Die Auswahl der richtigen CNC-Werkzeugmaschine beginnt beim Werkstückmaterial. Die physikalischen Eigenschaften des Metalls oder Kunststoffs – Härte, Wärmeleitfähigkeit, Duktilität und Abrasivität – bestimmen direkt, welcher Maschinen-, Spindel- und Werkzeugtyp am besten geeignet ist. Nachfolgend finden Sie einen Material-für-Material-Leitfaden, der Maschinenwerkstätten und Herstellern hilft, gängige technische Materialien mit der richtigen CNC-Ausrüstung zu kombinieren.
Aluminium und Aluminiumlegierungen
Aluminium ist leicht, wärmeleitend und gut bearbeitbar. Es kann mit hoher Geschwindigkeit und relativ geringen Schnittkräften geschnitten werden. Für prismatische Teile ist eine 3-Achsen-CNC-Fräsmaschine oder ein vertikales Bearbeitungszentrum (VMC) mit einer Hochgeschwindigkeitsspindel (10.000 U/min und mehr) ideal. Bei zylindrischen Teilen wie Aluminiumwellen und Steckverbindern liefert eine CNC-Drehmaschine schnelle Zykluszeiten und glatte Oberflächen. Ein 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentrum empfiehlt sich, wenn komplexe konturierte Aluminiumteile – wie Halterungen für die Luft- und Raumfahrtindustrie oder Elektronikgehäuse – in einer Aufspannung bearbeitet werden müssen.
Stahl und legierter Stahl
Kohlenstoffstahl und legierter Stahl sind zäher und erfordern steifere Werkzeugmaschinen. Ein mittleres oder großes vertikales Bearbeitungszentrum mit einer BT40- oder HSK-Spindel und einem Antrieb mit hohem Drehmoment eignet sich gut zum Fräsen von Stahlteilen wie Halterungen, Vorrichtungen und Formböden. Zum Drehen von Stahlwellen, Buchsen und Bolzen sorgt eine Schrägbett-CNC-Drehmaschine mit einem starren Werkzeugrevolver für Genauigkeit und lange Werkzeugstandzeit. Horizontale Bearbeitungszentren (HMCs) werden aufgrund ihrer Steifigkeit und effizienten Spanabfuhr häufig für die Massenproduktion von Stahlteilen eingesetzt.
Edelstahl
Edelstahl härtet schnell aus, erzeugt hohe Schnitttemperaturen und erfordert stabile Schnittbedingungen. Ein CNC-Bearbeitungszentrum mit einer stabilen Struktur, ausreichender Kühlmittelzufuhr und der Fähigkeit, konstante Vorschubgeschwindigkeiten zu erzielen, ist unerlässlich. Horizontale Bearbeitungszentren und schwere vertikale Bearbeitungszentren in Kastenbauweise verarbeiten Edelstahl gut. Bei Dreharbeiten hilft ein CNC-Drehzentrum mit Hochdruckkühlmittel und scharfen Wendeschneidplatten mit positivem Spanwinkel dabei, die Spanbildung zu kontrollieren und Aufbauschneiden zu verhindern.
Titan
Die geringe Wärmeleitfähigkeit und hohe Festigkeit von Titan machen es zu einer Herausforderung. Die Schneidwärme bleibt an der Werkzeugspitze, daher müssen die Spindelgeschwindigkeiten niedrig gehalten werden. 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentren werden häufig für komplexe Titanteile für die Luft- und Raumfahrt sowie für die Medizintechnik eingesetzt, da sie eine kürzere Werkzeugreichweite und optimale Werkzeugwinkel ermöglichen. Zum Drehen von Titan ist eine Hochleistungs-CNC-Drehmaschine mit starrer Spindel und Hochdruckkühlmittel erforderlich, um enge Toleranzen einzuhalten und Rattern zu vermeiden.
Gusseisen
Gusseisen ist abrasiv und erzeugt feine, pulverförmige Späne. Für das Fräsen von Gusseisen werden horizontale Bearbeitungszentren mit geschlossener Schutzeinrichtung und effizienten Späneabfuhrsystemen bevorzugt, da die horizontale Spindel das Abfallen der Späne unterstützt. Auch vertikale Bearbeitungszentren können eingesetzt werden, wenn sie mit einem geeigneten Staub- und Spänemanagement ausgestattet sind. Zum Drehen von Gusseisenteilen wie Bremsscheiben und Pumpengehäusen ist eine CNC-Flachbettdrehmaschine mit gehärteten Führungsbahnen resistent gegen abrasiven Verschleiß.
Messing und Kupfer
Messing ist weich und gut bearbeitbar und erzeugt hervorragende Oberflächengüten. Sowohl CNC-Fräsmaschinen als auch CNC-Drehmaschinen verarbeiten Messing mühelos und eignen sich daher für Armaturen, Ventile und dekorative Teile. Kupfer ist weicher und kann schmieren; Scharfe Werkzeuge und kontrollierte Geschwindigkeiten auf einem kleinen CNC-Bearbeitungszentrum oder einer Präzisions-CNC-Drehmaschine sorgen für saubere Gewinde und glatte Oberflächen.
Technische Kunststoffe
Kunststoffe wie PEEK, Nylon und PTFE erfordern scharfe Werkzeuge und geringe Schnittkräfte, um ein Schmelzen oder Gratbildung zu vermeiden. Eine kleine CNC-Fräsmaschine oder eine kompakte VMC mit Hochgeschwindigkeitsspindel und Luftkühlung passen gut zusammen. CNC-Drehmaschinen können auch Kunststoffteile mit polierten Wendeplatten effizient drehen.
Die Abstimmung des Materials auf die Maschine gewährleistet eine bessere Standzeit, Oberflächengüte und Maßgenauigkeit. Für weitere Beratung zur Maschinenauswahl für Ihr spezifisches Material wenden Sie sich an Leyo Machine, einen Direktlieferanten von CNC-Fräsmaschinen, CNC-Drehmaschinen und CNC-Bearbeitungszentren.