Eigenspannungsbedingter Bauteilverzug stellt eine große Herausforderung bei der Fräsbearbeitung dünnwandiger, integraler Bauteile, beispielsweise für die Luft- und Raumfahrtindustrie dar. Dieser Verzug führt häufig zu großen Form- und Lageabweichungen außerhalb der Toleranzanforderungen des Bauteils. In der Folge sind zeit- und kostenintensive Einfahrprozesse oder manuelle Nacharbeit der Bauteile notwendig. Um zukünftig Bauteilverzug als Kostentreiber zu reduzieren, ist es zum einen von entscheidender Bedeutung die verschiedenen Mechanismen der Eigenspannungsentstehung zu verstehen. Zum anderen müssen diese Erkenntnisse in Modelle überführt werden, mit deren Hilfe eine modellbasierte Vorhersage von Bauteilverzug durchgeführt werden kann. Vor diesem Hintergrund war das Ziel dieser Arbeit die Entwicklung einer modellbasierten Vorhersage des eigenspannungsbedingten Bauteilverzugs bei der Fräsbearbeitung von dünnwandigen Bauteilen aus Ti-6Al-4V mit der Finite Cell Method (FCM). Dazu erfolgte eine experimentelle Einflussanalyse von initialen und induzierten Eigenspannungen auf den Verzug. Für die Untersuchungen wurden frei auskragende, dünnwandige Platten mit Sockel aus Rohteilen in drei verschiedenen Wärmebehandlungszuständen, unter Variation des Zahnvorschubs, gefräst. Es konnte ein deutlicher Einfluss der Wärmebehandlung auf die Beträge und Richtungen der Verzüge ermittelt werden. Demgegenüber zeigte die Variation des Zahnvorschubs keinen signifikanten Einfluss auf den Verzug. Im nächsten Schritt wurde ein numerisches Modell auf Basis der FCM zur Vorhersage von eigenspanungsbedingtem Bauteilverzug während der Fräsbearbeitung entwickelt. Das Modell berücksichtigt unter anderem die initialen und induzierten Eigenspannungen sowie die zeitlich-örtliche Materialzerspanung. Die Validierung erfolgte anhand der experimentellen Ergebnisse und es konnten für einige Versuchsgruppen gute Übereinstimmungen, für andere Versuchsgruppen wiederum schlechte Übereinstimmungen zwischen simulativen und experimentellen Ergebnissen ermittelt werden. Abschließend fand die Anwendung des Vorhersagemodells in der Fräsbearbeitung eines komplexen Strukturbauteils statt. Hierzu wurde sowohl die Fräsbearbeitung mit einem konventionellen als auch mit einem modularen Spannsystem untersucht. Der Vergleich zwischen experimentellen und simulativen Ergebnissen zeigte, dass das Modell grundsätzlich geeignet ist, die Reduzierung des Verzugs durch Verwendung des modularen Spannsystems vorherzusagen.