3D-Fräsen und 2,5D-Fräsen mit drei Achsen: Ebenen, Konturen, gekrümmte Flächen
Was 2D, 2,5D und 3D beim Fräsen heißen, wie Taschen und Konturen entstehen und wo gekrümmte Flächen mit drei Achsen an Grenzen stoßen.
2D, 2,5D, 3D: die Begriffe
Die drei Begriffe beschreiben, wie viele Achsen sich während des Schnitts gemeinsam bewegen – nicht, wie kompliziert ein Teil aussieht.
- 2D: Das Werkzeug fährt eine Kontur in X und Y ab, die Tiefe bleibt fest. So wird zum Beispiel die Außenkontur einer dünnen Platte in einem Zug umfräst.
- 2,5D: mehrere solcher Ebenen übereinander. Zwischen den Ebenen verstellt die Maschine nur Z, während der Kontur bleibt Z stehen. Das „halbe D“ ist die Tiefe, die in Stufen statt stetig verfahren wird.
- 3D: X, Y und Z bewegen sich gemeinsam, der Fräser folgt einer gekrümmten Fläche – einer Wölbung, einem Übergang, einer Formfläche.
Fast alle Teile aus Platten und Blöcken sind 2,5D-Teile, auch wenn sie viele Merkmale tragen. 3D-Fräsen im engeren Sinn – oft CNC-3D-Fräsen genannt, weil nur die Steuerung die gemeinsamen Bahnen fahren kann – beginnt erst dort, wo eine Fläche in zwei Richtungen gekrümmt ist.
Der Unterschied zeigt sich auch im Programm: 2,5D-Bahnen lassen sich aus einer Kontur und ein paar Tiefen erzeugen, oft direkt an der Steuerung. 3D-Bahnen bestehen aus Tausenden kurzer Wegstücke und entstehen im CAM-System aus dem 3D-Modell.
2,5D: Taschen, Absätze, Konturen in Ebenen
Die Grundplatte aus dem Rendering der Startseite ist ein 2,5D-Teil wie aus dem Lehrbuch: drei Stufen in der Tasche, eine Nut, ein Bohrbild. Jede Stufe ist eine eigene Z-Höhe; dazwischen wechselt das Werkzeug nur die Höhe.
Tasche fräsen
Beim Taschenfräsen räumt der Fräser eine geschlossene Vertiefung von innen nach außen aus. Er taucht dafür schräg auf einer Rampe oder auf einer Schraubenbahn ein, weil nicht jeder Schaftfräser über die Stirnmitte schneidet und das senkrechte Eintauchen die Schneiden hoch belastet. Dann räumt er Ebene für Ebene aus und schlichtet zuletzt Boden und Wand in eigenen Bahnen. In den Ecken bleibt der Fräserradius stehen; kleine Innenradien verlangen einen kleineren Restfräser, der nur noch die Ecken nacharbeitet.
Kontur fräsen
Beim Konturfräsen fährt der Fräser eine Außen- oder Innenkontur mit seinem Umfang ab (Umfangsfräsen), meist in mehreren Tiefenzustellungen und mit einer Schlichtbahn zum Schluss. Die Steuerung versetzt die programmierte Bahn um den Werkzeugradius, damit die Kontur maßhaltig wird, auch wenn der Fräser nachgeschliffen wurde. Absätze entstehen genauso, nur ohne umlaufende Wand: Der Fräser arbeitet mit Stirn und Umfang zugleich und erzeugt Boden und Schulter in einem Durchgang.
Zwei Details verraten, ob ein Merkmal noch 2,5D ist. Der Übergang von Boden zu Wand bildet den Eckenradius des Werkzeugs ab: Ein Torusfräser hinterlässt dort einen kleinen Radius, ein Schaftfräser mit scharfer Ecke keinen. Und eine schräge Wand, etwa eine Formschräge, ist streng genommen kein 2,5D mehr: Sie entsteht mit einem kegeligen Fräser in einer Ebene oder in 3D-Bahnen.
3D-Fräsen mit drei Achsen: Kugelfräser und Zeilen
Gekrümmte Flächen fräst man mit drei Achsen zeilenweise: Ein Kugelfräser fährt die Fläche in dicht nebeneinanderliegenden Bahnen ab, X, Y und Z bewegen sich dabei gemeinsam. Zwischen zwei Bahnen bleibt ein kleiner Kamm stehen; seine Höhe h – die Kammhöhe oder theoretische Rautiefe – folgt allein aus der Geometrie:
h = r − √(r² − (a/2)²)
h Kammhöhe · r Radius des Kugelfräsers · a Zeilenabstand
Halber Zeilenabstand heißt rund ein Viertel der Kammhöhe, aber doppelt so viele Bahnen und doppelte Fräszeit. Die Formel gilt für eine ebene Fläche und beschreibt reine Geometrie; die Oberfläche am fertigen Teil hängt zusätzlich von Werkzeug, Maschine und Werkstoff ab und ist keine Zusage (Genauigkeit und Oberfläche).
| Zeilenabstand a | Kammhöhe h | Bahnen je 10 mm |
|---|---|---|
| 1,0 mm | 0,0251 mm | 10 |
| 0,5 mm | 0,0063 mm | 20 |
| 0,25 mm | 0,0016 mm | 40 |
Gerechnet mit h = r − √(r² − (a/2)²), gerundet; ebene Fläche, Werkzeug ohne Verschleiß.
Drei Grenzen hat das Zeilenfräsen mit drei Achsen. An steilen Flanken wird der wirksame Abstand der Bahnen auf der Fläche größer, die Kämme werden gröber. In flachen Bereichen schneidet die Kugel nahe ihrer Spitze, wo die Schnittgeschwindigkeit gegen null geht. Und was von oben im Schatten liegt, erreicht ein senkrecht stehender Fräser gar nicht.
Gegen die groben Kämme an steilen Flanken hilft die Bahnstrategie: Flache Bereiche fährt man in parallelen Zeilen, steile in Höhenlinien, bei denen der Fräser die Fläche Ebene für Ebene umrundet. Dann bleibt der Abstand der Bahnen auf der Fläche in beiden Bereichen gleichmäßig.
Für eine gekrümmte Fläche braucht eine Anfrage ein STEP-Modell mit sauber geschlossenen Flächen: Eine Zeichnung allein beschreibt eine solche Fläche fast nie vollständig.
Was wir heute anbieten
Auf unserem vertikalen Bearbeitungszentrum fräsen wir 2,5D: Taschen, Absätze, Nuten, Konturen, Bohrbilder und Gewinde an Teilen aus Platten und Blöcken.
3D-Freiformflächen und Gravuren bieten wir derzeit nicht an; 2,5D-Konturen, Taschen und Ebenen fräsen wir. Auch einen 3D-Scan vorhandener Teile bieten wir nicht an.
Stand: 26.09.2026
Taschen, Absätze, Konturen: Schicken Sie uns Ihr 2,5D-Teil.
Mit STEP-Modell und bemaßter Zeichnung sehen wir, welche Ebenen und Radien Ihr Teil braucht – danach erhalten Sie Rückfragen oder ein Angebot.