CNC-Bearbeitung von Materialien | Einfacher Leitfaden

Sie fragen sich CNC-Bearbeitung Materialien für Ihr nächstes Projekt? Die CNC-Maschinen von Yijin Hardware schneiden so ziemlich alles, auch die wichtigsten Metalle und Kunststoffe. Wir haben fast alle Materialien, die in CNC-Maschinen verwendet werden, in unserer Werkstatt getestet.

Dieser Leitfaden ist sehr einfach gehalten. Er gibt nur praktische Ratschläge, was für die Herstellung von Teilen am besten geeignet ist. Sie werden herausfinden, welche Materialien leicht zu bearbeiten sind, welche ewig halten und welche Ihnen den größten Nutzen bringen. Hier bist du richtig.

Wichtigste Erkenntnisse

• Aluminium ist ein sehr beliebtes Material - es lässt sich leicht schneiden, kostet weniger und ist sehr leistungsfähig.
• Harte Materialien verlangsamen die Zerspanung und verschleißen die Werkzeuge viel schneller.
• Technische Kunststoffe sind chemikalienbeständig und wiegen weit weniger als Metalle
• Spezialmaterial wie Titan leistet Erstaunliches, wenn normale Materialien nicht ausreichen
• Durch die Wahl des richtigen Materials können Sie Ihre Kosten erheblich senken

Was kann man eigentlich mit einer CNC-Maschine schneiden?

Eine CNC-Maschine kann eine breite Palette von Materialien bearbeiten. Metall, Kunststoff, Verbundwerkstoffe, sogar einige Keramiken - sie alle lassen sich mit der numerischen Computersteuerung bearbeiten. Die Vielfalt der Werkstoffe, die Sie verwenden können, ist riesig. Jedes Material bringt unterschiedliche Stärken und Herausforderungen für Ihr Bearbeitungsprojekt mit sich.

Metallwerkstoffe, die sich wie ein Traum bearbeiten lassen

Aluminium ist der absolute Superstar unter den CNC-Metallen. Es lässt sich leicht bearbeiten, ist preiswert und bietet eine hohe Festigkeit für sein Gewicht. Für die meisten Präzisionsarbeiten verwenden wir Sorten wie 6061-T6 und 7075-T6. 6061-Maschinen sind schneller, während 7075 eine höhere Festigkeit bietet. Diese gängigen Werkstoffe eignen sich hervorragend für Einzelstücke und Serien.

Aluminium Quick Facts

• Aluminium 6061-T6: Fest bei 310 MPa Zugfestigkeit, bekämpft Korrosion, 95-120 Brinell-Härte
• Aluminium 7075-T6: Ungeheuerlich bei 572 MPa, bewältigt Stress wie ein Champion, 150 Brinell-Härte
• Aluminium 2024-T3: Zäh mit 470 MPa, extrem haltbar, schwieriger zu schweißen

Rostfreier Stahl Sorten wie 303, 304 und 316L sind korrosionsbeständig und gleichzeitig stabil. Bei der Sorte 303 wurde Schwefel zugesetzt, damit es sich leichter schneiden lässt, während 316L mit Chrom besser gegen harte Chemikalien beständig ist. Diese Metalle erfordern langsamere Schnittgeschwindigkeiten als Aluminium (etwa 1/3 so schnell) und härtere Werkzeuge, sind aber unglaublich korrosionsbeständig.

Stahl Optionen wie kohlenstoffarmer Stahl und legierter Stahl bieten eine hohe Verschleißfestigkeit und Festigkeit. Von unlegiertem Stahl (1018) bis hin zu härteren Legierungen wie 4140 halten diese Metalle wie nichts anderes den Belastungen stand. Kohlenstoffstähle und legierte Stähle erfordern leistungsfähigere Maschinen und einen langsameren Schnitt als Aluminium, aber sie sind es wert, wenn es auf Haltbarkeit ankommt. Die Werkstätten empfehlen sie häufig für Strukturteile.

Können Kunststoffmaterialien für die CNC-Bearbeitung verwendet werden?

Kunststoffe lassen sich wie Butter schneiden und widerstehen Chemikalien viel besser als Metalle, während sie gleichzeitig Tonnen weniger wiegen. ABS-Kunststoff bietet gute Stabilität und Schlagfestigkeit, ohne dass man dafür ausgefallene Werkzeuge braucht. Es eignet sich perfekt für Prototypen, Vorrichtungen und Kunststoffteile, bei denen Sie eine gute Festigkeit ohne das Gewicht von Metall benötigen.

Kunststoffoptionen für CNC verfügbar

• Acetal (POM/Delrin): Supergleitfähig mit niedrigem Reibungskoeffizienten, 70 MPa Festigkeit, erstaunlich formstabil
• PEEK: Hält hohe Temperaturen bis zu 250 °C aus, chemisch beständig gegen praktisch alles
• Nylon (PA66): Widersteht Abrieb, absorbiert etwas Feuchtigkeit, natürlich rutschig
• Polycarbonat: Durchsichtig, 65 MPa Festigkeit, hervorragende Schlagzähigkeit beim Auftreffen

Acetal (oft auch Delrin genannt) behält seine Abmessungen perfekt bei, hat eine geringe Reibung und ist verschleißfest wie nichts anderes. Seine natürliche Gleitfähigkeit macht es zu einer hervorragenden Wahl für CNC-Maschinenteile wie Zahnräder, Lager und bewegliche Komponenten. Beim Schneiden von Delrin können wir sehr enge Toleranzen bei minimaler Verformung einhalten, allerdings müssen wir darauf achten, dass die Späne nicht auf das Teil zurückschmelzen.

Für kleine bis mittlere Auflagen, Bei komplexen Kunststoffteilen ist die CNC-Technik dem Spritzgießen oft überlegen. Während für das Spritzgießen teure Formen benötigt werden, können mit der CNC-Technik detaillierte Bauteile in geringerer Stückzahl kostengünstiger hergestellt werden. Viele Unternehmen setzen je nach Volumen beide Verfahren ein.

Welche speziellen Materialien sind für schwierige Aufgaben geeignet?

Titanlegierungen (insbesondere Ti-6Al-4V) bieten ein außergewöhnliches Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht und passen perfekt in den menschlichen Körper, was sie für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt und in der Medizintechnik prädestiniert. Sie sind viel schwieriger zu bearbeiten als Aluminium - sie benötigen spezielle Schneidwerkzeuge, niedrigere Geschwindigkeiten (60-100 SFM) und starre Aufbauten. Trotz dieser Herausforderungen lohnt sich der Mehraufwand für kritische Teile aufgrund der Leistungsfähigkeit von Titan bei hohen Temperaturen.

Materialien mit Superkräften

• Ti-6Al-4V: Monsterstark mit 950 MPa, 334 Brinell-Härte, viel leichter als Stahl
• Inconel 718: Ungeheuerlicher Druck von 1375 MPa, Hitzebeständigkeit bis zu 700 °C, Korrosionsschutz wie kein anderer
• Macor (maschinell bearbeitbare Keramik): 94 MPa Biegefestigkeit, arbeitet bei Temperaturen bis zu 1000 °C, keine Porosität

Kohlefaserverbundwerkstoffe wiegen weit weniger als Metalle und bieten gleichzeitig eine höhere Festigkeit. Diese Materialien, die in einer Vielzahl von Anwendungen von der Automobilindustrie bis hin zu Sportgeräten eingesetzt werden, erfordern aufgrund ihrer Schichtstruktur eine besondere Handhabung. Spezielle Schneidewerkzeuge und eine sorgfältige Bearbeitung verhindern das Ausreißen der Fasern und sorgen für saubere Kanten.

Bearbeitbare Keramiken wie Macor sind extrem hitzebeständig, isolieren Strom und behalten ihre Form präzise bei. Diese maschinell bearbeitbaren Werkstoffe lassen sich mit Standard-Hartmetallwerkzeugen bearbeiten, müssen aber sorgfältig eingestellt werden, um Späne und Risse zu vermeiden. Zu den üblichen Anwendungen gehören elektrische Isolatoren, Halbleiterteile und Vorrichtungen, die unter extremer Hitze arbeiten.

Wie verändert die Materialart die Anforderungen an die CNC-Bearbeitung?

Die Eigenschaften Ihres Materials haben direkten Einfluss darauf, wie wir es schneiden müssen. Harte Werkstoffe mit Chrom (wie rostfreier Stahl) und Titan benötigen langsamere Schnittgeschwindigkeiten, stärkere Werkzeuge und steifere Aufbauten als weichere, dehnbarere Materialien wie Aluminiumlegierungen und Kunststoffe. Dies wirkt sich sowohl auf die Dauer der Bearbeitung als auch auf den schnellen Verschleiß der Werkzeuge aus.

Bearbeitung verschiedener Materialien | Die Grundlagen

Die Wärmeleitfähigkeit bestimmt, wie sich die Wärme beim Schneiden bewegt, was die Standzeit der Werkzeuge erheblich beeinflusst. Werkstoffe mit hoher Leitfähigkeit wie Aluminium (167 W/mK) leiten die Wärme schnell von der Schneide weg, so dass wir schneller schneiden können. Werkstoffe mit geringer Leitfähigkeit wie Titan (6,7 W/mK) und Kunststoffe halten die Wärme an der Schneidkante und erfordern langsamere Geschwindigkeiten und häufig Kühlmittel, um Schäden zu vermeiden.

Die Struktur eines Materials wirkt sich darauf aus, wie sich Späne bilden, wie sich die Werkzeuge abnutzen und wie glatt die Oberfläche sein wird. Einheitliche Materialien lassen sich im Allgemeinen besser vorhersagen. Messing beispielsweise erzeugt kleine, spröde Späne, die leicht abbrechen, während duktile Materialien wie weiches Aluminium lange, strähnige Späne erzeugen, die sich um das Werkzeug wickeln und das Teil beschädigen können.

Welche Materialien werden in den verschiedenen Branchen tatsächlich verwendet?

Teile für die Luft- und Raumfahrt benötigen Materialien mit einem außergewöhnlichen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, Ermüdungsbeständigkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen. Aluminium 7075-T6, Titan Ti-6Al-4V und Speziallegierungen wie Inconel sind hier die erste Wahl. Diese Werkstoffe müssen strenge Zertifizierungsanforderungen erfüllen, einschließlich AMS-Spezifikationen und vollständiger Rückverfolgbarkeit der Materialien.

Industrielle Werkstoffnormen - Das Spickzettelchen

• Luft- und Raumfahrt: AMS 4911 (Ti-6Al-4V), AMS 4928 (Ti-6Al-4V), AMS-QQ-A-250/11 (7075-T6)
• Medizinische: ASTM F136 (Ti-6Al-4V ELI), ASTM F1472 (Ti-6Al-4V), ASTM F138 (Edelstahl 316L)
• Automobilindustrie: SAE J403 (Kohlenstoffstähle), SAE J404 (legierte Stähle)
• Elektronik: UL 94 V-0 (flammhemmende Kunststoffe), MIL-I-24768/27 (FR-4)

Die Herstellung medizinischer Geräte erfordert Materialien, die im menschlichen Körper gut funktionieren, korrosionsbeständig sind und ihre Struktur beibehalten. Edelstahl 316L, Titanlegierungen und medizinisches PEEK werden häufig zur Herstellung von Implantaten und chirurgischen Werkzeugen verwendet. Diese Werkstoffe müssen die ISO 13485-Normen erfüllen und benötigen oft spezielle Oberflächenbehandlungen.

Für die Blechbearbeitung von Automobilkomponenten werden Materialien benötigt, die sich schweißen lassen, leicht zu formen sind und eine lange Lebensdauer haben. Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bietet Ihnen hervorragende Verarbeitungseigenschaften zu günstigen Preisen, während Metalllegierungen wie Aluminium Gewichtseinsparungen ermöglichen. Die Wahl des Werkstoffs hat erhebliche Auswirkungen auf die Fertigungsprozesse, vom Schneiden bis zum Umformen.

Wie Yijin Hardware Ihnen bei der Auswahl des perfekten Materials hilft

Bei Yijin Hardware ist die Materialauswahl denkbar einfach. Wir beginnen damit, herauszufinden, was Ihr Teil tun muss, bevor wir über Materialoptionen nachdenken. Unsere Ingenieure berücksichtigen den Einsatzort, die auftretenden Kräfte, die Temperaturbedingungen, die chemische Belastung und alle Vorschriften, die das Teil erfüllen muss. Dieses Verfahren stellt sicher, dass Sie das richtige Material erhalten und nicht nur das, was alle anderen verwenden.

Unser No-Nonsense-Materialauswahlprozess

1. Definieren Sie, was Sie brauchen: Herausfinden, was das Teil wirklich leisten muss
2. Sehen Sie sich die Materialtypen an: Bestimmen Sie, ob Metall oder Kunststoff sinnvoller ist
3. Spezifische Noten vergleichen: Abstimmung der Materialeigenschaften auf Ihre Bedürfnisse
4. Herstellbarkeit prüfen: Sicherstellen, dass wir sie effizient bearbeiten können
5. Berücksichtigen Sie Ihr Budget: Gleichgewicht zwischen Leistung und Ausgaben

Wir verfügen über eine umfangreiche Datenbank, die über die grundlegenden Spezifikationen hinausgeht und auch Angaben zur Bearbeitbarkeit, zu den Kosten und zur Verfügbarkeit enthält. So können wir schnell Materialien finden, die Ihre technischen Anforderungen erfüllen und gleichzeitig eine effiziente Produktion ermöglichen. Wir kennen sowohl die herkömmliche CNC-Bearbeitung als auch ergänzende Technologien wie den 3D-Druck für komplette Fertigungslösungen.

Wie sich Ihre Materialwahl auf Ihr Portemonnaie und Ihre Zeitleiste auswirkt

Die Wahl des Materials wirkt sich direkt auf die Kosten Ihrer Teile aus. Speziallegierungen wie Titan können 5-10 Mal teurer sein als Standardaluminium. Aber die Materialauswahl wirkt sich nicht nur auf den Materialpreis aus, sondern auch auf die Bearbeitungszeit, den Werkzeugverschleiß und die Ausschussrate. Manchmal kann ein teureres Material, das sich schneller bearbeiten lässt, durch eine kürzere Produktionszeit sogar Geld sparen.

Aufschlüsselung der Materialkosten - der wahre Deal

• Aluminium: Schneidet wie Butter, kostet weniger, maschinell superschnell
• Rostfreier Stahl: Mäßig bearbeitbar, mittlere Kosten, verschleißt Werkzeuge schneller
• Titan: Schwierig zu bearbeiten, teuer, verschleißt Werkzeuge wie verrückt
• Technische Kunststoffe: Einfache Bearbeitung, variable Kosten, minimaler Werkzeugverschleiß

Bei der CNC-Bearbeitung von Werkstoffen in der Schweiz, wo Präzision und Oberflächengüte entscheidend sind, ist die Materialauswahl noch wichtiger. Dieses spezialisierte Verfahren, das häufig für kleine, hochpräzise Komponenten verwendet wird, erfordert Materialien, die bei der Bearbeitung von Stangenmaterial dimensionsstabil bleiben. Die Wahl des Materials wirkt sich direkt auf die Rüstzeit, die Betriebskosten und die Gesamteffizienz der Produktion aus. Die Website Fachleute sagen, dass der Markt für CNC-Maschinen bis 2033 wahrscheinlich $133,8 Milliarden erreichen wird. Das bedeutet, dass auch Kunststoffe und Metalle für die CNC-Bearbeitung einen großen Markt darstellen.

Yijin Hardware | Professionelle CNC-Bearbeitung

Die Wahl des richtigen Materials für Ihr CNC-Bearbeitungsprojekt macht den Unterschied zwischen einem guten und einem hervorragenden Teil aus. Das von Ihnen gewählte Material beeinflusst, wie gut Ihr Teil funktioniert, wie schnell wir es herstellen können, wie viel es kostet und wie lange es hält. Um genau das zu bekommen, was Sie brauchen, müssen Sie verstehen, was die einzelnen Werkstoffe leisten.

Bei Yijin Hardware kennen wir die Materialien in- und auswendig. Unser Fachwissen stellt sicher, dass Ihre CNC-gefrästen Komponenten den optimalen Punkt zwischen Leistung, Herstellbarkeit und Wert treffen. Wir helfen Ihnen bei der Auswahl und finden die perfekte Lösung für Ihr Projekt, ganz gleich wie komplex es ist. Sind Sie bereit, anzufangen? Erreichen Sie uns noch heute!

Häufig gestellte Fragen | Grundlagen der Materialauswahl

Welche Materialien lassen sich am einfachsten auf einer CNC bearbeiten?

Aluminium 6061-T6 ist zweifellos das beliebteste Material, da es sich sehr leicht bearbeiten lässt, eine gute Festigkeit für sein Gewicht bietet und nicht zu teuer ist. Weitere leicht zu bearbeitende Materialien sind Messing (das sich noch schneller als Aluminium schneiden lässt), Acetal (Delrin) und ABS-Kunststoff. Diese Materialien ermöglichen saubere Schnitte, halten ihre Abmessungen gut ein und lassen die Werkzeuge im Vergleich zu härteren Materialien wie Edelstahl oder Titan nicht so schnell verschleißen.

Soll ich für mein Projekt Metall oder Kunststoff wählen?

Entscheiden Sie sich für Metall, wenn Sie hohe Festigkeit, Hitzebeständigkeit, Leitfähigkeit oder Haltbarkeit in rauen Umgebungen benötigen. Entscheiden Sie sich für Kunststoff, wenn Gewicht, chemische Beständigkeit, elektrische Isolierung oder Kosteneinsparungen am wichtigsten sind. Bei komplexen Anwendungen sollten Sie versuchen, sowohl Metall- als auch Kunststoffmaterialien zu verwenden - Metall für Strukturteile und Kunststoff für Schnittstellen oder Gehäuse - um das Beste aus beiden Welten zu erhalten und gleichzeitig ihre Nachteile zu minimieren.

Welche Materialien eignen sich für die verschiedenen Herstellungsverfahren?

Aluminiumlegierungen eignen sich hervorragend für verschiedene Fertigungsverfahren wie CNC-Bearbeitung, Blechverarbeitung und Strangpressen. Bei den Kunststoffen eignen sich ABS und Polycarbonat sowohl für die CNC-Bearbeitung als auch für das Spritzgießen, auch wenn beim Wechsel des Verfahrens möglicherweise Anpassungen am Design erforderlich sind. Kupfer ist ein hervorragender Leiter, der sich für viele Fertigungsverfahren eignet, während Elastomere, die sowohl für die Prototypenherstellung als auch für die Produktion geeignet sind, Flexibilität bei verschiedenen Verfahren bieten.

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