Funktionsweise einer Portalfräsmaschine
Die Portalfräsmaschine ist eine großdimensionierte CNC-Fräsmaschine, die für die präzise Zerspanung von großen, schweren oder komplexen Werkstücken eingesetzt wird. Sie zeichnet sich durch ihre besondere Bauweise aus: Ein feststehendes oder verfahrbares Portal überspannt den Arbeitstisch, auf dem das Werkstück liegt. Die Fräseinheit ist auf dem Portal montiert und kann sich in mehreren Achsen bewegen, meist in X-, Y- und Z-Richtung sowie optional in weiteren Drehachsen.
Aufbau einer Portalfräsmaschine
Eine Portalfräsmaschine besteht aus einem massiven Maschinenbett, zwei seitlichen Ständern und einem Portalbalken, der die Querachse bildet. Auf dem Portal fährt der Fräskopf, der die Motorspindel mit Werkzeugaufnahme enthält. Die Maschine verfügt über einen großen Arbeitstisch zur Werkstückaufnahme, Achsantriebe für X-, Y- und Z-Bewegungen sowie ein CNC-Steuerungssystem. Ergänzt wird sie durch automatische Werkzeugwechsler, Kühlschmierstoffeinrichtung, Messtaster, Schutzverkleidungen und häufig ein Werkzeugmagazin. Hochpräzise Messsysteme sichern die Genauigkeit.
Bearbeitungsvorgang in der Portalfräsmaschine
Der Bearbeitungsprozess erfolgt mittels rotierender Fräswerkzeuge, die in einer Motorspindel befestigt sind. Während das Werkstück fest auf dem Tisch fixiert bleibt, bewegt sich die Fräseinheit entlang des Portals sowie vertikal zum Werkstück. Diese Konstruktion erlaubt es, große Bauteile ohne Umspannen in einer Aufspannung zu bearbeiten, was die Maßhaltigkeit erhöht und Bearbeitungszeiten reduziert.
Typische Bearbeitungsvorgänge auf einer Portalfräsmaschine sind Planfräsen, Konturfräsen, Taschenfräsen sowie 3D-Fräsen bei Freiformflächen. Dabei kommen Werkzeuge wie Walzenstirnfräser, Kugelfräser oder Scheibenfräser zum Einsatz. Die Maschinen sind in der Regel CNC-gesteuert und bieten je nach Ausführung eine hohe Dynamik und Positioniergenauigkeit. Viele Modelle verfügen über automatische Werkzeugwechsler, Messsysteme zur Werkstückvermessung und komplexe Kühlmittelsysteme.
Dank ihrer Größe und Stabilität können CNC-Portalfräsmaschinen große Bauteile aus Stahl, Aluminium oder Guss bearbeiten – häufig auch in mehreren Spannlagen bei 5-Achs-Portalfräsmaschinen. Besonders geschätzt werden sie für ihre hohe Präzision, Belastbarkeit und die Möglichkeit zur Bearbeitung komplexer Geometrien.
Aus der englischen Bezeichnung gantry milling machine abgeleitet, werden die Werkzeugmaschinen auch mit folgenden Begriffen verbunden: Gantry Portalfräsmaschine, Gantry Bauweise. Gesucht wird häufig auch nach den Begriffen: Portalfräsmaschine CNC, Portalmaschine, CNC Fräsmaschine Industrie.
Vorteile einer Portalfräsmaschine in der Industrie
Im Vergleich zu anderen CNC-Fräsen bietet eine Portalfräsmaschine folgende Vorzüge:
- Hohe Steifigkeit und Stabilität: Durch ihre Bauweise mit einem festen Tisch und einem beweglichen Portal oder Querbalken (Gantry) bietet die Portalfräsmaschine eine extrem hohe mechanische Steifigkeit. Das führt zu weniger Vibrationen, höherer Präzision und besserer Oberflächenqualität.
- Großer Bearbeitungsraum: Sie eignet sich für große Werkstücke, z. B. im Werkzeug- und Formenbau sowie zur Flächenbearbeitung großer Platten, z. B. Aluminium-, Kunststoff- oder Verbundplatten.
- Mehr-Achs-Bearbeitung: Viele Portalfräsmaschinen sind als 5-Achs-Systeme ausgelegt, was komplexe Geometrien sowie die Bearbeitung in einer Aufspannung ermöglicht. Weniger Umspannungen ermöglichen eine höhere Genauigkeit, das spart außerdem Zeit und reduziert Fehlerquellen.
- Hohe Zerspanungsleistung: Durch den robusten Aufbau können hohe Vorschübe und große Zustellungen realisiert werden. Besonders nützlich bei der Bearbeitung harter Materialien wie Stahl, Guss oder Titan.
- Automatisierungspotenzial: CNC-Portalfräsen lassen sich gut in automatisierte Fertigungslinien einbinden, z. B. durch Werkzeugwechsler, Palettiersysteme usw.
Welche Arten von Fräsmaschinen gibt es?
In unserer Kategorie "Fräsen" finden Sie weitere Arten von Fräsmaschinen für die spanabhebende Bearbeitung von Metall.
Anwendung in der industriellen Metallbearbeitung
Portalfräsmaschinen kommen in zahlreichen Industriebranchen zum Einsatz, insbesondere dort, wo große oder komplexe Werkstücke bearbeitet werden müssen. Zu den wichtigsten Einsatzbereichen zählen der Maschinen- und Anlagenbau, der Werkzeug- und Formenbau, die Luft- und Raumfahrt, der Schiffbau sowie die Energietechnik. Typische Werkstücke sind:
- Maschinenbetten
- Turbinenteile
- Flugzeugrippen
- Gussformen
- Kunststoffspritzformen
- Motorengehäuse
- Schiffswellenlager
- Windkraftkomponenten
- Presswerkzeuge
- Stahlkonstruktionen mit Bohr- und Fräskonturen
Diese Werkstücke erfordern hohe Stabilität, Präzision und eine große Bearbeitungsfläche – Eigenschaften, die Portalfräsmaschinen erfüllen.
Werkzeuge für eine Portalfräsmaschine
In Portalfräsmaschinen kommen folgende Werkzeuge zum Einsatz:
- Walzenstirnfräser
- Schaftfräser
- Kugelfräser
- Torusfräser
- Planfräser
- Scheibenfräser
- Winkelfräser
- Hochvorschubfräser
- Bohrwerkzeuge
- Gewindefräser
Die Auswahl des passenden Werkzeugs richtet sich nach dem zu bearbeitenden Material, der Bearbeitungsart und der gewünschten Oberflächenqualität.
Zubehör und Betriebsmittel für eine Portalfräsmaschine
Für den Betrieb einer Portalfräsmaschine sind etliche Zubehörteile erforderlich: Dazu gehören Spannsysteme wie Nullpunktspannsysteme oder Schraubstöcke, Werkzeugmagazine, Messtaster für Werkstückvermessung, Kühlmittelsysteme und Werkzeugvoreinstellgeräte. Wichtige Betriebsmittel sind Kühlschmierstoffe, Druckluft, Energieversorgung, Messmittel und Werkzeuginspektionssysteme. Zusätzlich braucht es regelmäßig Verbrauchsmaterialien wie Fräswerkzeuge, Späneförderer und Filtereinheiten für Kühlschmierstoffe.
Führende Hersteller für Portalfräsmaschinen
In unserer Herstellerliste finden Sie Unternehmen, die Portalfräsmaschinen für die Metallbearbeitung herstellen.
Häufig gesucht sind folgende Begriffe: AXA Portalfräsmaschine, bavius technologie GmbH Portalfräsmaschine, Bimatec Soraluce Portalfräsmaschine, Burkhardt + Weber Portalfräsmaschine, Portalfräsmaschine DMG, DMG Portalfräsmaschine, DN Solutions Europe GmbH Portalfräsmaschine, Edel Portalfräsmaschine, Emco Portalfräsmaschine, F. Zimmermann GmbH Portalfräsmaschine, Fehlmann AG Portalfräsmaschine, Haas Automation Portalfräsmaschine, Hermle Portalfräsmaschine, Hermle Fräsmaschine, Hurco Portalfräsmaschine, Iberimex-Werkzeugmaschinen GmbH Portalfräsmaschine, JOBS S.p.A. Portalfräsmaschine, Juaristi Portalfräsmaschine, KAAST Werkzeugmaschinen GmbH Portalfräsmaschine, Maschinenfabrik Herkules Portalfräsmaschine, MTE Portalfräsmaschine, CORREA Portalfräsmaschine, OKUMA Europe GmbH Portalfräsmaschine, PAMA GMBH Portalfräsmaschine, PARPAS Deutschland GmbH Portalfräsmaschine, SCHIESS Portalfräsmaschine, SHW Werkzeugmaschinen GmbH Portalfräsmaschine, SIRtec GmbH Portalfräsmaschine, Soraluce Portalfräsmaschine, StarragTornos Group AG Portalfräsmaschine, TRIMILL GmbH Portalfräsmaschine, Unisign B.V. Portalfräsmaschine, Waldrich Coburg Portalfräsmaschine, Waldrich Siegen Portalfräsmaschine, Portalfräsmaschine Waldrich, Waldrich Portalfräsmaschine
Auswahl der passenden Portalfräsmaschine
Möchten Sie eine Portalfräsmaschine kaufen, sind mehrere wichtige Merkmale und Spezifikationen zu berücksichtigen.
- Wichtig ist die maximale Bearbeitungsgröße, also der Verfahrweg in X-, Y- und Z-Richtung.
- Auch die Tischbelastbarkeit und die Spindelleistung (Drehmoment, Drehzahlbereich) sind entscheidend.
- Käufer sollten außerdem auf die Anzahl der Achsen und deren Steuerbarkeit achten – insbesondere bei 5-Achs-Maschinen für komplexe Geometrien.
- Weitere Kriterien sind die Steifigkeit der Konstruktion, thermische Stabilität, Positioniergenauigkeit sowie die Art des CNC-Systems.
- Zusätzliche Ausstattungen wie automatische Werkzeugwechsler, Kühlsysteme, Messsysteme und Schnittstellen zur Automatisierung steigern die Produktivität.
- Auch Service, Wartungszugang und Herstellererfahrung sollten in die Entscheidung einfließen.
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