Klavierkrone und Schriftzug: CAD und CNC

Eine neue Klavierkrone muss in ihren Proportionen zum Gehäuse passen; ein geschwungener Schriftzug soll auch nach der Bearbeitung seine feinen Linien behalten. Beides beginnt mit Entscheidungen im Entwurf. Die Collage zum Stichel-Klavier verbindet Zeichnungen und räumliche Ansichten mit den ausgeführten Details am Instrument. Sie zeigt damit zwei zusammenhängende Aufgaben: die Form zu gestalten und sie für die Fertigung vorzubereiten.

Proportionen am ganzen Instrument prüfen

Die Krone bildet den oberen Abschluss des Klaviergehäuses. Ihre Wirkung hängt vom Verhältnis zwischen Breite, Höhe und den darunterliegenden Flächen ab. Ein Mittelstück kann für sich genommen ausgewogen wirken und auf dem Instrument trotzdem zu hoch oder zu schmal erscheinen. Deshalb gehört zur Gestaltung neben der Detailzeichnung immer die Ansicht des ganzen Gehäuses.

In einer solchen Ansicht lassen sich die Mittelachse, die Abstände zwischen wiederkehrenden Elementen und die Übergänge zu den seitlichen Abschlüssen aufeinander beziehen. Ein räumliches Modell ergänzt die Vorderansicht: Es macht sichtbar, wie weit ein Profil hervortritt und wie sich übereinanderliegende Teile aus einer schrägen Blickrichtung überdecken. Das hilft, die Form vor der Herstellung zu beurteilen.

Eine Kontur enthält noch keine Bearbeitungstiefe

Für einen Schriftzug werden Buchstaben und Schwünge als Linien oder geschlossene Konturen aufgebaut. Eine einzelne Linie kann die Mitte einer Gravur beschreiben; zwei begrenzende Konturen können dagegen die gewünschte Breite eines Schriftzugs festlegen. Diese Unterscheidung ist für die spätere Bearbeitung entscheidend: Die Maschine muss wissen, ob sie einer Linie folgen, eine Fläche ausräumen oder entlang einer Außenkante schneiden soll.

Bei einem Zierteil kommen die Materialstärke und die räumliche Form hinzu. Eine flache Silhouette mit gleichbleibender Dicke stellt andere Anforderungen als ein gewölbtes Relief. Aus einer Vorderansicht allein lässt sich weder die Wölbung noch die Tiefe einer Vertiefung ablesen. Diese Angaben müssen im Modell oder in der Bearbeitungsplanung ergänzt werden.

Hier unterscheiden sich CAD und CAM: Die Konstruktion beschreibt das Bauteil. Die Fertigungsplanung legt fest, welches Werkzeug welche Bereiche in welcher Reihenfolge bearbeitet. Auch ein vollständig gezeichnetes Modell braucht dafür Angaben zum Rohling, zur Lage des Werkstücks und zu den zulässigen Schnitttiefen.

Was die Form des Fräsers verändert

Ein zylindrischer Fräser hinterlässt an senkrechten Innenkanten einen Radius. Er kann eine scharf gezeichnete Innenecke nicht beliebig ausarbeiten, weil sein eigener Durchmesser den Zugang begrenzt. Kleinere Werkzeuge erreichen engere Stellen; sie müssen aber zur Tiefe und zur Belastung der Bearbeitung passen. Bei der Planung wird deshalb geprüft, welche Details maschinell erreichbar sind und wo eine andere Bearbeitung oder Handarbeit erforderlich ist.

Für vertiefte Schriftzüge ist eine V-förmige Gravur eine mögliche Technik. Dabei hängen Linienbreite, Werkzeugwinkel und Eintauchtiefe zusammen: Je tiefer ein solcher Fräser in die Oberfläche eintaucht, desto breiter wird die Nut. Durch wechselnde Tiefe können schmale Ausläufe und breitere Buchstabenzüge entstehen. Ein Entwurf mit wechselnden Strichstärken lässt sich daher nicht immer durch eine einzige, überall gleich tiefe Fräslinie umsetzen.

Vom berechneten Werkzeugweg zur Oberfläche

Bei räumlichen Formen kann die Bearbeitung in Schruppen und Schlichten aufgeteilt werden. Beim Schruppen wird zunächst überschüssiges Material entfernt; eine kleine Zugabe bleibt für die feinere Bearbeitung stehen. Beim Schlichten folgen die Werkzeugbahnen der endgültigen Oberfläche. Werkzeuggröße und Abstand der Bahnen beeinflussen, wie gut kleine Vertiefungen erreicht werden und wie deutlich Bearbeitungsspuren zurückbleiben.

Eine Fräsvorschau stellt den Materialabtrag der berechneten Bahnen dar. Dadurch werden beispielsweise stehenbleibende Bereiche oder verlorengehende Details erkennbar. Die Vorschau beschreibt jedoch das berechnete Ergebnis; die tatsächliche Oberfläche und die Passung werden am Werkstück geprüft.

Zur CNC-Fertigung von Holzverzierungen gehören deshalb auch das Einpassen und die Vorbereitung der Oberfläche. Beim Nacharbeiten feiner Profile müssen Kanten, Vertiefungen und schmale Übergänge erhalten bleiben. Starkes Verrunden würde die gezeichnete Form verändern: Ein ursprünglich klarer Absatz oder ein schmaler Auslauf ließe sich anschließend durch eine glänzende Beschichtung nicht zurückholen.

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