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Werkstoffbearbeitung

Aluminium drehen und fräsen – Know-how und Erfahrung sind entscheidend

Aluminium ist ein häufig verwendeter Werkstoff bei der Herstellung von Drehteilen und Frästeilen. Die Eigenschaften des Werkstoffs, die Auswahl der Legierungen und Werkzeuge, die Verwendung der optimalen Schnittparameter sind Herausforderungen, die Beutter mit viel Know-how und Erfahrung optimal meistert.

Nahaufnahme Drehbearbeitung einer Komponente aus Aluminium

Was ist Aluminium?

Aluminium ist, nicht nur in der Erdkruste, eines der häufigsten Metalle. Es wird auch sehr häufig für industrielle Anwendungen genutzt. Aluminium zählt zu den sogenannten Leichtmetallen (Dichte 2,7g/cm3). Das geringe spezifische Gewicht ist auch eine seiner wichtigsten Materialeigenschaften.

Wie wird Aluminium hergestellt?

Aluminium kommt in der Natur fast nur in gebundener Form als Aluminiumerz, vor. Das am häufigsten industriell genutzte Aluminiumerz ist „Bauxit“. Es kommt größtenteils aus den äquatornahen Regionen Brasiliens, Afrikas und Australiens.

Die Gewinnung des Aluminiums aus Aluminiumerz ist ein sehr energieintensiver Prozess. Aus diesem Grund wird heute häufig sogenanntes Sekundäraluminium verwendet, das durch sehr viel weniger energieaufwändiges Recycling gewonnen wird.

Welche Eigenschaften hat Aluminium

Aluminium ist ein sehr leichtes Metall. Sein spezifisches Gewicht beträgt etwa ein Drittel des Gewichts von Stahl. Es leitet Wärme und Elektrizität gleichermaßen gut. Die hohe Korrosionsbeständigkeit wird, durch das Eloxieren des Aluminiums bzw. der Aluminium-Legierung nach der Dreh- und Fräsbearbeitung, noch weiter erhöht.

Eigenschaften von Aluminium:

  • Hohe Korrosionsbeständigkeit
  • Gute elektrische Leitfähigkeit
  • Guter Wärmeleiter
  • Hohe Stabilität von festen Aluminium-Legierungen
  • Hervorragende Recyclingfähigkeit

Reines Aluminium hat nur eine Zugfestigkeit von 45N/mm2 und einen Schmelzpunkt von 660,3 °C. Beides ist für das Drehen oder Fräsen nicht ausreichend, da es sich bei der Erwärmung, auch lange vor dem Schmelzpunkt, bereits massiv verformen kann. Daher ist reines Aluminium für die Drehbearbeitung so gut wie ungeeignet. Es wird auf Grund dieser Materialeigenschaften industriell so gut wie nicht verwendet.

In welcher Form kann Aluminium gedreht oder gefräst werden?

Aluminium und seine Legierungen gelten als gut zerspanbar. Sorten mit geringer Festigkeit können jedoch lange Späne bilden und verkleben leicht mit der Schneide (Schmiereffekt). Für die Dreh- und Fräsbearbeitung werden fast ausschließlich Aluminium-Legierungen mit Beryllium, Kupfer, Magnesium, Mangan, Nickel oder Zink verwendet. Je höher die Festigkeit der Legierung, desto besser eignet sie sichfür die Dreh- und Fräsbearbeitung. Aluminium-Legierungen erreichen eine Zugfestigkeit von 200 bis 450 N/mm2. In extremen Fällen bis zu 700N/mm2.

Für das Drehen und Fräsen eignen sich kaltverfestigte oder ausgehärtete Aluminiumlegierungen am besten. Das Spanverhalten wird mit zunehmender Festigkeit der Legierungen immer besser. Die vor einigen Jahren noch übliche Zusetzung von Blei – welche die Zerspanungseigenschaften verbessert – ist heute auf Grund der RoHS-Richtlinie (Richtlinie zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikaltgeräten) nur noch bis zu einem Anteil von 0,4% erlaubt. Die Alternative ist die Verwendung von Zinn als spanbrechendes Element.

Herausforderungen bei der Bearbeitung von Aluminium Drehteilen und Frästeilen

Je nach Zusammensetzung haben Aluminium-Legierungen veränderte Eigenschaften, z.B. hinsichtlich Festigkeit, Duktilität (Verformbarkeit) und Korrosionsbeständigkeit. Verschiedene Verfestigungsverfahren und Aushärtungsverfahren, beeinflussen die Eigenschaften ebenfalls.

Aluminium und seine Legierungen eignen sich gut für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.
Die Auswahl der richtigen Legierung, passend zum Werkstück und dem Bearbeitungsverfahren, erfordert viel Erfahrung.

Nahaufnahme Fräsbearbeitung einer Komponente aus Aluminium

 

Erfahrung zählt! Die idealen Schnittparameter beim Drehen und Fräsen von Aluminium

Nicht nur die Eigenschaften des Materials und die Zusammensetzung der Legierung spielen bei der Zerspanenden Bearbeitung von Aluminium eine Rolle, sondern auch die Auswahl der richtigen Bearbeitungsparameter.

  • Schnittgeschwindigkeit
  • Werkzeuggüte
  • Kühlung

Bei der Schnittgeschwindigkeit, also der Schnitttiefe und dem Vorschub der Werkzeuge, ist die Zusammensetzung der Legierung wichtig. Besonders der Anteil an Silizium und die sich damit verändernde Festigkeit der Legierung spielt für die richtigen Schnittparameter eine entscheidende Rolle. So können gute Schnittergebnisse und eine optimale Spanabfuhr gewährleistet werden.

Haupteinsatzbereiche von Aluminium Drehteilen, Aluminium Frästeilen und des Werkstoffs Aluminium

  • Luftfahrt- und Raumfahrtindustrie
  • Fahrzeugtechnik
  • Maschinenbau
  • Anlagenbau

 Bauteil aus hochfestem Aluminium Bauteil aus Aluminium

Beutter ist der Spezialist für Aluminium Drehteile, Aluminium Frästeile und die Bearbeitung von Aluminium in Kleinserien mit einer hohen Fertigungstiefe. Wir bieten Ihnen langjährige Erfahrung im Entwickeln von Lösungen für Kunden und unterstützen Sie von der Teile- und Produktionsplanung bis zum fertigen Produkt.

 

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