Die CNC-Bearbeitung ist ein modernes Fertigungsverfahren, bei dem Rohmaterialien in präzise Produkte umgewandelt werden. Dabei werden computergesteuerte Maschinen eingesetzt, die die Materialien schneiden und formen. Diese Maschinen können mit verschiedenen Materialien arbeiten, aber die Wahl des richtigen Materials ist entscheidend. Ich habe die 10 besten Materialien für die CNC-Bearbeitung untersucht und eine Liste erstellt.
Alle diese Materialien haben einzigartige Eigenschaften. Einige sind hitzebeständig, andere sind leicht und gut formbar. Das falsche Material führt jedoch nicht nur zu Werkzeugverschleiß, sondern beeinträchtigt auch die Qualität der Produkte. Damit Sie eine klügere Wahl treffen können, stellen wir Ihnen hier die 10 wichtigsten CNC-Bearbeitungsmaterialien und ihre Anwendungen vor.
Top 10 CNC-Bearbeitungsmaterialien mit Anwendungen
Wie ich bereits sagte, kann eine CNC-Maschine eine Vielzahl von Produkten bearbeiten. Das Endprodukt ist jedoch nur so gut wie das Material, aus dem es hergestellt wird. Daher ist die Auswahl des zuverlässigsten Materials entscheidend für CNC-Bearbeitung. Ich habe die 10 wichtigsten Materialien untersucht, um diesen Prozess zu vereinfachen. Also, lassen Sie uns eintauchen und diese Materialien mit ihren Spezifikationen analysieren.
1- Aluminium
Aluminium ist eines der beliebtesten Materialien für die CNC-Bearbeitung. WARUM? Der erste Grund ist, dass es leicht ist. Es hat eine Dichte von 2,7 g/cm³, die viel geringer ist als die anderer Materialien. Außerdem sind die Atome in seiner Struktur sehr weit voneinander entfernt, was es leicht und dennoch stark macht. Deshalb können CNC-Maschinen es leicht schneiden, bohren und formen, was die Bearbeitungszeit verkürzt.
Anwendungen: Aluminium wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie aufgrund seines geringen Gewichts verwendet. Es wird zum Beispiel für Flugzeugflügel und -motoren verwendet. Auch in der Automobilindustrie wird dieses Metall zur Herstellung von Rädern, Blöcken und Halterungen verwendet. Schließlich wird es auch für die Herstellung von Telefongehäusen, Laptopgehäusen und Kühlkörpern verwendet.
2- Rostfreier Stahl
Rostfreier Stahl ist eine weitere erste Wahl für CNC-Bearbeitung. Er ist bekannt für seine Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Der höhere Chromgehalt in nichtrostendem Stahl bildet eine Oxidschicht. Diese Schicht schützt die Oberfläche vor weiterer Korrosion, so dass sie auch in rauen Umgebungen lange halten kann. Außerdem kann rostfreier Stahl aufgrund seiner höheren Zugfestigkeit schwere Lasten und Belastungen aushalten, ohne zu brechen.
Anwendungen: Edelstahl wird aufgrund seiner porenfreien Oberfläche für die Herstellung medizinischer Geräte verwendet. Diese Oberfläche verhindert Verunreinigungen und bakteriellen Befall. In der Automobilindustrie werden daraus Auspuffanlagen und Ventile für Fahrzeuge hergestellt. Außerdem ist er aufgrund seiner hohen Korrosionsbeständigkeit ideal für Schiffsteile, z. B. für Schiffsdocks.
3- Unlegierter Stahl (Kohlenstoffstahl)
Baustahl ist ein häufig verwendetes Material für die CNC-Bearbeitung. Es handelt sich dabei um eine spezielle Stahlsorte mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,3%, was ihn fest, aber nicht zu hart macht. Das bedeutet, dass sich Baustahl mit CNC-Maschinen leicht schneiden, bohren und schweißen lässt, ohne dass die Gefahr eines Bruchs besteht. Außerdem bietet er eine höhere Flexibilität, was ihn für die Herstellung komplexer Formen vielseitig einsetzbar macht. Und schließlich ist er im Gegensatz zu rostfreiem Stahl erschwinglich, was die Gesamtkosten senkt.
Anwendungen: Weichstahl wird aufgrund seiner höheren Festigkeit zur Herstellung von Maschinenteilen verwendet. In der Automobilindustrie wird er für Fahrzeughalterungen und -rahmen verwendet. Außerdem können daraus Möbelgestelle wie Tische und Regale hergestellt werden. Kohlenstoffstahl ist praktisch für die Herstellung von Zahnrädern, Wellen, Vorrichtungen und Halterungen in Industrieanlagen.
4- Messing
Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Sie bietet ein hervorragendes Verhältnis von Gewicht zu Festigkeit und gilt als erste Wahl für die CNC-Bearbeitung. Andere Werkstoffe erzeugen bei der Bearbeitung oft mehr Reibung. Messing hingegen erzeugt weniger Reibung und Wärme, was den Werkzeugverschleiß verringert. Außerdem ist Messing für seine Rostbeständigkeit und sein glänzendes, goldenes Aussehen bekannt. Dadurch eignet es sich perfekt für die Herstellung komplexer dekorativer Gegenstände mit CNC-Maschinen.
Anwendungen: Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit wird Messing in der Sanitärtechnik verwendet. Außerdem hat Messing eine hohe elektrische Leitfähigkeit. Deshalb kann man es für die Herstellung von Schaltern, Steckern und Klemmen verwenden. Und schließlich ist es aufgrund seiner magnetischen Eigenschaften ideal für die Luft- und Raumfahrt sowie für Verteidigungssysteme.
5- Kupfer
Kupfer ist ein rötlich-oranges Metall, das aufgrund seiner höheren Duktilität für seine leichte Verarbeitbarkeit bekannt ist. Deshalb kann man es für die Herstellung komplexer Formen durch CNC-Bearbeitung verwenden. Außerdem ist kein anderes Metall ein so guter Wärme- und Stromleiter wie Kupfer. Es kann Wärme schnell aufnehmen und weiterleiten und eignet sich daher hervorragend für die Herstellung thermischer Teile. Außerdem ist Kupfer aufgrund der Patinaschicht von Natur aus korrosionsbeständig. So kann es mit verschiedenen rauen, feuchten und salzigen Umgebungen umgehen.
Anwendungen: Aufgrund seiner ausgezeichneten elektrischen Leitfähigkeit ist Kupfer ideal für die Herstellung von Schaltkreisen und Steckverbindern. Außerdem wird es aufgrund seiner natürlichen antimikrobiellen Eigenschaften in medizinischen Geräten verwendet. Es wird in Kühlern und Steckverbindern in der Automobil- und Luftfahrtindustrie verwendet.
6- Titan
Titan ist einer der wichtigsten Werkstoffe für die CNC-Bearbeitung. Obwohl es so stark ist wie Stahl, ist es sehr leicht. Deshalb kann es problemlos mit CNC-Maschinen bearbeitet werden. Darüber hinaus ist Titan auch für seine hohe Haltbarkeit bekannt. Wenn Sie es einmal bearbeitet haben, halten die Teile mehrere Jahre. Außerdem ist Titan sehr hitzebeständig. Es kann also der Reibungshitze bei der Bearbeitung standhalten und schmilzt nicht.
Anwendungen: Titan hat eine höhere Biokompatibilität. Daher wird es für die Herstellung von Knochenschrauben, Platten und Zahnimplantaten verwendet. Außerdem kann es gut mit aggressiven Chemikalien umgehen. Deshalb wird es in der chemischen Industrie für die Herstellung von Ventilen und Behältern verwendet. Und schließlich wird Titan in der Marine-, Militär- und Automobilindustrie für verschiedene Teile verwendet.
7- Kunststoffe
Kunststoff ist das am einfachsten zu handhabende und kostengünstigste Material, das bei der CNC-Bearbeitung verwendet wird. Er ist leicht und flexibel und daher einfach zu formen und zu bearbeiten. Deshalb ist es vor allem für Prototypen und Produkttests ideal. Außerdem erzeugt es aufgrund seiner glatten Oberfläche weniger Reibung, was den Werkzeugverschleiß verringert. Bei der CNC-Bearbeitung werden verschiedene Arten von Kunststoffen verwendet; einige von ihnen sind:
- ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol): Stark und zäh
- POM (Delrin oder Acetal): Hohe Festigkeit und geringer Anteil
- Nylon: Gute Formbeständigkeit
- Polycarbonat (PC): Transparent und stabil
- PTFE (Teflon): Hitzebeständig und gleitfähig
Anwendungen: Aufgrund ihrer nichtmetallischen Beschaffenheit sind Kunststoffe sehr korrosionsbeständig. Daher werden sie in Teilen der Automobil- und Luftfahrtindustrie verwendet. Darüber hinaus werden sie auch in chirurgischen Werkzeugen, Klammern und Gehäusen in der medizinischen Industrie verwendet. Und schließlich ist Kunststoff ein Isolator für Elektrizität. Daher können Sie ihn für Isolierteile und Leiterplattenabdeckungen verwenden.
8- Werkzeugstahl
Werkzeugstahl ist eine besondere Art von robustem und hartem Stahl. Er wird "Werkzeugstahl" genannt, weil er hauptsächlich für die Herstellung verschiedener Werkzeuge wie Matrizen und Gussformen verwendet wird. Ich habe dieses Material aus mehreren Gründen bei der CNC-Bearbeitung verwendet. Ein Hauptgrund ist seine Formbeständigkeit. Das bedeutet, dass es bei der maschinellen Bearbeitung enge Toleranzen einhält und stabil bleibt. Außerdem kann hochwertiger Werkzeugstahl hohen Temperaturen widerstehen und lässt sich durch Hitze leicht verformen.
Anwendungen: Werkzeugstahl wird für die Herstellung von Bohrern, Fräsern und Drehwerkzeugen verwendet. Aufgrund seiner engen Toleranzen wird er auch bei der Herstellung von Gesenken und Formen für hohe Präzision verwendet. Auch für Teile von Industriemaschinen wie Nocken und Lager wird dieser Werkstoff verwendet.
9- Magnesium
Magnesium ist ein weiteres Spitzenmaterial für die CNC-Bearbeitung. Es ist das leichteste Material, sogar 30% leichter als Aluminium. Sein geringes Gewicht bedeutet jedoch nicht, dass es schwach ist; es hat ein gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Das bedeutet, dass Magnesium leicht und dennoch stabil ist, sich leicht bearbeiten lässt und Zeit und Kosten spart. Außerdem hat es vibrationsdämpfende Eigenschaften, die die Genauigkeit bei der Bearbeitung gewährleisten.
Anwendungen: Das geringe Gewicht von Magnesium macht es ideal für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Es wird zum Beispiel für Sitzrahmen und andere leichte Strukturen verwendet. Außerdem wird es in Kameras, Telefonen und Laptopgehäusen in der Elektronik verwendet. Auch in medizinischen Geräten wird Magnesium für Rahmen und Stützen verwendet.
10- Zink
Zink ist ein Allrounder in der CNC-Bearbeitung, wenn es um Präzision und Leichtigkeit geht. Obwohl es nicht so bekannt ist wie Aluminium und Stahl, kann es dennoch für kleine, detaillierte Teile verwendet werden. Zink ist leicht, weich und lässt sich einfach schneiden und formen, was Zeit und Werkzeugverschleiß reduziert. Darüber hinaus bietet bearbeitetes Zink ein glänzendes und feines Aussehen, das sich ideal für dekorative Gegenstände eignet. Und schließlich ist es formstabil und erreicht enge Toleranzen, so dass es für Teile mit komplexer Geometrie verwendet werden kann.
Anwendungen: Zink wird in Automobilteilen zur Herstellung von Vergasern, Griffen und Halterungen verwendet. Es wird auch in Elektronikgehäusen verwendet, um Stecker und Ladegeräte herzustellen. Außerdem wird Zink in Ventilen und Armaturen verwendet, um den Wasserdurchfluss zu steuern. Wegen seines glänzenden Aussehens wird es auch für Kunst und Dekoration verwendet, z. B. für Kunsthandwerk, Skulpturen und Kundenabzeichen.
Wichtige Überlegungen bei der Auswahl des Materials für die CNC-Bearbeitung
Ob Metall oder Kunststoff, jedes Material verhält sich unter der CNC-Maschine anders. Wenn Sie sich für das falsche Material entscheiden, werden Sie unerwünschte Ergebnisse, wie z. B. Werkzeugverschleiß, erzielen. Bevor Sie also eine endgültige Entscheidung treffen, sollten Sie einige Überlegungen anstellen, die Sie berücksichtigen müssen.
- Stärke und Langlebigkeit: Zunächst sollten Sie die Festigkeit der einzelnen Materialien kennen. Wenn Sie ein Teil wollen, das hohem Druck standhalten kann, sollten Sie bei der Festigkeit keine Kompromisse eingehen. Entscheiden Sie sich für Titan, Edelstahl und Kohlenstoffstahl, wenn es um Festigkeit geht.
- Gewicht: Berücksichtigen Sie das Gewicht Ihres Projekts. Wenn Ihr Projekt zum Beispiel eine hohe Festigkeit, aber ein geringes Gewicht erfordert, sollten Sie Aluminium verwenden. Wenn das Gewicht jedoch keine Rolle spielt, können Sie Messing und Edelstahl wählen.
- Bearbeitbarkeit: Dies bezieht sich darauf, wie leicht Sie die Materialien verarbeiten können. Einige Materialien, wie Kunststoff, Aluminium und Messing, lassen sich leicht bearbeiten. Einige Werkstoffe, z. B. Titan und Inconel, sind jedoch schwieriger zu bearbeiten und verursachen Werkzeugverschleiß. Daher sollten Sie leicht zu bearbeitende Werkstoffe wählen, um Zeit und Geld zu sparen.
- Verfügbarkeit und Vorlaufzeit: Einige Materialien sind leicht verfügbar. Sie können diese Materialien finden, wenn Sie sie brauchen. Bei anderen hingegen ist die Beschaffung zeitaufwändig und mühsam. Wenn Sie also unter Zeitdruck arbeiten müssen, sollten Sie leicht verfügbare Materialien bevorzugen.
- Kosten und Erschwinglichkeit: Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Preise. Bevor Sie sich also für ein Material entscheiden, sollten Sie Ihr Budget im Auge behalten. Aluminium, Kunststoff und unlegierter Stahl sind zum Beispiel kostengünstige Optionen. Titan, rostfreier Stahl und Superlegierungen sind dagegen teuer.
Schlussfolgerung
Die CNC-Bearbeitung eröffnet unendlich viele Möglichkeiten bei der Herstellung von Produkten. Die Qualität dieser Produkte hängt jedoch stark von dem Material ab, das Sie für die CNC-Bearbeitung wählen. Das falsche Material kann die Zeit ruinieren und Geld verschwenden. Ich habe die 10 wichtigsten Werkstoffe für die CNC-Bearbeitung und ihre Anwendungen besprochen.
Jedes Material hat einzigartige Eigenschaften, von leichtem Aluminium und Magnesium bis zu schwerem Messing und Kupfer. Außerdem erfüllen alle diese Werkstoffe unterschiedliche Aufgaben in verschiedenen Branchen. Bevor Sie also das endgültige Material für die Bearbeitung auswählen, sollten Sie einige Faktoren berücksichtigen. So sollten Sie beispielsweise Ihre Projektanforderungen, die Materialpreise, die Festigkeit und das Gewicht bewerten.