Werkzeugmaschine

Eine Werkzeugmaschine ist eine Bearbeitungsmaschine, die Werkstücke durch spanende Bearbeitung formt. Typisch arbeiten sie mit einem Werkzeug, das in einer Spindel rotiert oder sich linear bewegt, während das Werkstück in einer Spannvorrichtung gehalten wird. Hauptarten sind Drehmaschinen (Drehen), Fräsmaschinen (Fräsen), Bohrmaschinen (Bohren) und Schleifmaschinen (Schleifen); dazu kommen spezialisierte Maschinen wie Honmaschinen und Läppmaschinen sowie Säge- oder Stanzmaschinen. Moderne Werkzeugmaschinen umfassen oft numerisch gesteuerte Zentren, in denen mehrere Grundoperationen automatisiert ablaufen.

Aufbau und Funktionsprinzip: Die Maschine vereint Antrieb, Spindel, Führungen und Stellglieder, die Bewegungen in Achsen ermöglichen. Das Werkzeug rotiert oder bewegt sich, während das Werkstück in einer Spannvorrichtung fixiert wird. Typische Bauteile sind Spindel, Achsenführungen, Tisch bzw. Arbeitsfläche, Werkzeugwechselvorrichtungen, Kühlung und eine Steuerung, die mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder CNC-gesteuert ausgeführt sein kann.

Geschichte und Entwicklung: Die Entwicklung präziser Bearbeitungsmaschinen begann im 18. und 19. Jahrhundert und ermöglichte erstmals hochgenaue Serienfertigung. In den 1950er Jahren traten numerische Steuerungen auf, aus denen später CNC-Systeme wurden. Durch Digitalisierung und Automation verbreitete sich der Einsatz von Werkzeugmaschinen in der Industrie 4.0.

Anwendung und Bedeutung: Werkzeugmaschinen bilden das Kerninstrumentarium der Metallbearbeitung und finden sich in Automobilbau, Maschinenbau, Luftfahrt sowie im Formenbau. Vorteile sind hohe Maßhaltigkeit, Wiederholbarkeit und Produktivitätssteigerung; Herausforderungen umfassen hohe Anschaffungs- und Instandhaltungskosten, Bedarf an qualifiziertem Personal sowie Sicherheits- und Umweltaspekte.