchfahren, ohne stehen zu bleiben, und der Eingriff bleibt gleichmäßig.
Radius und Tiefe hängen zusammen
Ein kleiner Radius zwingt zu einem dünnen Fräser, und ein dünner Fräser muss bei tiefen Taschen weit auskragen. Die Steifigkeit sinkt dabei sehr stark mit der Auskraglänge — die Folge sind kleine Zustellungen, viele Schnitte und lange Bearbeitungszeiten.
Als Orientierung hat sich bewährt, den Eckenradius mindestens auf etwa ein Drittel der Taschentiefe zu legen. Dann steht ein Werkzeug zur Verfügung, dessen Auskraglänge im stabilen Bereich bleibt.
| Situation | Wirkung |
|---|---|
| Radius kleiner als Fräserradius | fräsend nicht herstellbar |
| Radius gleich Fräserradius | volle Umschlingung, Rattergefahr, Maßabweichung |
| Radius deutlich größer | gleichmäßiger Eingriff, stabiler Prozess |
| Radius klein, Tasche tief | langes dünnes Werkzeug, viele Schnitte, hohe Kosten |
Wenn die Ecke wirklich scharf sein muss
Braucht die Funktion eine scharfe Ecke — typischerweise, damit ein Gegenstück mit scharfer Außenkante plan anliegt —, gibt es mehrere Wege:
- Eckenfreistich: Eine kleine Ausrundung oder Hinterschneidung in der Ecke schafft Freiraum für die Kante des Gegenstücks. Sie ist fräsend herstellbar und in vielen Fällen die einfachste und günstigste Lösung.
- Kante am Gegenstück brechen: Oft genügt es, die Außenkante des Gegenteils zu fasen, statt die Innenecke scharf zu fordern.
- Drahterodieren: Der kleinste Innenradius ergibt sich aus Drahtradius plus Funkenspalt und liegt weit unter allem, was ein Fräser erreicht. Das übernehmen spezialisierte Erodierbetriebe.
- Räumen oder Stoßen: Für Nuten und Profile mit scharfen Ecken, vor allem bei größeren Stückzahlen.
In der Zeichnung sollte der Eckenradius als Maß mit Toleranz stehen, nicht als unbemaßte Skizzenkontur. Nur so weiß der Fertiger, welcher Fräserdurchmesser zulässig ist.
Das Wichtigste in Kürze
- Jede gefräste Innenecke hat mindestens den Radius des eingesetzten Fräsers.
- Radius gleich Fräserradius bedeutet volle Umschlingung, Rattern und Maßabweichung.
- Als Orientierung: Eckenradius mindestens etwa ein Drittel der Taschentiefe.
- Scharfe Ecken erfordern Eckenfreistich, Erodieren, Räumen oder Stoßen.
Weitere Fragen dazu
Was ist ein Eckenfreistich und wie sieht er aus?
Es ist eine kleine Zusatzkontur in der Innenecke, die über die Sollkontur hinausgeht und der scharfen Außenkante des Gegenstücks Platz macht. Gebräuchlich sind ein kreisförmiger Freistich am Eckpunkt oder eine Ausrundung, die in eine der beiden Wände hineinreicht. Beides ist mit einem normalen Fräser herstellbar.
Gilt die Radiusregel auch für Außenecken?
Nein, Außenecken lassen sich fräsend scharf herstellen, weil der Fräser sie außen umfährt. In der Praxis werden sie trotzdem meist gebrochen oder verrundet, um Verletzungsgefahr und Kerbwirkung zu vermeiden und die Beschichtungsqualität an der Kante zu sichern. Diese Angabe gehört als Kantenzustand auf die Zeichnung.
Kann man einen kleinen Eckenradius nachträglich einbringen?
Ja, mit einem zweiten, kleineren Werkzeug nur in den Eckbereichen — im CAM als Restmaterialbearbeitung bekannt. Das ist deutlich wirtschaftlicher, als die gesamte Tasche mit dem kleinen Fräser zu bearbeiten. Trotzdem bleibt es ein zusätzlicher Werkzeugwechsel und Bearbeitungsschritt, der in die Kalkulation eingeht.
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