CNC-Fräsen gehört zu den subtraktiven Fertigungsverfahren. Das bedeutet, dass ein Bauteil durch Materialabtrag aus einem größeren Rohteil entsteht. CNC (Computerized Numerical Control) bedeutet dabei, dass die Arbeitsschritte der Maschine computergesteuert ablaufen und nicht manuell eingeleitet werden.

Eine Werkzeugmaschine zum Fräsen besteht üblicherweise aus einer Spannvorrichtung zur Aufnahme des Rohteils, einer Spindel zum Antrieb verschiedener Werkzeuge und einem Achssystem, das eine Relativbewegung zwischen Werkzeug und Rohteil erzeugt, um die gewünschte Geometrie zu schaffen. Beim Aufbau der Anlage wird zwischen offener und geschlossener Bauweise unterschieden. Die offene Bauweise (z.B. C-Gestell, s. unten) bietet eine bessere Zugänglichkeit zum Arbeitsbereich, während die geschlossene Bauweise (z.B. Portalbauweise) eine höhere Steifigkeit aufweist. Ein wichtiges Unterscheidungskriterium ist die Anzahl der beweglichen Achsen (üblich sind drei bis sechs Stück). Es gilt, je mehr Achsen bewegt werden können, desto komplexere Bauteile können hergestellt werden. Nicht immer wird dabei nur die Spindel bewegt. Auch ein Verfahren und Neigen des Spanntischs wird eingesetzt.

Mittels Fräsen lassen sich sehr aufwändige Bauteile erzeugen. Lediglich bei schwer zugänglichen Hohlräumen, wie sie oft nur additiv hergestellt werden können, stößt dieses Verfahren an seine Grenzen. Ebenso vielfältig wie die produzierbaren Geometrien ist die Auswahl an verwendbaren Materialien. Von Metall über Holz bis hin zu Kunststoff kann ein breites Spektrum an Werkstoffen – meist sogar von ein und derselben Anlage – bearbeitet werden. Sogar elastische Schaumstoffe lassen sich unter den richtigen Bedingungen fräsen. Abhängig von der Geometrie des Bauteils kommen unterschiedliche Werkzeuge zum Einsatz. Größere Werkzeuge dienen einer höheren Zerspanleistung, kleinere der Erzeugung von detaillierten Konturen. Wieder andere sind speziell für einzelne Aufgaben, wie dem Herstellen eines Gewindes, vorgesehen. Die erreichbare Genauigkeit ist sehr hoch, sodass auch Funktionsflächen und Passungen problemlos gefräst werden können.

Für jedes Bauteil wird mithilfe eines CAM-Programms (Computer Aided Manufacturing) ein maschinenlesbarer Code erstellt, um die Arbeitsschritte der CNC-Fräse festzulegen. Dadurch entstehen hohe Einrichtekosten für diese Art der Fertigung. Durch größere Stückzahlen können diese Kosten zwar reduziert werden, jedoch sind auch die Maschinenstundensätze verhältnismäßig hoch, wodurch die Gesamtkosten nur bedingt skalierbar sind. Das CNC-Fräsen kommt überall dort zum Einsatz, wo andere Verfahren durch die geforderte Präzision, Materialwahl, Fertigungszeit oder Komplexität an ihre Grenzen stoßen.

Vorteile:

• Bauteile höchster Qualität
• Materialvielfalt
• Komplexe Geometrien möglich

Nachteile:

• Hohe Investitionskosten 
• Hohe Stückkosten
• CAM-Programmierung notwendig