Aluminiumfräsen bedeutet, mit Fräsmaschinen und Schneidwerkzeugen Material von einem Aluminiumwerkstück abzutragen und die gewünschte Geometrie, Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheit zu erzeugen. Es ist eines der gängigsten Bearbeitungsverfahren für Aluminiumteile, da es sowohl für einfache als auch für komplexe Konstruktionen eine hohe Präzision, Flexibilität und Effizienz bietet.
In diesem Leitfaden erfahren Sie, was gewalztes Aluminium bedeutet, warum Aluminium sich gut zum Fräsen eignet, welche Maschinen und Werkzeuge üblicherweise verwendet werden und wie der Fräsprozess Schritt für Schritt abläuft.
Was is Aluminiumwalzwerk?
Aluminiumfräsen bedeutet die Bearbeitung eines Aluminiumwerkstücks durch kontrolliertes Abtragen von Material mit einem rotierenden Schneidwerkzeug. Dieses Verfahren wird häufig zur Herstellung von ebenen Flächen, Taschen, Nuten, Konturen, Bohrungen, Befestigungselementen und anderen Präzisionsdetails eingesetzt, die für funktionale oder strukturelle Bauteile benötigt werden.
- Typische Toleranzen von ±0.01 mm bis ±0.05 mm
- Übliche Oberflächenrauheit von Ra 0.8–3.2 μm
- Typischer CNC-Drehzahlbereich von 8,000–24,000 U/min
- Geeignet für Aluminium 6061, 6063 und 7075
- Geeignet für Prototypen und die Produktion mittlerer Stückzahlen
- Unterstützt Taschen, Schlitze, Löcher und Konturen
Warum eignet sich Aluminium zum Fräsen?
Aluminium eignet sich gut zum Fräsen, da es relativ leicht zu bearbeiten ist, eine gute Bearbeitungseffizienz ermöglicht und in vielen Branchen eingesetzt werden kann, in denen Gewicht, Aussehen, Leitfähigkeit oder Korrosionsverhalten eine Rolle spielen. Aufgrund dieser Bearbeitungsvorteile ist es ein häufig gewähltes Material für kundenspezifische CNC-Teile.
Geringes Gewicht und gute Bearbeitbarkeit
Einer der größten Vorteile von Aluminium ist sein deutlich geringeres Gewicht im Vergleich zu Stahl bei gleichzeitig guter mechanischer Leistungsfähigkeit. Dadurch ist es attraktiv für Produkte, bei denen eine Gewichtsreduzierung die Funktion, die Handhabung, die Transporteffizienz oder die allgemeine Designflexibilität verbessert.
Die gute Bearbeitbarkeit ist ebenfalls ein großer Vorteil. Viele Aluminiumsorten erzeugen gute Spanbildung und lassen sich mit relativ hohen Geschwindigkeiten bearbeiten. Dies trägt zur Steigerung der Produktivität bei, insbesondere bei der Prototypen- und Serienfertigung.
Gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
Aluminium wird aufgrund seines günstigen Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht in vielen technischen Bauteilen eingesetzt. Obwohl es Stahl nicht in allen Konstruktionsanwendungen ersetzen kann, eignet es sich hervorragend für Gehäuse, Rahmen, Halterungen, Verkleidungen, Montageteile, Tragkonstruktionen und leichte Maschinenkomponenten.
Für viele Designer ist es gerade diese Ausgewogenheit, die Aluminium so attraktiv macht. Es ist robust genug für viele funktionale Anwendungen, aber dennoch leicht genug, um das Systemgewicht zu reduzieren.
Weit verbreitet in Industrieteilen
Das Fräsen von Aluminium findet in einer Vielzahl von Industrieteilen Anwendung, darunter:
- Gehäuse
- Wand- und Deckenhalterungen
- Grundplatte
- Maschinenabdeckungen
- Temperatur fällt
- Strukturrahmen
- Roboterkomponenten
- Elektronikgehäuse
- Beschläge für die Luft- und Raumfahrt
- Kfz-Ersatzteile
Diese breite Anwendung ist einer der Gründe, warum das Fräsen von Aluminium nach wie vor eine Kernleistung in der Kundenfertigung darstellt. CNC-Bearbeitungsfertigung.
Welche Maschinen und Werkzeuge werden zum Fräsen von Aluminium verwendet?
Die Maschinen und Werkzeuge, die zum Fräsen von Aluminium eingesetzt werden, umfassen üblicherweise CNC-Fräsmaschinen, Hochgeschwindigkeitsspindeln, Hartmetall-Schneidwerkzeuge, Bohrwerkzeuge, Planfräser und stabile Spannsysteme. Die richtige Maschinenkombination beeinflusst sowohl die Produktivität als auch die Teilequalität.
CNC-Fräsmaschinen
CNC-Fräsmaschinen sind die Standardausrüstung für die Aluminiumbearbeitung in der modernen Fertigung. Sie werden bevorzugt, da sie programmierte Bewegungen präzise ausführen und reproduzierbare Ergebnisse bei Prototypen, Kleinserien und Serienfertigung liefern.
Zu den gängigen Maschinentypen gehören:
- 3-Achs-CNC-Fräsmaschinen
- 4-Achs-CNC-Fräsmaschinen
- 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen
- Vertikale Bearbeitungszentren
- Horizontale Bearbeitungszentren
Für einfachere Aluminiumteile reichen oft 3-Achs-Maschinen aus. Bei komplexeren Teilen mit mehreren Flächen oder Winkeln kann die 4- oder 5-Achs-Bearbeitung die Rüstzeiten verkürzen und die Genauigkeit verbessern.
Gängige Schneidwerkzeuge für Aluminium
Schneidwerkzeuge für Aluminium werden üblicherweise nach Schärfe, Spanabfuhr und gleichbleibender Schnittleistung ausgewählt. Aluminium lässt sich zwar ähnlich schwer wie gehärteter Stahl bearbeiten, neigt aber zu Spanverklebung und Aufbauschneiden, weshalb die Werkzeuggeometrie eine wichtige Rolle spielt.
Werkzeuge zur Aluminiumbearbeitung weisen häufig folgende Merkmale auf:
- Scharfe Schnittkanten
- Polierte Flöten
- Geometrie, die für Nichteisenmetalle geeignet ist
- Hartmetallkonstruktion für bessere Verschleißfestigkeit
- Beschichtungen, wenn sie für den Spanfluss oder die Wärmeregulierung vorteilhaft sind
Eine ungeeignete Werkzeugwahl kann zu Verklemmungen, schlechter Oberflächengüte, Rattern oder Gratbildung führen, selbst wenn das Material an sich leicht zu bearbeiten ist.
Bohrer, Schaftfräser und Planfräser
Für unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben werden verschiedene Werkzeuge verwendet. Die Auswahl des richtigen Werkzeugs trägt zur Verbesserung der Genauigkeit, Oberflächenqualität und Produktionseffizienz bei. Zu den am häufigsten verwendeten Werkzeugen für Aluminiumteile zählen Bohrer, Schaftfräser und Planfräser.
- Bohrer werden für Durchgangslöcher, Vorbohrungen und vorbereitete Merkmale zum Gewindeschneiden oder Befestigen verwendet.
- Schaftfräser sind die gebräuchlichsten Werkzeuge für die Aluminiumbearbeitung, da sie Nuten, Konturen, Taschen, Stufen und allgemeine Profile schneiden können.
- Planfräser werden eingesetzt, um größere ebene Flächen effizient zu bearbeiten. Sie eignen sich besonders gut zur Vorbereitung von Werkstückflächen oder zur Bearbeitung breiter Referenzflächen.
In vielen realen Projekten können bei einem einzigen Bearbeitungszyklus alle drei Kategorien eines Aluminiumbauteils zum Einsatz kommen.
Werkstückspann- und Vorrichtungswerkzeuge
Die Werkstückspannung ist einer der wichtigsten Aspekte beim Aluminiumfräsen, da eine unzureichende Spannung Bewegungen, Verformungen oder Vibrationen verursachen kann. Aluminiumteile, insbesondere dünnwandige oder wenig steife Teile, verformen sich bei ungenauer Spannung leichter als dicke Stahlblöcke.
Zu den gängigen Methoden der Werkstückspannung gehören:
- Maschinenschraubstöcke
- Weiche Backen
- Befestigungsplatten
- Vakuumvorrichtungen
- Modulare Klemmen
- Kundenspezifische Vorrichtungen für die Serienfertigung
Eine gute Vorrichtung verbessert die Maßgenauigkeit, reduziert Vibrationen und trägt zur Aufrechterhaltung der Teilestabilität beim Schruppen und Schlichten bei.
Wie fräst man Aluminium Schritt für Schritt?
Das schrittweise Fräsen von Aluminium umfasst üblicherweise die Planung des Werkstücks, die Vorbereitung des Rohmaterials, das Einspannen des Werkstücks, die Auswahl der Werkzeuge, die Einstellung der Schnittparameter, den Materialabtrag durch Schruppen und Schlichten sowie die abschließende Prüfung und Reinigung des fertigen Werkstücks. Jeder Schritt trägt zur Bearbeitungsqualität bei.
Teilekonstruktion und Prozessplanung
Der erste Schritt besteht darin, die Bauteilkonstruktion zu verstehen. Ingenieure prüfen die Zeichnung oder das CAD-Modell, um wichtige Merkmale, Toleranzanforderungen, Erwartungen an die Oberflächenbeschaffenheit, Wandstärke, Bohrungstiefen, Eckbedingungen und die Bearbeitbarkeit zu ermitteln.
Eine gute Planung reduziert das Risiko. Sie hilft bei der Entscheidung, ob das Teil aus einer Platte, einem Block, einem Strangpressprofil oder einem Gussteil gefertigt werden soll, und beeinflusst auch die Werkzeugauswahl, die Vorrichtungskonstruktion und die Bearbeitungsreihenfolge.
Material vorbereitung
Die Materialvorbereitung umfasst die Auswahl der geeigneten Aluminiumlegierung und die Bestätigung der Rohmaterialgröße. Das Rohmaterial kann vor Beginn der Bearbeitung in Rohlinge zugeschnitten werden. In dieser Phase werden je nach Bauteilanforderungen auch Oberflächenbeschaffenheit, Ebenheit und Aufmaß geprüft.
Wird die falsche Werkstoffsorte verwendet, können sowohl das Bearbeitungsverhalten als auch die Eigenschaften des Endprodukts beeinträchtigt werden. Deshalb ist die Werkstoffprüfung ein wesentlicher Bestandteil der Produktionskontrolle.
Werkstückspannung
Das Werkstück wird anschließend so eingespannt, dass es sicher gehalten wird und gleichzeitig Verformungen minimiert werden. Dies ist wichtig, da eine zu lockere Einspannung zu Bewegungen des Werkstücks führen kann, während eine zu starke Einspannung dünnere Aluminiumteile verbiegen kann.
Die Vorrichtung muss zudem ausreichend Werkzeugzugang ermöglichen. Bei vielen Bauteilen ist die Konstruktion der Spannvorrichtung genauso wichtig wie der Werkzeugweg selbst.
Werkzeugauswahl und -einrichtung
Sobald das Werkstück eingespannt ist, werden die Werkzeuge entsprechend den Bearbeitungsmerkmalen und dem Bearbeitungsstadium ausgewählt. Größere Werkzeuge eignen sich zum Schruppen, während kleinere oder schärfere Werkzeuge für die Feinbearbeitung verwendet werden.
Die Werkzeugeinrichtung umfasst:
- die richtigen Werkzeuge laden
- Werkzeuglängen prüfen
- Bestätigung der Werkzeugdurchmesserkorrektur
- Sicherstellen, dass der Werkzeugrundlauf kontrolliert wird
Parametereinstellung
Die Schnittparameter werden anschließend anhand der Aluminiumsorte, des Werkzeugtyps, der Werkstückgeometrie und des Qualitätsziels festgelegt. Zu diesen Einstellungen gehören Spindeldrehzahl, Vorschubgeschwindigkeit, axiale Schnitttiefe, radialer Eingriff, Kühlmitteleinsatz und Werkzeugwegstrategie.
Dieser Schritt hat direkten Einfluss auf die Spankontrolle, die Wärmeentwicklung, die Werkzeugstandzeit, die Zykluszeit und die endgültige Oberflächengüte.
Schruppen und Fertigen
Beim Schruppfräsen wird der Großteil des Materials schnell abgetragen. Ziel ist es, das Werkstück effizient zu formen und gleichzeitig genügend Material für die Endbearbeitung zu erhalten. Das Schlichtfräsen bringt das Werkstück dann auf die endgültigen Abmessungen und verbessert die Oberflächenbeschaffenheit.
Ein häufiger Fehler ist der Versuch, die Endbearbeitung zu aggressiv durchzuführen. Bei der Aluminiumbearbeitung erzielt man eine bessere Oberflächenqualität in der Regel durch einen gleichmäßigen, leichteren und kontrollierteren Schlichtgang, anstatt einfach die Schnittkraft zu erhöhen.
Inspektion und Reinigung
Nach der Bearbeitung wird das Teil geprüft und gereinigt. Die Prüfung kann Maßmessungen, Sichtprüfung, Gratkontrolle, Bohrungsprüfung und Oberflächeninspektion umfassen. Durch die Reinigung werden Späne, Kühlmittelreste und lose Partikel entfernt, die die spätere Montage oder den Lieferzustand beeinträchtigen könnten.
Welche Schnittparameter sind beim Fräsen von Aluminium wichtig?
Die wichtigsten Schnittparameter beim Fräsen von Aluminium sind Schnittgeschwindigkeit, Vorschub, Schnitttiefe und Spanabfuhr. Diese Faktoren beeinflussen maßgeblich die Bearbeitungseffizienz, die Werkzeugstandzeit, die Gratbildung und die Oberflächengüte.
Schneidgeschwindigkeit
Die Schnittgeschwindigkeit ist wichtig, da Aluminium in der Regel schneller bearbeitet werden kann als viele Stahlsorten. Zu hohe Geschwindigkeiten ohne Kontrolle können jedoch zu Hitzeentwicklung und instabilem Schnitt führen. Der optimale Wert hängt von der Legierung, dem Fräserdurchmesser, dem Fräsermaterial, der Spindelleistung und der Art des Schnitts (Schruppen oder Schlichten) ab.
Vorschubgeschwindigkeit
Die Vorschubgeschwindigkeit beeinflusst den Eingriff des Fräsers in das Material. Ist der Vorschub zu gering, schleift das Werkzeug am Material, anstatt sauber zu schneiden, was zu erhöhter Wärmeentwicklung und Aufbauschneiden führt. Ist der Vorschub zu hoch, verschlechtert sich die Oberflächengüte und die Gratbildung nimmt zu.
Eine gleichmäßige Spanbelastung ist im Allgemeinen wichtiger als die Verwendung des höchstmöglichen Vorschubs.
Schnitttiefe
Die Schnitttiefe beeinflusst sowohl die Produktivität als auch die Werkstückstabilität. Größere Schnitttiefen verbessern zwar die Schruppleistung, erhöhen aber auch die Schnittkraft und das Vibrationsrisiko. Bei dünnen Wänden, schmalen Kanten oder Präzisionsflächen sind geringere Schnitttiefen oft vorzuziehen.
Kühlmittel und Spanabfuhr
Die Spanabfuhr ist beim Aluminiumfräsen besonders wichtig, da Späne am Fräser haften bleiben oder in die Oberfläche zurückgeschnitten werden können. Kühlmittel-, Sprühnebel- oder Luftstrahlsysteme helfen, die Späne aus der Schnittzone zu entfernen und Anhaften zu reduzieren.
Eine gute Späneabfuhr hat oft einen direkten Einfluss auf:
- Oberflächenqualität:
- Werkzeugsauberkeit
- Kantenqualität
- Bearbeitungsstabilität
Wie kann man bessere Ergebnisse beim Fräsen von Aluminium erzielen?
Bessere Ergebnisse beim Aluminiumfräsen erzielt man durch die Kombination der richtigen Werkzeuge, Parameter, Vorrichtungen und Prozesssteuerung. Obwohl Aluminium ein gut zerspanbarer Werkstoff ist, können dennoch Qualitätsprobleme auftreten, wenn die Einrichtung nicht optimiert ist.
Verwenden Sie scharfe Werkzeuge für Aluminium
Scharfe Werkzeuge ermöglichen ein sauberes Schneiden von Aluminium, anstatt es zu verschmieren. Dadurch werden Gratbildung, Oberflächenrisse und Wärmeentwicklung reduziert. Speziell für Aluminium entwickelte Werkzeuge erzielen oft bessere Ergebnisse, da ihre Geometrie ein reibungsloseres Ablösen der Spanung begünstigt.
Reduzieren Sie die Kantenbildung
Aufbauschneiden sind eines der häufigsten Probleme bei der Aluminiumbearbeitung. Sie entstehen, wenn Material an der Schneidkante haften bleibt und das Schnittverhalten des Werkzeugs verändert.
Möglichkeiten zur Reduzierung von Kantenablagerungen sind unter anderem:
- Verwendung schärferer Werkzeuge
- Verbesserung der Kühl- oder Schmierung
- Drehzahl und Vorschubbalance anpassen
- Verbesserung der Späneabfuhr
- Abgenutzte Schneidwerkzeuge rechtzeitig ersetzen
Verhindern von Bauteilverformungen
Dünne Aluminiumteile können sich während der Bearbeitung aufgrund von Spannkräften, inneren Spannungen oder Schnittkräften verformen. Eine bessere Prozessplanung trägt häufig dazu bei, dieses Problem zu reduzieren.
Zu den gängigen Ansätzen gehören:
- Ausgewogene Klemmung
- Bearbeitung beider Seiten in einer geplanten Reihenfolge
- Ausreichend Vorrat für die Endbearbeitung übrig lassen
- Verwendung leichterer Endbearbeitungsgänge
- Reduzierung der Kraft in der Nähe dünner Strukturen
Verbessern Sie die Oberflächenbeschaffenheit
Die Oberflächengüte ist wichtig für sichtbare Teile, Dichtflächen, Gleitkontakte und Passbaugruppen. Eine bessere Oberflächengüte wird in der Regel durch eine stabile Werkstückspannung, guten Werkzeugzustand, präzise Schlichtbearbeitung und eine adäquate Spanabfuhr erzielt.
Vibrations- und Ratterkontrolle
Rattern ist ein häufiges Problem beim Aluminiumfräsen, wenn die Aufspannung zu gering ist oder das Werkzeug zu weit herausragt. Es kann sichtbare Spuren hinterlassen, die Werkzeugstandzeit verkürzen und die Genauigkeit beeinträchtigen.
Es wird oft verbessert durch:
- Überhang des Verkürzungswerkzeugs
- Verbesserung der Klemmsteifigkeit
- Einstellen der Spindeldrehzahl
- Verfeinerung der Schrittweiten- und Tiefenwerte
- Verbesserung der Maschineneinrichtungsstabilität
Welche Probleme treten häufig beim Fräsen von Aluminium auf?
Die häufigsten Probleme beim Fräsen von Aluminium sind Materialanhaftungen am Werkzeug, unzureichende Oberflächenrauheit, Grate, Rattermarken und Maßungenauigkeiten. Diese Probleme sind nicht ungewöhnlich. Sie gehören zur realen Bearbeitungskontrolle und sollten durch eine sorgfältige Prozessplanung minimiert werden.
Aluminium klebt am Werkzeug
Das Anhaften von Aluminium am Werkzeug ist ein häufiges Problem, da Aluminium unter Hitze und Reibung an der Schneide haften bleibt. In diesem Fall wird der Schnitt instabil und die bearbeitete Oberfläche kann sich schnell verschlechtern.
Unzureichende Oberflächenrauheit
Eine schlechte Oberflächenrauheit kann durch stumpfe Werkzeuge, Werkzeugvibrationen, ungleichmäßigen Vorschub, unzureichende Kühlmittelzufuhr oder erneutes Zerspanen von Spänen verursacht werden. Sie wird oft an optisch ansprechenden Teilen oder flachen, exponierten Oberflächen deutlicher sichtbar.
Gratbildung
An Aluminiumkanten, Bohrungsaustrittsstellen und dünnen Bauteilen treten häufig Grate auf. Sie mögen klein erscheinen, können aber die Montage, die Sicherheit und das Aussehen des Bauteils beeinträchtigen. Die Gratentfernung ist daher oft Bestandteil der Oberflächenbearbeitung.
Chatter-Marken
Rattermarken deuten auf Instabilität beim Schnitt hin. Diese Marken zeigen sich üblicherweise als wiederkehrende Muster oder Wellen auf der bearbeiteten Oberfläche. Sie treten häufig auf, wenn die Aufspannung zu gering ist oder der Werkzeugeingriff nicht optimal ausbalanciert ist.
Maßungenauigkeit
Maßabweichungen können durch Bewegungen der Vorrichtung, Werkzeugdurchbiegung, Temperaturänderungen, Probleme mit der Maschinenkalibrierung oder falsche Werkzeugkorrekturen entstehen. Bei Präzisionsbauteilen aus Aluminium sind diese Faktoren relevant, da selbst geringe Abweichungen Passung und Funktion beeinträchtigen können.
Welche Aluminiumsorten werden üblicherweise beim Fräsen verwendet?
Zu den am häufigsten beim Fräsen verwendeten Aluminiumsorten gehören 6061, 6063 und 7075. Jede Sorte bietet ein anderes Verhältnis von Bearbeitbarkeit, Festigkeit, Aussehen und Anwendungseignung.
6061 Aluminium
6061 ist eine der am häufigsten verwendeten Aluminiumlegierungen für die CNC-Bearbeitung. Sie bietet gute Bearbeitbarkeit, ausreichende Festigkeit, breite Verfügbarkeit und zuverlässige Leistung in vielen Struktur- und Industrieteilen.
Es wird häufig verwendet für:
- Wand- und Deckenhalterungen
- Gehäuse
- Grundplatte
- Bilderrahmen
- Maschinenkomponenten
6063 Aluminium
6063 wird häufig in der CNC-Bearbeitung eingesetzt, wenn Aussehen, Oberflächenglätte und gute Korrosionsbeständigkeit wichtig sind. Es wird oft für Strangpressprofile verwendet und eignet sich für leichtere Struktur- und Dekorationsanwendungen, ist aber auch für kundenspezifisch gefertigte Bauteile geeignet.
Es wird häufig verwendet für:
- Gehäuse
- Bilderrahmen
- Abdeckplatten
- Architektonische Komponenten
- Leichte Strukturteile
7075 Aluminium
7075 wird häufig in der CNC-Bearbeitung eingesetzt, wenn hohe Festigkeit und bessere mechanische Eigenschaften gefordert sind. Es wird oft für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, bei hohen Belastungen und bei gewichtssensiblen Anwendungen gewählt. Obwohl es im Allgemeinen teurer als 6061 ist, bietet es eine ausgezeichnete Festigkeit für anspruchsvolle Bauteile.
Es wird häufig verwendet für:
- Beschläge für die Luft- und Raumfahrt
- Roboterkomponenten
- Strukturrahmen
- Hochlasthalterungen
- Präzisionsmechanische Teile
Wie die Materialgüte die Fräsleistung beeinflusst
Die Werkstoffgüte beeinflusst die Bearbeitungsleistung durch:
- Stärke
- Chipverhalten
- Neigung zum Graten
- Oberflächenreaktion
- Schnittkraft
- Endanwendungseignung
Deshalb sollte die Wahl der Legierung nicht allein auf der Bearbeitbarkeit basieren. Sie sollte auch den tatsächlichen Leistungsanforderungen des Bauteils entsprechen.
Wann sollte man Aluminium fräsen, anstatt andere Verfahren anzuwenden?
Aluminium sollte gefräst werden, wenn das Bauteil geometrische Flexibilität, präzisere Bearbeitungskontrolle, schnelle Designänderungen oder kundenspezifische Merkmale erfordert, die sich durch reine Umformverfahren nicht effizient herstellen lassen. Fräsen ist besonders nützlich für Prototypen, Entwicklungsteile und die Fertigung kleiner bis mittlerer Stückzahlen.
Im Vergleich zum Abbiegen
Drehen eignet sich am besten für rotierende Teile wie Wellen, Buchsen und Ringe. Fräsen ist die bessere Wahl, wenn das Werkstück ebene Flächen, Nuten, Taschen, komplexe Außenkonturen oder mehrflächige Merkmale aufweist.
Im Vergleich zum Stanzen
Stanzen eignet sich besser für die Fertigung großer Stückzahlen von Blechteilen mit stabiler Geometrie und speziellem Werkzeug. Fräsen ist besser geeignet, wenn das Teil dicker, komplexer, individueller oder noch in der Entwicklung befindliche Teil ist.
Im Vergleich zum Gießen
Gießen ist sinnvoll, wenn eine endformnahe Fertigung und hohe Produktionseffizienz wichtig sind, Fräsen hingegen ist in der Regel besser geeignet für engere Toleranzen, präzisere Merkmale und schnellere Konstruktionsänderungen.
Vergleich mit Extrusion plus Nachbearbeitung
Extrusion eignet sich gut für lange Teile mit konstantem Querschnitt, aber viele extrudierte Aluminiumteile müssen anschließend noch gefräst werden, um Löcher, Endmerkmale, Schlitze, Befestigungsdetails oder lokale Präzisionsflächen zu erhalten.
Häufig gestellte Fragen
Welche Aluminiumsorte eignet sich am besten für die CNC-Fräsung?
6061-T6 ist die gängigste Aluminiumlegierung für die CNC-Fräsbearbeitung, da sie gute Bearbeitbarkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bietet. Ihre Zugfestigkeit beträgt etwa 290 MPa. Für Bauteile mit höheren Festigkeitsanforderungen wird häufig 7075-T6 mit einer Festigkeit von rund 510 MPa verwendet.
Wie verhindert man, dass Aluminium an Schneidwerkzeugen haften bleibt?
Das Festkleben von Aluminium lässt sich durch den Einsatz scharfer Hartmetallwerkzeuge, polierter Schneiden und geeigneter Kühlschmierstoffe reduzieren. Werkzeuge mit zwei oder drei Schneiden verbessern in der Regel den Spanabtransport. Die richtige Spanbelastung und stabile Schnittbedingungen tragen ebenfalls zur Vermeidung von Aufbauschneiden bei.
Welche Spindeldrehzahlen und Vorschubgeschwindigkeiten eignen sich zum Fräsen von Aluminium?
Aluminium wird üblicherweise mit höheren Geschwindigkeiten gefräst als Stahl. Bei Hartmetallwerkzeugen liegen die Schnittgeschwindigkeiten oft zwischen 300 und 1,000 m/min. Ein 6-mm-Schaftfräser kann mit 12,000 bis 18,000 U/min und Vorschüben von etwa 1,000 bis 3,000 mm/min betrieben werden.
Welche Oberflächengüte lässt sich beim Fräsen von Aluminium erzielen?
Standardmäßiges CNC-Fräsen von Aluminium führt häufig zu einer Oberflächenrauheit von etwa Ra 1.6 bis 3.2 µm. Durch Schlichtbearbeitungen und stabile Bearbeitungsbedingungen kann die Oberflächenrauheit auf etwa Ra 0.8 bis 1.6 µm verbessert werden.
Können gefräste Aluminiumteile nach der Bearbeitung eloxiert werden?
Ja, gefräste Aluminiumteile können nach der Bearbeitung anodisiert werden. Legierungen wie 6061 werden häufig verwendet, da sie sich gut anodisieren lassen. Standardmäßig sind die Anodisierungsschichten je nach Anwendung 5 bis 25 µm dick.
Fazit
Das Fräsen von Aluminium ist wichtig, weil es Herstellern eine praktische Möglichkeit bietet, leichte, präzise und vielseitige Teile für unterschiedlichste Branchen herzustellen. Bei optimaler Werkzeugauswahl, Schnittparametern, Spannvorrichtungen, Spankontrolle und Nachbearbeitungsstrategie ermöglicht das Aluminiumfräsen eine hohe Maßgenauigkeit, gute Oberflächenqualität und effiziente Produktion.
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