Werkstoffe in der CNC-Bearbeitung: Stahl, Aluminium, Edelstahl und mehr

Die Bedeutung des richtigen Materials

Das Material Ihres Bauteils bestimmt nicht nur dessen Funktion, sondern auch die Fertigungskosten und -zeit. Ein hartes Material braucht andere Werkzeuge, Schleiftechniken und Zeitaufwaende als ein weiches Material. Deshalb ist es wichtig, das richtige Material zu waehlen - und den Lohnfertiger davon zu berichten.

Staehle - die Klassiker

Staehle sind die mit Abstand am haeufigsten bearbeiteten Materialien. Sie sind robust, kostenguenstig und relativ einfach zu bearbeiten.

St37 und St52

Das sind die Standard-Baustahl-Sorten. St37 hat niedrigere Festigkeit, St52 ist haerter und widerstandsfaehiger. Ideal fuer Konstruktions-Teile, Halter, Flaechen. Die Bearbeitung ist einfach und kostenguenstig.

42CrMo4 (Verguetuensstahl)

Dieser legierte Stahl ist haerter und widerstandsfaehiger als St37. Er wird oft waermebehandelt (gehaertet und angelassen) fuer hoechste Festigkeit. Ideal fuer Bauteile, die Verschleiss ausgesetzt sind - Wellen, Achsen, Motorenkomponenten.

16MnCr5

Ein Einsatzstahl, haufig in Getrieben und Lagern verwendet. Er wird ebenfalls waermebehandelt. Schwieriger zu bearbeiten als einfache Staehle, aber mit moderner CNC moeglich.

Zerspanung und Kosten

Staehle sind relativ einfach zu zerspanen. Die Werkzeuge halten lange, die Bearbeitung ist schnell. Kosten fuer CNC-Bearbeitung von Stahl sind moderat.

Edelstahl - anspruchsvoll aber zuverlässig

Edelstahl (Rostfreier Stahl) ist bei der Bearbeitung anspruchsvoller als normaler Stahl, aber unverzichtbar fuer Anwendungen mit Korrosions-Anforderung.

1.4301 (V2A)

Das ist der Standard-Edelstahl. Gute Korrosionsbestaendigkeit, relativ einfach zu bearbeiten im Vergleich zu anderen Edelstaehlen. Verwendet in Food-Industrie, Chemie, Medizintechnik.

1.4305

Sehr aehnlich wie 1.4301, aber mit etwas anderen Eigenschaften. Auch V2A genannt, fuer allgemeine Verwendung.

1.4404 (V4A)

Haeherer Molybdaen-Gehalt, noch bessere Korrosionsbestaendigkeit. Ideal fuer extreme Umgebungen - Meerwasser, aggressive Chemikalien.

Zerspanung und Kosten

Edelstahl ist zaeher und haerter als normaler Stahl. Das bedeutet: langsamere Bearbeitung, schnellere Werkzeug-Abnutzung, hoehere Kosten. Aber mit modernen CNC und erfahrenen Teknikem ist Edelstahl durchaus handhabbar.

Aluminium - leicht und schnell bearbeitet

Aluminium und dessen Legierungen sind leicht und machanisch interessant. Die Zerspanung ist schnell und einfach.

AlMg (5XXX Serie)

Aluminium mit Magnesium-Zusatz. Mittlere Festigkeit, gute Korrosionsbestaendigkeit. Ideal fuer Konstruktionen mit Leicht-Anforderungen.

Al6061

Eine sehr beliebte Legierung fuer CNC-Fertigung. Gutes Verhaeltnis von Festigkeit, Bearbeitbarkeit und Kosten. Verwendet in Flugzeugindustrie, Automobilbau, allgemeinem Maschinenbau.

Al7075

Sehr fest, aber auch schwieriger zu bearbeiten. Wird in Hochleistungs-Anwendungen verwendet - Luft- und Raumfahrt.

Zerspanung und Kosten

Aluminium ist ein Traum fuer CNC: sehr schnell zu bearbeiten, Werkzeuge halten lange, Kosten sind niedrig. Einziger Nachteil: Es bildet lange Spannerei, die entfernt werden muessen.

Kupfer und Messing

Diese Materialien sind etwas speziell, aber wichtig fuer bestimmte Anwendungen.

Kupfer

Sehr weiches, aber zuertes Material. Wird verwendet fuer elektrische Kontakte, Waermeleiter, elektrisch leitende Komponenten.

Messing (Ms 70, etc.)

Legierung aus Kupfer und Zink. Sehr bearbeitungsfreundlich, ergibt saubere Oberflaechen. Verwendet in Armaturen, optischen Komponenten, Verbindungsteilen.

Zerspanung und Kosten

Beide sind sehr leicht zu bearbeiten. Die Zerspanungskosten sind niedrig. Allerdings sind die Materialkosten hoeher als Stahl.

Technische Kunststoffe

Kunststoffe werden in CNC zunehmend bearbeitet - nicht nur gegossen.

PMMA (Acryl)

Transparent, hart. Verwendet fuer optische Komponenten, Sichtfenster. Zerspanung ist einfach, aber das Material kann kraeckelbar sein.

POM (Polyoxymethylen)

Sehr stabil, gute mechanische Eigenschaften. Ideal fuer Lager, Zahnraeder, Spielzeug-Komponenten.

Epoxy-Harze und Verbundwerkstoffe

Oft in Luft- und Raumfahrt. Zerspanung ist schwieriger, Werkzeug-Verschleiss ist hoch.

Zerspanung und Kosten

Kunststoffe sind generell einfach zu bearbeiten und guenstig. Aber einige Kunststoffe konnen Verformungen zeigen, wenn man zu viel Waerme erzeugt.

Spezialwerkstoffe

Es gibt auch spezielle Werkstoffe, die schwieriger zu bearbeiten sind:

Titanlegierungen

Sehr fest, schwer zerspanbar. Wird in Luft- und Raumfahrt verwendet. Zerspanung ist langsam, Werkzeuge und Kuehlmittel muessen spezial sein. Atlas MBD kann das, aber es kostet mehr.

Nickellegierungen (z.B. Inconel)

Aehnlich wie Titan - sehr fest, schwer zerspanbar. Verwendet in Hochtemperatur-Anwendungen.

Gusseisen und Grauguss

Sproe, kann schnell brechen. Zerspanung ist moeglich, aber vorsichtig.

Wie waehle ich das richtige Material?

Hier sind die wichtigsten Ueberlegungen:

1. Mechanische Anforderungen: Wie fest muss das Teil sein? Wie verschleissbestaendig?
2. Umgebungsbedingungen: Ist Korrosion ein Thema? Temperatur?
3. Gewicht: Ist das Gewicht entscheidend?
4. Kosten: Wie ist das Budget?
5. Bearbeitbarkeit: Ist das Material einfach zu bearbeiten?

Ein guter Lohnfertiger wird Ihnen helfen, das richtige Material zu waehlen - nicht basierend auf Spekulation, sondern basierend auf Erfahrung und Best Practices.

Fazit

Die wichtigsten bearbeitbaren Werkstoffe sind Staehle (guenstig und robust), Edelstaehle (fuer Korrosionsbestaendigkeit), Aluminium (leicht und schnell zu bearbeiten), Kupfer und Messing (spezialisiert). Fuer Spezial-Anforderungen wie Titanlegierungen brauchen Sie einen erfahrenen Lohnfertiger. Atlas MBD bearbeitet alle gaengigen Werkstoffe mit moderner CNC und kann Sie beraten, welcher Werkstoff fuer Ihr Projekt optimal ist.