Planfräsen
Definition und Erklärung des Planfräsens in der Holzbearbeitung
Planfräsen ist eine Technik in der Holzbearbeitung bei der ein Werkstück zu einer gewünschten Dicke gefräst wird. Genaue Winkel und gleichmäßige Flächen sind wichtig für schöne und hochwertige Holzprodukte. Rohholz aus der Säge eignet sich nicht für dekorative Zwecke, weshalb es getrocknet und bearbeitet wird. Planfräsen ist ein wichtiger Schritt, um eine glatte und gleichmäßige Oberfläche zu erzielen.
In diesem Artikel erfahren Sie alles über Planfräsen, wie es sich von anderen Techniken unterscheidet, welche Materialien damit bearbeitet werden können und weitere Möglichkeiten mit der Fräse bestehen.
Definition: Was ist Planfräsen?
Das Planfräsen ist das Einebnen einer welligen Oberfläche von einem festen Werkstoff. Das Planfräsen (oder kurz “planen”) ist ein Sekundärverfahren, welches sich unmittelbar an das Zusägen anschließt.
Professionelle Holzverarbeiter nutzen zum Planen keine Fräsen, sondern Hobelmaschinen. Diese Dickenhobelmaschinen haben meist eine, manchmal auch zwei, rotierende Hobelwellen mit einem oder mehreren integrierten Messern. Das Holzstück wird zuerst über die sogenannte “Abrichte” geführt, um die erste Seite plan zu hobeln. Danach wird es in der Dickenhobelmaschine auf die gewünschte Materialdicke gebracht.
Die Abricht- und Dickenhobelmaschine arbeiten sehr schnell. Sie können jedoch technisch nur diese eine Funktion ausführen. Außerdem ist die Breite des zu bearbeitenden Werkstücks auf die Länge der Hobelwelle beschränkt. Beide Nachteile hat eine Planfräse nicht. Sie kann weitestgehend beliebig große Platten oder Massivholzteile bearbeiten. Die Bearbeitung dauert zwar länger, dafür ist eine Planfräse sehr vielseitig und kann eine ganze Reihe von Funktionen durchführen. Dazu gehört beispielsweise das Formatieren oder das Setzen einer gleichmäßigen Reihe von Löchern. Mit einer Planfräsvorrichtung kann auch sehr gut Hirnholz bearbeitet werden, was bei der Hobelmaschine ausreißen würde. Das macht die Planfräse zu einem guten Allround-Werkzeug für die kleine Holzwerkstatt.
Technische Grundlagen des Planfräsen
Eine Planfräse besteht aus folgenden Komponenten:
- Oberfräse
- Wechselwerkzeug
- Arbeitstisch mit Spannmitteln
- XY-Führung mit Arretierungen und mit Eintauchmechanik
Planfräsen stehen für alle Budgets und Einsatzbereiche zur Auswahl. Hobbymaschinen bestehen aus einer handelsüblichen Handoberfräse mit einer zerlegbaren Fräsvorrichtung. Diese wird bei Bedarf auf dem Arbeitstisch aufgebaut. Nach der Bearbeitung lässt sie sich wieder platzsparend verstauen. Profigeräte haben nicht nur einen festen Aufbau, sondern ggf. auch eine CNC-Steuerung.
Jede Planfräse ist mit einem Spannfutter für Wechselwerkzeuge ausgestattet. Damit können Sie mit wenigen Handgriffen einen stumpfen durch einen frischen Fräser ersetzen. Da das Planfräsen die Werkzeuge stark belastet, sind Planfräser mit Wendeplatten empfohlen. Diese lassen sich durch Lösen und Drehen der Platten schnell wieder einsatzfähig machen. Oberfräsen sind zur Aufnahme unterschiedlicher Fräsertypen ausgelegt. Für das Planfräsen eignen sich Fräswerkzeuge mit breitem Durchmesser. Sie planen eine Oberfläche besonders effizient.
Der Arbeitstisch ist die Grundlage, auf welcher die Fräsvorrichtung aufgebaut wird. Für die Hobbywerkstatt genügt dafür der vorhandene Werktisch. Er sollte ausreichend groß sein, um die Planfräse aufnehmen zu können. Mit einem stabilen, geraden Stand sind beste Ergebnisse gewährleistet. Eine Spannvorrichtung sorgt dafür, dass das Werkstück während der Bearbeitung nicht verrutscht.
Neben der Oberfräse ist die Fräsvorrichtung inklusive der XY-Führung und Eintauchmechanik das Herzstück der Anlage. Die XY-Führung besteht aus jeweils zwei parallel angeordneten Schienen, die übereinander montiert werden. Die Oberfräse wird in die Eintauchmechanik eingebaut. Diese ist mit einem Schlitten mit der XY Führung verbunden. Die Oberfräse lässt sich so stufenlos entlang der Richtungen verschieben. Durch Arretierungen lässt sich die Bewegung einer Achse sperren. Das ist beispielsweise für das Formatieren eines Werkstücks sinnvoll.
Maschine
Einfache Planfräsen arbeiten mit einer zerlegbaren Führung und einer lösbaren Handoberfräse. Beide Komponenten müssen zueinander passen. Es ist nicht jede Handoberfräse mit jedem Typ von Planfräsen-Führungssystem kompatibel. Darauf ist vor dem Kauf zu achten. Die integrierte Spannzange ist üblicherweise auf Werkzeuge mit 8, 10 oder 12 mm Durchmesser ausgelegt.
Ein regelbarer Drehzahlbereich an der Oberfräse passt das Werkzeug auf das zu bearbeitende Material an. Zu hohe Drehzahlen können bei weichem Holz beispielsweise zu Brandstellen führen und das Werkzeug schnell verschleißen. Mit einer regelbaren Rotationsgeschwindigkeit werden solche unerwünschten Effekte vermieden.
Werkzeug
Der Einsatz von wechselbaren Werkzeugen macht die Oberfräse besonders vielseitig. Die Hersteller bieten heute eine riesige Auswahl unterschiedlicher Bearbeitungsmittel an. Damit lässt sich ein Werkstück in praktisch jeder beliebigen Art ausformen. Trotz dieser Vielseitigkeit ist der grundlegende Aufbau von einem Fräswerkzeug immer sehr ähnlich. Es besteht aus den folgenden Komponenten:
- Schaft
- Fräskörper
- Schneiden, fest oder Wendemesser
Der Schaft ist die Grundwelle, die an einer Seite in die Maschine eingespannt wird und die auf der anderen Seite den Fräskörper trägt. Am Fräskörper sind die Schneiden befestigt. Kleine Werkzeuge haben keinen Fräskörper, sondern in den Schaft eingefräste Schneiden. Diese Werkzeuge nennt man auch “Fingerfräser” mit festbestückter Schneide. Sie werden meistens aus Vollhartmetall gefertigt. Sowohl die Fingerfräser mit integrierter Schneide wie auch andere Fräser mit festbestücker Schneide lassen sich einige Male nachschärfen.
Fräsvorrichtung
Fräsvorrichtungen sind vergleichbar einfach aufgebaute Konstruktionen. Sie bestehen aus zwei im rechten Winkel übereinander angeordneten, parallel montierten Doppelschienen. Die Schienenpaare sind zueinander verschiebbar. In der oberen Schiene ist die Aufnahme mit Eintauchvorrichtung für die Aufnahme der Oberfräse angebracht. Auch diese ist entlang der Oberschiene verschiebbar.
Für wirklich gute Ergebnisse sind professionelle Geräte die beste Wahl. Sie bestehen aus präzisionsgefertigten Teilen und viele Komfortfunktionen. Ein Beispiel dazu ist die SlabMatrix von Sautershop. Diese Fräsvorrichtungen sind zudem zerlegbar. Solange sie nicht gebraucht werden, lassen sie sich so platzsparend in der Werkstatt verstauen.
Arbeitsfläche
Die Arbeitsfläche bestimmt die Größe der aufnehmbaren Fräsvorrichtungen und der bearbeitbaren Werkstücke. Sie besteht deshalb aus einer möglichst großen, ebenen und stabilen Platte. Die Ausführungen der Arbeitsfläche hängen von Ihrem Budget ab.
Als Basisversion genügt beispielsweise eine Tischlerplatte mit zwei stabilen Böcken. Als Lochplatte ausgeführt, können Sie das aufgelegte Werkstück schnell und einfach mit Bolzen fixieren. Professionelle Arbeitstische haben eine Höhenverstellung und passendes Zubehör. Dazu zählen anschraubbare Spannpratzen, Spanner, Anschläge und vieles mehr.
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Welche Planfräser werden beim Planfräsen verwendet?
In den meisten Fällen leisten Planfräser mit einem 8-mm-Schaft und einem Durchmesser von ca. 30 mm die besten Dienste. Die Fräser haben zwei oder drei Schneiden. Empfohlene Hersteller sind Titmann und ENT.
Welche Werkstoffe werden beim Planfräsen verwendet
Planfräser werden zum Egalisieren unebener Oberflächen verwendet. In der Holzverarbeitung betrifft dies vor allem Vollhölzer aller Art. Spanplatten, Leimbinder und Sperrhölzer haben in der Regel bereits eine ebene Oberfläche. In diesen Fällen sind Schleifmaschinen die bessere Wahl, um leichte Unebenheiten auszugleichen.
Mit Planfräsern lassen sich auch Werkstücke aus unterschiedlichen Materialien bearbeiten. Die Kombination aus Vollholz und Acryl oder Epoxydharz ist für spektakuläre Tischplatten und Schranktüren dazu ein Beispiel. Mithilfe der Planfräse werden die Platten für das Finishing vorbereitet.
Vollkunststoffe wie Platten aus Recycling-Kunststoff sind ebenfalls gut auf Planfräsen bearbeitbar. Wichtig ist dabei nur, dass die Werkstoffe keine metallischen Einschlüsse haben. Das würde die Planfräser beschädigen.
Anwendungsfelder von Planfräsen
Eine Planfräse ist für folgende Anwendungsfelder einsetzbar:
- Egalisieren einer Oberfläche
- Formatieren eines Werkstücks
- Einarbeiten von Lochmustern, Taschen und Aussparungen
- Kantenbearbeitung
Die Vielseitigkeit der Planfräse macht den Nachteil ihrer langsamen Bearbeitungsweise im Vergleich zur Abrichte wieder wett. Sie ist damit ein praktisches Arbeitsmittel für Werkstätten mit beschränktem Platz.
Sehr gut kann die Planfräse verwendet werden um Hirnholzflächen z.B. bei Schneidbrettern oder Baumscheiben zu bearbeiten. Auch Tischplatten im Materialmix Holz-Epoxidharz können gut plan gefräst und somit bestens fürs Schleifen und Polieren vorbereitet werden. Verfügt die Fräsvorrichtung über flexible Anschläge kann man damit auch ein Werkstück formatieren oder einen Ausschnitt fräsen (z.B. Herdausschnitt bei Küchenarbeitsplatte). Profigeräte bieten auch eine Abrastung um mit der Oberfräse und dem passenden Fräser Lochreihen zu bohren für Schrankseiten oder für eigengefertigte Lochrastertische.
Herstellen einer ebenen Fläche
Die primäre Aufgabe von Planfräsen ist die Herstellung einer ebenen und glatten Oberfläche. Bohlen, Balken, Bretter und Blöcke aus Vollholz lassen sich so zu gut verwertbaren Halbzeugen weiter verarbeiten. Neben Frischholz aus dem Sägewerk ist auch Altholz aus Dachstühlen durch das Planfräsen für neue Produkte verwendbar.
Diese Arbeiten sind eigentlich Aufgabe für Abrichte und Dickte. Die Planfräse arbeitet zwar langsamer und hat einen höheren Verschleiß am Werkzeug. Dafür ist sie vielseitiger und kann für weitere Aufgaben eingesetzt werden. Außerdem ist eine Planfräse in der Bearbeitungsweise nur durch die Länge der Schienen von der Fräsvorrichtung begrenzt. Damit lassen sich auf diesem Gerät wesentlich größere Werkstücke bearbeiten, als auf einer normalen Dickenhobelmaschine.
Planfräsen von Unebenheiten und Überständen
Das Planfräsen ist nicht nur für die Vorbereitung von Werkstücken geeignet. Es dient ebenso dazu, ein Produkt während des Herstellungsprozesses zu optimieren. Verleimte Verbindungen sitzen bei dem organischen Werkstoff Holz häufig nicht exakt zueinander. Ausgehärteter Leim trägt seins zur Rauheit der Oberfläche bei. Das Planfräsen erzeugt wieder eine ebene Oberfläche. Ein abschließendes Schleifen sorgt für das perfekte Finish.
Taschen, Vertiefungen und Aussparungen in Flächen fräsen
Die vielfältigen Bearbeitungsmöglichkeiten ist der größte Vorteil der Planfräse gegenüber dem Dickenhobel oder der Abrichte. Die Planfräse kann beliebige Taschen, Vertiefungen und Aussparungen in die Fläche einarbeiten. Das beginnt mit einfachen Lochreihen und -mustern. Rechtwinklige Taschen zur Aufnahme von Lampen, Glasplatten oder anderen Holzeinsätzen sind ebenso einfach durchführbar.
Überstehende Kanten Planfräsen
Das Formatieren ist die dritte Bearbeitungsmöglichkeit einer Planfräse. Damit wird ein unregelmäßig geformtes Werkstück in eine exakt rechtwinklige Form gebracht. Für exakte Winkel werden die Führungsschienen nacheinander gesperrt. Dazu ist auf professionellen Geräten an jeder Schiene ein einfacher Rastbolzen angebracht. Das Beste daran ist: Die Kante wird nicht nur flächenbündig gefräst. Bei diesem Bearbeitungsschritt lässt sich jede beliebige Kontur in die Kante einbringen. Alles, was dazu erforderlich ist, ist ein Fräser mit einem passenden Profil.
Planfräsen von Baumscheiben oder Hirnholz / Stirnholz Schneidbrettern
Baumscheiben oder Stirnholz haben eine sternförmige Maserung. Das macht es für das Planieren zu einer großen Herausforderung. Ein Hobel würde ab der Hälfte der Platte die Maserung parallel zum Verlauf treffen. Das führt zu Rissen oder zu Brüchen der Platte. Das Planfräsen ist für Baumscheiben oder Stirnholz die bessere Bearbeitungsform für das Planieren. Die schnell rotierende Fräse greift das Holz nicht horizontal, sondern in vertikaler Richtung an. Dadurch ist der Verlauf der Maserung für die Bearbeitung irrelevant. Ausbrüche, Sprünge und Risse werden damit zuverlässig vermieden.
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