Definition
Trochoidales Fräsen (auch Trochoidalfräsen, HPC-Strategie oder Wirbelfräsen) ist eine Frässrategie, bei der das Werkzeug eine kreisförmige Schleifen-Bahn (Trochoide) durch das Material fährt. Dabei bleibt der Eingriffswinkel konstant, die Schnittbreite ae ist gering (typisch 5–15 % von d), aber die Schnitttiefe ap groß (bis 2× d). Dies ermöglicht hohe Vorschübe bei gleichmäßiger Werkzeugbelastung.
Detaillierte Erklärung
Vorteile gegenüber konventionellem Schlitzfräsen: Konstanter Eingriffswinkel eliminiert Belastungsspitzen → 3–5× längere Werkzeugstandzeit. Höhere vc möglich (bis +50 %), da weniger Wärmeentwicklung. Dünnere Späne ermöglichen bessere Wärmeabfuhr. Gleichmäßige Achskräfte → weniger Vibrationen, auch bei instabilen Aufspannungen.
CAM-Implementierung: Trochoidales Fräsen wird in modernen CAM-Systemen als eigene Strategie angeboten (z.B. VoluMill/Mastercam, Adaptive Clearing/Fusion 360, iMachining/SolidCAM, HPC/Hypermill). Der Algorithmus berechnet Werkzeugbahnen mit konstantem Eingriffswinkel und passt den Vorschub automatisch an die Materialgeometrie an.
Einschränkungen: Trochoidales Fräsen erzeugt längere Werkzeugwege und damit mehr Leerfahrten. Es lohnt sich besonders bei schwer zerspanbaren Werkstoffen (Edelstahl, Titan, Inconel), bei tiefen Nuten und Taschen, und wenn Werkzeugstandzeit wichtiger ist als reine Bearbeitungszeit.
Arten & Varianten
Klassisches Trochoidalfräsen
Kreisförmige Schleifen mit konstantem ae. Für Nuten und schmale Taschen.
Adaptives Fräsen
Erweiterte trochoidale Strategie, bei der der Vorschub an das Materialvolumen angepasst wird.
iMachining / VoluMill
Kommerzielle Implementierungen mit patentierten Algorithmen für optimierte trochoidale Werkzeugbahnen.