CNC-Bearbeitung von Aluminium: Leitfaden zur Auswahl von Legierungen (6061/7075/2024...)

Die CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) ist ein unverzichtbarer Prozess in der modernen Fertigung. Sie sorgt für höhere Präzision und kosteneffiziente Fertigungsprozesse. Aluminium ist ein wichtiger und weit verbreiteter Werkstoff, der bei der CNC-Bearbeitung zum Einsatz kommt. Ein wesentliches Merkmal von Aluminium ist sein geringes Gewicht und seine Eignung für bestimmte Produkte. Es ist zudem bekannt für seine Langlebigkeit, Festigkeit und hervorragende Bearbeitbarkeit. Diese Eigenschaften machen es zu einem Material, das in verschiedenen Branchen zum Einsatz kommt. Sie gehören zu den Faktoren, die die Materialauswahl bestimmen.

Die 9 besten Aluminiumlegierungen für die CNC-Bearbeitung (Anwendungen im Vergleich)

 Aluminiumlegierungen sind in verschiedenen Bereichen einsetzbar. Ihre Rolle ist die Kombination aus hohem Festigkeits-/Gewichtsverhältnis und Korrosionsbeständigkeit. Diese Eigenschaften machen Aluminium zu einem einzigartigen und unverzichtbaren Werkstoff, insbesondere in der CNC-Technik. Der CNC-Prozess nutzt Legierungen wie Aluminium, um bestimmte Ergebnisse zu erzielen.

1. 6061 Aluminium

Merkmale

Aluminium 6061 ist eine weit verbreitete und vielseitige Legierung. Ihr Einsatz in der CNC-Bearbeitung bietet zahlreiche Vorteile. Sie bietet ein optimales Gleichgewicht zwischen Festigkeit und hoher Bearbeitbarkeit. In ihrer weit verbreiteten T6-Härte weist Aluminium 6061 in der Regel eine zuverlässige Streckgrenze von etwa 276 MPa (40.000 psi) auf. ^[1]. Darüber hinaus bildet diese Zusammensetzung auf natürliche Weise eine schützende Oxidschicht, wodurch ihre Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion deutlich verbessert wird.

Anwendungen

6061 Aluminium wird für die Herstellung von Strukturbauteilen verwendet. Es wird auch in der Schifffahrts-, Automobil- und Luftfahrtindustrie verwendet. Es wird häufig zur Herstellung von Lkw-Rädern, Fahrradrahmen, Schiffsteilen und Fahrradrahmen verwendet.

Überlegungen zur Bearbeitung

6061 ist leicht zu bearbeiten. Diese Eigenschaft macht es jedoch manchmal schwierig, Oberflächengüten zu erzielen. Es erfordert eine angemessene Schmierung und Kühlung. Die Schmierung ist wichtig, um Überhitzung zu vermeiden und die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern. Das Verfahren kann die Oberflächenbearbeitung in zusätzlichen Spezifikationen zum Prozess hinzufügen.

Wann sollte man 6061 Aluminium wählen? 

Die Legierung ist eine überzeugende Wahl für Bauteile, bei denen es auf eine ausgewogene Zusammensetzung, gute Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit ankommt. Aufgrund seiner hervorragenden Bearbeitbarkeit und seiner vorhersehbaren Eigenschaften eignet sich 6061-Aluminium besonders gut für schneller Prototypenbau. Darüber hinaus ist es nach wie vor eine unverzichtbare Materialwahl für leichte Bauteile und robuste Konstruktionsteile.

2. 7075 Aluminium

Merkmale

Aluminium 7075 ist eine der festesten handelsüblichen Legierungen, die in der Fertigungsindustrie erhältlich sind. Bei einer Wärmebehandlung auf den T6-Zustand erreicht sie eine enorme Zugfestigkeit von über 572 MPa (83.000 psi) und entspricht damit vielen Baustahlsorten oder übertrifft diese sogar. ^[2]. Dennoch führt der hohe Zink- und Kupfergehalt im Vergleich zur 6061er-Serie zu einer geringeren natürlichen Korrosionsbeständigkeit. Das Material weist zudem eine geringere Zerspanbarkeit auf, was jedoch durch seine hohe Festigkeit ausgeglichen wird.

Anwendungen

7075-Aluminium ist in der Luft- und Raumfahrtindustrie, einschließlich Militär und Werkzeugbau, unverzichtbar. Es wird für Produkte wie Flugzeugtragflächen, Sportgeräte wie Mountainbike-Rahmen und Golfschläger sowie für Rumpfstrukturen verwendet. Festigkeit und Gewicht gehören zu den bestimmenden Faktoren für seine Anwendung.

Überlegungen zur Bearbeitung

Die Bearbeitung von 7075-Aluminium erfordert besondere Sorgfalt. Die hohe Festigkeit kann zu Verschleiß führen. Die Bearbeitung von 7075-Aluminium erfordert eine strenge Parametersteuerung. Die extreme Festigkeit des Werkstoffs beschleunigt den Werkzeugverschleiß und die Wärmeentwicklung. Um präzise Ergebnisse zu erzielen und die Standzeit der Werkzeuge zu verlängern, müssen Zerspaner hochwertige, beschichtete Hartmetall-Schneidwerkzeuge in Verbindung mit optimierten Vorschubgeschwindigkeiten und einer stabilen Werkstückspannung einsetzen. 

Wann sollte man 7075 Aluminium wählen?

Die Wahl von 7075 Aluminium hängt von vielen Faktoren ab. Bei der CNC steht die Abnutzung im Vordergrund. Dennoch ist dieser Faktor entscheidend für Anwendungen, die seine Einbeziehung in den Prozess erfordern.

3. 2024 Aluminium

Merkmale

Das Aluminium 2024 ist bekannt für sein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Das macht es anderen Legierungen überlegen. Es ist bekannt für seine Anwendung in der Luft- und Raumfahrt.

Anwendungen

2024 Aluminium wird hauptsächlich im Flugzeugbau verwendet. Die üblichen Bauteile sind der Rumpf, die Tragflächen und die wesentlichen tragenden Teile. Es wird auch bei der Herstellung von Militärfahrzeugen verwendet. Die Präzision von Militärfahrzeugen hängt von der Qualität und der Fähigkeit ab, Schutzbeschichtungen herzustellen. Die Produkte erfordern Materialien mit hoher Festigkeit und geringer Ermüdungsbeständigkeit.

Überlegungen zur Bearbeitung

Die Bearbeitung von 2024 Aluminium kann aufgrund verschiedener Faktoren zahlreiche Herausforderungen mit sich bringen. Die Werkstoffe werden bei der Bearbeitung gelegentlich kaltverfestigt. Eine ordnungsgemäße Schmierung und Kühlung sind ebenfalls von entscheidender Bedeutung, um eine Überhitzung zu vermeiden. Die Verwendung scharfer Werkzeuge und die Beherrschung der Schnittgeschwindigkeit sind entscheidend, um den Werkzeugverschleiß zu vermeiden.

Wann sollte man sich für Aluminium 2024 entscheiden?

 Das Aluminium 2023 eignet sich für Teile, die eine hohe Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit erfordern. Teile für die Luft- und Raumfahrt sind ein Hauptabnehmer von 2024-Aluminiumprodukten. Es eignet sich auch für Produkte, die starken Belastungen ausgesetzt sind.

4. 5052 Aluminium

Merkmale

Die Aluminiumlegierung 5052 wird für die Herstellung von Werkzeugen verwendet, die weniger Widerstand leisten. Sie ist vor allem in der Meeresumwelt einsetzbar. Sie bietet eine mäßige Festigkeit. Es ist auch formbar, aber nicht so stark wie 6061 und 7075.

Anwendungen

Es wird für die Herstellung von Kraftstofftanks in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie verwendet. Es ist ein wichtiger Werkstoff für die Herstellung von Schiffskomponenten wie Deckplatten und Bootsrümpfen. Auch beim Bau von Druckbehältern spielt es eine wichtige Rolle. Standardmäßig wird das Produkt in Tanks und Behältern eingesetzt. Die Widerstandsfähigkeit des Produkts ist in einer feuchtigkeits- und salzhaltigen Umgebung unerlässlich. Sie ist auch für die Konstruktion von Architekturprodukten von entscheidender Bedeutung. Für Dachplatten und Außenverkleidungen in Küstenregionen wird Aluminium 5052 verwendet.

Überlegungen zur Maschine

Das Aluminium 5052 ist relativ einfach und leicht zu bearbeiten. Allerdings kann es bei unzureichender Schmierung eine raue Oberfläche aufweisen. 5052 ist korrosionsbeständig und eignet sich daher für den Einsatz in Bereichen, in denen die Produkte rauen Umgebungen ausgesetzt sind.

Wann sollte man 5052 Aluminium wählen?

5052-Aluminium ist für korrosionsbeständige Produkte geeignet. Sind die Beschichtungsprodukte, die es benötigen, in chemischen und maritimen Umgebungen einsetzbar? Es bietet mäßige Festigkeit, und Korrosionsbeständigkeit ist von großer Bedeutung.

5. 6082 Aluminium

Merkmale

6082 ist eine hochfeste Legierung, die für strukturelle Anwendungen unerlässlich ist. Sie bietet eine hervorragende Bearbeitung, Korrosionsbeständigkeit und hohe Festigkeit. Sie ist stärker als das 6061er Aluminium, aber weniger stark als das 7075er.

Anwendungen

Die Legierung 6082 wird in großem Umfang beim Bau massiver Bauteile eingesetzt. Sie ist unverzichtbar für die Herstellung robuster tragender Teile wie Träger und Hochleistungsrahmen. Sie trägt zur Festigkeit von Bauwerken und Maschinen bei. In der Transportbranche ist sie unverzichtbar für die Herstellung von Brücken, Schienen und hochbelastbaren Bauteilen. Automobilkomponenten spielen dabei eine Schlüsselrolle, da sie eine moderate Festigkeit und eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweisen.

Überlegungen

Der Bearbeitungsprozess konzentriert sich auf die Festigkeit und die Leichtigkeit der Bearbeitung. Das Aluminium 6082 lässt sich mäßig gut bearbeiten und bietet eine effektive Oberflächenbearbeitung.

Wann sollten Sie sich für Aluminium 6082 entscheiden?

6082 Aluminium eignet sich für Produkte, bei denen es auf die Bearbeitbarkeit ankommt. Wie andere Metalle ist es auch die beste Wahl für Teile, die in hohen Stückzahlen gefertigt werden und enge Toleranzen aufweisen. Es ist ideal für komplizierte und kleine Teile, die in kürzester Zeit hergestellt werden müssen.

6. 2011 Aluminium

Merkmale

2011 war Aluminium eine Legierung, die häufig wegen ihrer guten Bearbeitbarkeit verwendet wurde. Es ist eine der am einfachsten zu bearbeitenden Aluminiumlegierungen und die beste Wahl für komplizierte Konstruktionen. Allerdings ist es weniger korrosionsbeständig. Im Vergleich zu anderen Legierungen ist es jedoch schwach. Für die meisten Teile ist es ein Hauptmaterial für die maschinelle Bearbeitung.

Anwendungen

Das Aluminium des Jahres 2011 ist für die Herstellung von Präzisionskomponenten unerlässlich. Einige Produkte sind Lager, komplizierte Teile und Zahnräder. Aufgrund seiner hohen Präzision und Detailgenauigkeit wird es für die Herstellung von Maschinenteilen verwendet. Das letzte Element sind hochpräzise Werkzeuge, die ein hohes Maß an Bearbeitbarkeit und enge Toleranzen erfordern.

Überlegungen zur maschinellen Bearbeitung

Die Aluminiumlegierung „Solid 2011“ lässt sich sehr gut bearbeiten. Sie eignet sich hervorragend für Produkte, die schnelle und präzise Zerspanungsvorgänge erfordern. Sie ist für Produkte geeignet, die eine hochpräzise Bearbeitung erfordern. Allerdings weist sie eine geringere Korrosionsbeständigkeit auf. Für Produkte, die in rauen Umgebungen eingesetzt werden, ist sie daher nicht ideal.

Wann sollten Sie sich für Aluminium 2011 entscheiden?

2011 Aluminium eignet sich für Produkte, bei denen es auf die Bearbeitbarkeit ankommt. Es ist auch die beste Wahl für Teile, die in hohen Stückzahlen gefertigt werden und enge Toleranzen aufweisen. Es ist die beste Wahl für komplizierte und kleine Teile, die in kürzester Zeit gefertigt werden müssen.

7. MIC6

Merkmale

MIC 6 ist eine Aluminiumgusslegierung, die für Produkte mit hoher Stabilität und Bearbeitbarkeit verwendet wird. In der Regel erfordern Teile enge Toleranzen und die Hersteller wünschen sich Stabilität über einen längeren Zeitraum.

Anwendungen

Die MIC6 wird in der Regel für die Herstellung von Präzisionsformen verwendet, z. B. für Guss- und Spritzgussformen. Sie eignet sich auch für Werkzeugkomponenten, einschließlich Vorrichtungen und Halterungen. Bei Teilen für die Luft- und Raumfahrt schließlich ist die MIC6 für Produkte geeignet, die eine hohe Maßhaltigkeit erfordern.

Überlegungen zur maschinellen Bearbeitung

Die MIC6 ist ideal für Teile, die ein Höchstmaß an Genauigkeit erfordern. Sie wird häufig in Bereichen eingesetzt, in denen die Teile hohe Toleranzen einhalten müssen. Die Werkzeuge, Formen und Komponenten von Luft- und Raumfahrtprodukten sind der Schlüssel zur Präzision. Dies erfordert, dass sich die CNC-Bearbeitung auf die Spezifikation und alle neu entstehenden Anforderungen an die Teile konzentriert.

8. A380 Aluminium

Merkmale

Das Aluminium A380 eignet sich für die Herstellung von Automobilteilen. Typische Produkte aus dieser Legierung sind Getriebegehäuse, Motorblöcke und andere robuste Automobilteile. Es ist auch ideal für die Herstellung von Computerteilen. Übliche Computerteile aus A380 sind Telefone, Computer und Unterhaltungselektronik. Das A380-Aluminium ist auch für Produkte der Luft- und Raumfahrt geeignet. Unkritische Komponenten wie Halterungen und Gehäuse werden aus dem A380 hergestellt.

Überlegungen zur Bearbeitung

A380 wird in erster Linie als Standard-Druckgusslegierung und nicht als Strangpressprofil hergestellt. Daher sind CNC-Bearbeitungsvorgänge an A380 in der Regel der präzisen Nachbearbeitung bereits gegossener Bauteile vorbehalten. Die Bediener müssen scharfe Werkzeuge verwenden, um Oberflächenrisse während dieser sekundären Zerspanungsvorgänge zu vermeiden. Das Aluminium A380 kann aufgrund des Gussverfahrens und seiner Zusammensetzung Einschränkungen bei der Teilefertigung aufweisen. Scharfe Werkzeuge sind entscheidend, um Risse zu vermeiden, und die Schnittgeschwindigkeiten müssen kontrolliert werden, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Wann sollte man sich für A380-Aluminium entscheiden?

A380-Aluminium ist ein wichtiges Werkzeug für hochfeste Gussteile. Ziel ist es, eine gute Bearbeitbarkeit zu erreichen und weniger auf Korrosionsbeständigkeit zu achten.

9. 1100 Aluminium

Merkmale

1100er Aluminium ist ein handelsübliches Material. Es eignet sich für die Herstellung von Produkten, die Korrosionsbeständigkeit erfordern. Es ist auch entscheidend für eine gute Formbarkeit. Obwohl 1100 Aluminium eine geringere Festigkeit als andere Legierungen hat, ist es für Produkte, die Festigkeit erfordern, effektiv.

Anwendungen

1100 Aluminium ist für die Herstellung von architektonischen Komponenten wie Fassaden, Dächern und Verkleidungen unerlässlich. Es ist auch für die Herstellung von Wärmetauschern von entscheidender Bedeutung. Standardprodukte sind HVAC und verschiedene Kühlsysteme. Das letzte Bauteil aus 1100er Aluminium ist die Lebensmittelverarbeitung. Die Legierungen sind bei Küchengeräten und anderen wichtigen Produkten wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit weit verbreitet.

Überlegungen zur maschinellen Bearbeitung

1100er Aluminium ist für die spanende Bearbeitung geeignet. Es bietet hervorragende Oberflächen. Es bietet jedoch nur eine geringe Festigkeit und ist für Anwendungen mit hoher Beanspruchung weniger geeignet.

Wann sollte man sich für 1100 Aluminium entscheiden?

Die Wahl von 1100er Aluminium ist für Produkte, die eine effektive Korrosionsbeständigkeit erfordern. Es ist auch für die Verformbarkeit üblich. Es ist jedoch weniger kritisch bei Anwendungen, bei denen die Festigkeit weniger wichtig ist.

Vergleich von Aluminium-Legierungen in der CNC-Bearbeitung

Zu den üblichen Eigenschaften gehören Korrosionsbeständigkeit, Bearbeitbarkeit und Festigkeit. Aluminiumlegierungen werden aufgrund ihrer wünschenswerten Eigenschaften häufig für die CNC-Bearbeitung verwendet. Dieses Verfahren erfordert jedoch eine fortschrittlichere Ausrüstung, z. B. für Präzisionsmessungen und Werkzeugschneiden..

Vergleich der Festigkeit von Aluminiumlegierungen

• Das Aluminium 7075 und 2024:  Die Legierung ist aufgrund ihrer einzigartigen Festigkeit geeignet und wird bevorzugt eingesetzt. Sie enthält Zink als Hauptbestandteil und findet in Produkten für den Militär- und Luftfahrtbereich Anwendung. Das Aluminium 7075 weist ähnliche Eigenschaften wie das Aluminium 2024 auf, das ebenfalls eine hervorragende und hohe Festigkeit aufweist. Das Aluminium 2024 enthält Kupfer als primäres Legierungselement, wodurch es eine hohe Zugfestigkeit erreicht. Die Aluminiumlegierungen 2024 und 7075 werden zur Herstellung von Flugzeugbauteilen und anderen Strukturkomponenten verwendet. Allerdings weist die Aluminiumlegierung 2024 eine geringere Korrosionsbeständigkeit auf als die Aluminiumlegierung 7075. Um die Beständigkeit zu verbessern, ist die Zugabe weiterer Materialien erforderlich.
• 6061 Aluminium: Im Gegensatz zu den Aluminiumsorten 7075 und 2024 bietet 6061 eine moderate Festigkeit. Im CNC-Fertigungsprozess ist es eine der vielseitigsten Legierungen. Dennoch hat es ein beeindruckendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Aluminium wird bei der Herstellung von Strukturbauteilen, in der Schifffahrt und in der Automobilindustrie eingesetzt. Es bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen anderen Eigenschaften und Stärken und ist daher ein wichtiger Werkstoff für Teile, die für allgemeine Zwecke verwendet werden können.
• 1100 Aluminium: Die Aluminiumlegierung 1100 ist die schwächste Aluminiumlegierung in der CNC-Bearbeitung. Sie ist zwar schwach, erweist sich jedoch in Umgebungen mit geringen Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit als effektiv. In Bezug auf die mechanische Festigkeit ist die Aluminiumlegierung 1100 die schwächste Aluminiumlegierung in der CNC-Bearbeitung. Im Gegensatz zu den hochfesten Legierungen 7075 und 2024 wird Aluminium 1100 jedoch gezielt ausgewählt, wenn extreme Verarbeitbarkeit und überlegene Korrosionsbeständigkeit oberste Priorität haben. Es ist jedoch auch in Bereichen mit hoher Formbarkeit unverzichtbar. 
• 5052 Aluminium: Das 5052-Aluminium bietet eine angemessene Korrosionsbeständigkeit bei der CNC-Bearbeitung. Seine Festigkeit ist jedoch im Vergleich zu 7075 und 6061 gering. Es bietet dennoch eine effektive Festigkeit für verschiedene Anwendungen, wie z. B. für Schiffs- und Chemietanks.

Vergleich der Bearbeitbarkeit

Sie bezieht sich auf die Leichtigkeit des Schneidens, der Bearbeitung und der Formgebung des Materials in CNC-Maschinen. Sie ist bei der Materialauswahl aufgrund der einfachen Bearbeitung von entscheidender Bedeutung. Sie wirkt sich direkt auf Zeit, Kosten, Verschleiß und Produktion aus.

• 2011 Aluminium: Die Legierung 2011 ist eine der Legierungen, die sich besonders gut für die Zerspanung eignen. Sie weist einen hohen Kupferanteil auf und bietet hervorragende Zerspanungseigenschaften. Sie ist ideal für Produkte mit komplexen Geometrien und engen Toleranzen. Sie verursacht nur geringen Werkzeugverschleiß und ermöglicht effektive Zerspanungsvorgänge, wodurch eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung möglich ist. Außerdem eignet sie sich für Präzisions- und Effizienzanwendungen.
• 6061 Aluminium: 6061er Aluminium lässt sich leicht bearbeiten. Es benötigt eine kurze Bearbeitungszeit, daher gute Maßgenauigkeit und glatte Endbearbeitung. Es bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Bearbeitbarkeit und Festigkeit und ist daher für verschiedene Teile in unterschiedlichen Branchen geeignet. Dennoch erfordert es andere Teile in verschiedenen Anwendungen.
• 6082 Aluminium: Die Legierung hat die gleichen Bearbeitungseigenschaften wie 6061. Sie bietet jedoch ein hohes Maß an Festigkeit. Sie lässt sich leicht bearbeiten. Die Erhöhung der 6082 kann mehr potente Werkzeuge und Präzision erfordern, um eine Beschädigung der Werkzeuge zu vermeiden. Es ist leicht im Vergleich zu 7075.
• MIC 6 Aluminium: MIC 6 ist eine Aluminiumgusslegierung, die aufgrund ihrer hervorragenden Bearbeitbarkeit und Maßhaltigkeit eingesetzt wird. Glatte Oberflächen und Präzision sind in der Regel der Schlüssel. Übliche Produkte sind Formen und Platten für die Automobilindustrie. MIC 6 bietet eine effektive Oberflächenbearbeitung und ist für eine einfachere Bearbeitung geeignet.
• 7075- und 2024-Aluminium: 7075 und 2024 Aluminium bieten eine hohe Festigkeit und Zähigkeit in der Maschine, verglichen mit der Zähigkeit von 2011 und 6061 Aluminium. Die hohe Festigkeit ist manchmal für erhöhten Verschleiß verantwortlich. Die Hersteller müssen die Schnittparameter wirksam kontrollieren. Nichtsdestotrotz können sie bei der Bearbeitung effektiv sein, verzeihen aber weniger als Legierungen mit geringerer Festigkeit.

Korrosionsbeständigkeit im Vergleich

Korrosionsbeständigkeit ist ein wesentliches Merkmal für Teile, die rauen Umgebungen ausgesetzt sind. Mehr Teile müssen in der Schifffahrt, im Freien und in chemischen Umgebungen einsetzbar sein. Die Zusammensetzung wirkt sich auf den Grad der Korrosion und der Beständigkeit aus. Es ist im Vergleich zu den verschiedenen Arten von Widerstand als andere.

• 1100 Aluminium: Das 1100er Aluminium bietet unter den meisten Legierungen ein hohes Maß an Korrosionsbeständigkeit. Es hat eine geringere Festigkeit und wird nur begrenzt in Bereichen verwendet, in denen die Festigkeit eine untergeordnete Rolle spielt. Es wird häufig für Produkte verwendet, die in der Lebensmittelverarbeitung verarbeitet, gehandhabt und gelagert werden. Es wird auch häufig für dekorative Zwecke verwendet.
• 6061 Aluminium:  Aluminium 6061 bietet eine gute Korrosionsbeständigkeit. Diese ist jedoch geringer als bei den Aluminiumlegierungen 1100 und 5052. Die Legierung eignet sich für Produkte, die im Außenbereich eingesetzt werden, beispielsweise in maritimen Umgebungen, bei Brücken und Gebäuden. Obwohl es für den allgemeinen Einsatz im Freien geeignet ist, ist ungeschütztes 6061 in rauen Meerwasserumgebungen nach wie vor sehr anfällig für galvanische Korrosion. Der Einsatz dieser Legierung unter aggressiven maritimen Bedingungen erfordert geeignete Versiegelungsverfahren, einschließlich Harteloxierung, um ihre Langzeitbeständigkeit erfolgreich zu verbessern.
• 7075 und 2024 Aluminium: Diese beiden hochfesten Legierungen weisen im Vergleich zu den Serien 6061 und 5052 eine relativ geringe natürliche Korrosionsbeständigkeit auf. Diese Anfälligkeit ist darauf zurückzuführen, dass ihre hohen Anteile an den Legierungselementen Kupfer und Zink interne galvanische Zellen bilden, die die Oxidation beschleunigen. Daher benötigen Bauteile, die in rauen Umgebungen eingesetzt werden, unbedingt schützende Oberflächenbehandlungen wie Harteloxierung oder spezielle Lackierungen, um eine schnelle Materialverschleißung zu verhindern. Ohne Beschichtung und Behandlung ist der Einsatz in rauen Umgebungen möglicherweise nicht möglich. Die wichtigsten Beschichtungsverfahren sind Lackierung und Eloxierung, die entscheidend zur Verhinderung von Materialverschleiß beitragen.

CNC-Bearbeitungsablauf für Aluminium

 Der CNC-Bearbeitungsprozess folgt einer Reihe von Schritten. Ziel ist es, die Einhaltung aller Konstruktionsspezifikationen zu gewährleisten.

• Auswahl der Materialien: Der erste Schritt besteht darin, eine geeignete Aluminiumlegierung auszuwählen. Die Wahl muss den erwarteten Eigenschaften entsprechen, einschließlich Beständigkeit, Bearbeitbarkeit und Korrosion.
• Gestaltung und Programmierung: Im zweiten Schritt wird ein präzises digitales CAD-Modell erstellt und in gängige Konstruktionsformate wie STEP-Dateien. In dieser Phase wird zudem moderne CAM-Software eingesetzt, um die optimalen Werkzeugwege zu berechnen, bevor mit dem eigentlichen Fräsen begonnen wird.
• Werkzeugeinrichtung: Der dritte Schritt ist das Einrichten der Werkzeuge. Dabei werden die erforderlichen Bohr-, Gewindebohr-, Schneid- und Endbearbeitungswerkzeuge eingesetzt. Das Material wird präzise bearbeitet. Ziel ist es, die erwarteten Abmessungen einzuhalten.
• Maschinenbedienung: Die CNC-Anlagen führen verschiedene subtraktive Bearbeitungsvorgänge durch, wie beispielsweise Präzisionsbohren, Konturfräsen und die Herstellung von Präzisionsteilen Gewindebohrungen basierend auf den genauen Parametern, die während der Programmierphase festgelegt wurden. Der Prozess umfasst die Drehzahl, die Werkzeugauswahl und die Vorschubgeschwindigkeiten.
• Inspektion: Nach Abschluss des Schneidvorgangs müssen die Qualitätssicherungsingenieure gründliche strukturelle Prüfungen durchführen. Das vorrangige Ziel besteht darin, sicherzustellen, dass alle Maße die vordefinierten Vorgaben genau erfüllen. Annahmevorschriften für CNC-bearbeitete Produkte neben der angegebenen Oberflächenbeschaffenheit.
• Nachbearbeitung: Die letzte Phase ist die Nachbearbeitung, die Beschichtung, Eloxierung und Polierung umfasst.

Aluminium und andere Metalle in der CNC-Bearbeitung

Aluminium hat bei der CNC-Bearbeitung mehr Vorteile als Messing, Stahl und Titan.

• Gewicht: Einer der Vorteile von Aluminium ist sein geringes Gewicht. Es ist leichter als Titan und Stahl. Daher ist es von entscheidender Bedeutung für den Einsatz in Situationen, in denen das Gewicht eine wichtige Rolle spielt.
• Bearbeitbarkeit: Aluminiumlegierungen sind einfacher zu bearbeiten als Metalle wie Stahl und Titan. Diese Eigenschaft ermöglicht es, den Verschleiß bei der Zerspanung zu minimieren und die Produktionszeiten zu verkürzen, was sie für die Massenproduktion unverzichtbar macht.
• Korrosionsbeständigkeit: Aluminium ist besser gegen Korrosion geschützt als andere Metalle. Wenn es eloxiert wird, ist es ideal für Bereiche mit Chemikalien, Salzwasser und Feuchtigkeit.

Es ist auch klar, dass die Festigkeit von Titan- und Stahllegierungen manchmal die von Aluminium übertrifft. Diese Eigenschaft ist in Bereichen mit hohen Belastungen üblich. Für Produkte und Teile, die eine lange Lebensdauer oder besondere Zugfestigkeit erfordern, sind Titan und Stahl besser geeignet.

CNC-Bearbeitungstoleranzen von Aluminiumprofilen

Bei der Bearbeitung von Aluminiumprofilen sind enge Toleranzen einzuhalten. Daher müssen die Teile mit Präzision in die Baugruppen passen. Die Fähigkeit, die Eigenschaften von Aluminium zu formen, ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Leistung und Integrität komplexer Systeme. Jede Beeinträchtigung der Integrität und Komplexität bedeutet, dass die Qualität des Produkts langfristig beeinträchtigt wird. CNC-Bearbeitungstoleranzen für Aluminiumlegierungen: ±0.001in (Luft- und Raumfahrt) bis ±0.010in (allgemein)

Zu den Branchen, in denen Präzision gefragt ist, gehören jedoch die Luft- und Raumfahrt, die Elektronik sowie die Automobilindustrie. Das Ziel besteht darin, Sicherheit, optimale Leistung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Die Toleranzen für solche Teile liegen bei nur ±0,001 Zoll. Um diese Toleranzen einhalten zu können, sind verbesserte Bearbeitungsverfahren wie die CNC-Bearbeitung erforderlich. Das Erreichen derart enger Toleranzen erfordert häufig fortschrittliche mehrachsige Bearbeitungskonfigurationen. Darüber hinaus sind hochpräzise Nachbearbeitungsschritte wie EDM-Drahtschneiden werden strategisch eingesetzt, wenn Hersteller ultrafeine Innenecken oder äußerst komplexe Profile realisieren müssen.

Darüber hinaus sind praktische Inspektions- und Prüfverfahren für den Herstellungsprozess von entscheidender Bedeutung. Das Ziel ist die Verbesserung von Profilen, die die festgelegten Spezifikationen einhalten. Langfristiges Ziel ist es, Korrosionsbeständigkeit, Bearbeitbarkeit oder Festigkeit zu erreichen.

Schlussfolgerung

Die moderne CNC-Maschine bietet höchste Qualität und Präzision in der Fertigung. Sie erfordert auch eine fortschrittlichere Ausrüstung, z. B. für Präzisionsmessungen und Werkzeugschneiden. Die Legierungen haben einzigartige Eigenschaften, die sie für verschiedene Umgebungen geeignet machen. Ein Hauptaugenmerk bei der Herstellung von Legierungen liegt auf der Korrosionsbeständigkeit, der Festigkeit und der Haltbarkeit des Endprodukts. Die Entscheidungen müssen sicherstellen, dass das Endprodukt den wirtschaftlichen und funktionalen Anforderungen entspricht. Die Auswahl der geeigneten Legierung führt zur Optimierung des Bearbeitungsprozesses. Die Hersteller müssen sich auf die Produktion von hochwertigen Aluminiumkomponenten konzentrieren. Die Produkte müssen eine hervorragende Leistung und Präzision aufweisen. Daher ist 6061 für die Vielseitigkeit und 5052 für die Korrosionsbeständigkeit am besten geeignet.

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Referenz

[1] ASTM International. (2021). ASTM B209/B209M-21a – Standard-Spezifikation für Bleche und Platten aus Aluminium und Aluminiumlegierungen. https://doi.org/10.1520/B0209_B0209M-21A

[2] ASTM International. (2019). ASTM B211/B211M-19 – Norm für gewalzte oder kaltgefertigte Stangen, Stäbe und Drähte aus Aluminium und Aluminiumlegierungen. https://doi.org/10.1520/B0211_B0211M-19