CNC-Bearbeitung von Kupfer:Sorten, Überlegungen und Anwendungen

Kupfer ist nach wie vor einer der ältesten Metallwerkstoffe. Kein Wunder bei den außergewöhnlichen Eigenschaften von Kupferwerkstoffen. Genauer gesagt hat Kupfer eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und thermische und elektrische Leitfähigkeit. Dies macht sie für mehrere Anwendungen wertvoll.

Die CNC-Kupferbearbeitung ist eine der präzisesten Metallbearbeitungsdienstleistungen, die in verschiedenen Branchen zur Herstellung von Kupferteilen eingesetzt werden. Es gibt jedoch einige Überlegungen im Zusammenhang mit der Bearbeitung von Kupferteilen.

Dieser Leitfaden untersucht alles, was Sie über die CNC-Kupferbearbeitung, ihre Anwendungen und die verschiedenen Faktoren wissen müssen, die vor der Bearbeitung von Kupfer zu berücksichtigen sind.

CNC macht die Kupferbearbeitung einfacher

CNC-Maschinen (Computer Numerical Controlled) gehören zu den gefragtesten Fertigungstechnologien für Bearbeitungsanwendungen. Dies liegt an ihrer hohen Geschwindigkeit, Genauigkeit, Präzision und Kompatibilität mit verschiedenen Materialien.

Vor allem ist dieser Bearbeitungsservice bei der Herstellung verschiedener Materialien zu gewünschten Teilen sehr verbreitet, und Kupfer ist da keine Ausnahme. Bisher war die Bearbeitung von Kupfer aufgrund seiner hohen Flexibilität, Zähigkeit und Plastizität mühsam.

Dennoch hat die CNC-Bearbeitung die Bearbeitung von Kupferteilen viel handlicher gemacht. All dies ist den automatisierten Prozessen zu verdanken, die mit der Bearbeitung der gewünschten Kupferteile verbunden sind.

Qualitäten von Kupfermaterialien für die CNC-Bearbeitung

Kupfermaterialien sind eine der Hauptgruppen kommerzieller Metalle. Sie werden feststellen, dass für die Bearbeitung von Kupferteilen weitgehend verschiedene Kupferqualitäten verfügbar sind. Außerdem umfassen sie unterschiedliche Eigenschaften, die für bestimmte Bearbeitungsprojekte geeignet sind.

Daher kann die Auswahl des richtigen Materials für Ihr Bearbeitungsprojekt schwierig werden, da mehrere Faktoren eine Rolle spielen.

Trotzdem ist die Identifizierung des Materials mit den für Ihre Kupferteile geeigneten Eigenschaften der erste Schritt zum Einsatz der maschinellen Bearbeitung.

Sehen Sie sich unten die verschiedenen Kupferqualitäten für die CNC-Bearbeitung an:

1. Reines Kupfer

Reine Kupferwerkstoffe sind in der Regel weich und formbar. Reines Kupfer in verdünnter Qualität enthält eine geringe Menge verschiedener Legierungselemente. Daher hilft dies, eine oder mehrere grundlegende Eigenschaften von reinem Kupfer in die gewünschte Form zu bringen. Ebenso erhöht das Hinzufügen anderer Legierungselemente zu dieser Kupfersorte ihre Zähigkeit.

Handelsübliche Reinkupferqualitäten enthalten in ihrer Zusammensetzung insgesamt etwa 0,7 % Verunreinigungen. Sie werden feststellen, dass sie basierend auf den hinzugefügten Elementen und dem Verunreinigungsgrad mit den UNS-Nummern C10100 bis C13000 bezeichnet werden.

Reines Kupfer eignet sich am besten für die Herstellung von Elektrogeräten. Dazu gehören Kabel und Motoren. Diese Kupfersorte findet auch in Industriemaschinen wie Wärmetauschern Anwendung.

2. Elektrolytkupfer

Elektrolytisch zähes Pechkupfer stammt aus Kathodenkupfer. Kathodenkupfer bedeutet durch Elektrolyse veredeltes Kupfer.

Im Allgemeinen beinhaltet das Verfahren das Einfüllen von Kupferverbindungen in eine Lösung. Dann hilft das Anwenden von ausreichend Strom, das Kupfermaterial zu reinigen. Infolgedessen enthält das meiste Elektrolytkupfer weniger Verunreinigungen als andere Kupferqualitäten.

Sie werden feststellen, dass C11000 die am weitesten verbreitete aller Elektrolytkupfersorten ist. C11000 enthält normalerweise weniger als 50 ppm metallische Verunreinigungen, einschließlich Schwefel. Darüber hinaus haben sie eine hohe elektrische Leitfähigkeit, bis zu 100 % IACS (International Annealed Copper Standard).

Ihre außergewöhnliche Duktilität macht sie für elektrische Anwendungen geeignet. Dazu gehören Wicklungen, Kabel, Drähte und Stromschienen.

3. Sauerstofffreies Kupfer

Im Vergleich zu anderen Kupferqualitäten haben sauerstofffreie Kupfersorten die höchste Reinheit. Sie enthalten auch wenig bis gar keinen Sauerstoffgehalt. In den meisten Fällen enthalten sauerstofffreie Kupfersorten viele elektrische Kupferkomponenten mit hoher Leitfähigkeit. C10100 und C10200 sind jedoch die häufigsten.

• C10100, bekannt als sauerstofffreie Elektronik (OFE), ist ein reines Kupfer mit etwa 0,0005 % Sauerstoffgehalt. Außerdem ist es die teuerste dieser Kupferqualitäten.
• C10200, auch sauerstofffrei (OF) genannt, enthält etwa 0,001 % Sauerstoff. Es hat auch eine hohe elektrische Leitfähigkeit mit mindestens 100 % IACS, was nicht besser ist als elektrolytische Kupfermaterialien.

Diese sauerstofffreien Kupferwerkstoffe werden durch Induktionsschmelzen aus hochwertigem Kathodenkupfer hergestellt. Bei diesem Herstellungsprozess wird Kathodenkupfer unter nicht oxidierenden Bedingungen geschmolzen, die durch eine Graphitbadabdeckung bereitgestellt werden. Dadurch wird der Wasserstoffgehalt in der Arbeitsatmosphäre reduziert.

Sauerstofffreie Kupfer eignen sich aufgrund ihrer hohen Leitfähigkeit am besten für die Hochvakuumelektronik. Dazu gehören Senderöhren und Glas-Metall-Dichtungen.

4. Automatenkupfer

Dieses Kupfermaterial enthält verschiedene Legierungselemente. Zu den bemerkenswerten Elementen gehören Nickel, Zinn, Phosphor und Zink. Das Vorhandensein dieser Elemente trägt dazu bei, die Bearbeitbarkeit dieser Kupfersorte zu verbessern.

Darüber hinaus umfassen Automatenkupferwerkstoffe Kupferlegierungen wie Bronze und Messing. Beachten Sie Folgendes:

• Bronze ist eine Legierung aus Kupfer, Zinn und Phosphor, die für ihre Härte und Schlagfestigkeit bekannt ist.
• Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink mit außergewöhnlicher Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Automatenwerkstoffe aus Kupfer eignen sich für ein breites Spektrum der Bearbeitung von Kupferteilen. Dazu gehören Münzen, Fackeln, bearbeitete elektrische Komponenten, Zahnräder, Lager, Fahrzeughydraulik usw.

Vor- und Nachteile von CNC-Kupferteilen

Die meisten heute verfügbaren CNC-Kupferteile haben spezifische Vor- und Nachteile. Überprüfen Sie sie unten:

Vorteile

Im Allgemeinen haben die meisten CNC-Kupferteile eine gute Bearbeitbarkeit, Duktilität und Schlagfestigkeit. Sie weisen auch eine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit, Korrosions- und Verschleißfestigkeit auf

Ein weiterer Vorteil der CNC-Bearbeitung von Kupferteilen ist die gute Umformbarkeit sowohl im Heiß- als auch im Kaltverfahren. Abgesehen davon sind CNC-Kupferteile mit mehreren kostengünstigen Oberflächenveredelungen kompatibel.

Nachteile

Trotz der Allround-Vorteile sind mit der CNC-Bearbeitung von Kupferteilen einige Nachteile verbunden. Beispielsweise können nicht alle Kupfermaterialien Verfahren wie Punktschweißen, Lichtbogenschweißen mit beschichteten Metallen usw. unterzogen werden.

Darüber hinaus haben verschiedene Kupferqualitäten unterschiedliche Korrosionsbeständigkeitseigenschaften. Daher sind einige CNC-Kupferteile in Atmosphären mit reaktiven Substanzen anfällig für Korrosion.

Bei der CNC-Kupferbearbeitung zu berücksichtigende Faktoren

CNC-Kupferteile treiben weiterhin die große Nachfrage an. Trotzdem sind vor der Bearbeitung von Kupferteilen einige wichtige Faktoren zu berücksichtigen. Werfen Sie einen Blick auf einige dieser Faktoren unten:

1. Auswahl der richtigen Kupfermaterialqualität

Vor der CNC-Kupferbearbeitung müssen Sie die richtige Kupfersorte auswählen, die für Ihre Anwendung am besten geeignet ist. Beispielsweise ist die Wahl von reinem Kupfer zur Herstellung mechanischer Teile unangemessen und teuer. Die hervorragende Bearbeitbarkeit von Automatenkupfer macht es daher am besten geeignet.

Außerdem sind sie auch kostengünstig. Daher müssen Sie die für Ihre Kupferteile erforderlichen Eigenschaften untersuchen, um die richtige Kupfersorte für die Bearbeitung auszuwählen.

2. Design für die Herstellbarkeit

Sie müssen sich auch mit den Designanforderungen und Spezifikationen befassen, bevor Sie Kupfer bearbeiten. Dies hilft Ihnen dabei, die für Ihr hergestelltes Kupferteil erforderliche Funktionalität zu erreichen.

Als Faustregel gilt, dass es am besten ist, eine Wandstärke von 0,5 mm zu verwenden und einzuhalten, um ästhetische Kupferteile herzustellen.
Darüber hinaus können Sie sich auch an einigen Best Practices für das Design beteiligen. Dazu gehören die Reduzierung der Anzahl der Teileeinrichtungen, Maßprüfungen und die Vermeidung tiefer Taschen mit kleinen Radien.

3. Stellen Sie die Anpassungsvorschubrate ein

Die Vorschubgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der das Schneidwerkzeug in das Werkstück eingreift. Daher müssen Sie vor der Bearbeitung von Kupferteilen die richtige Vorschubgeschwindigkeit einstellen, da sich dies auf die Qualität, Lebensdauer und Oberflächenbeschaffenheit des Kupferteils auswirkt. Außerdem leitet Kupfer Wärme schnell. Daher kann eine hohe Vorschubgeschwindigkeit den Werkzeugverschleiß mit der Zeit erhöhen.

4. Wählen Sie das richtige Werkzeugmaterial

Viele Kupfersorten haben eine unterschiedliche Bearbeitbarkeit und Festigkeit. Daher bleibt die Auswahl des geeigneten Werkzeugmaterials für die Bearbeitung von Kupferteilen von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus werden Sie feststellen, dass die CNC-Stahlbearbeitung bei der Herstellung von Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeugen für die Kupferbearbeitung Anwendung findet. Dies trägt dazu bei, Komplikationen wie Werkzeugverschleiß und Spanbildung zu vermeiden.

Oberflächenveredelung und Nachbearbeitungsoptionen für Kupferteile

Wie der Name schon sagt, sind Oberflächenveredelungen Prozesse nach der Herstellung von Metallteilen. Im Allgemeinen zielen diese Nachbearbeitungen darauf ab, die Oberfläche der Kupferteile zu verändern, um bestimmte Eigenschaften zu erhalten und sie attraktiver zu machen.

Unten sind die Standard-Oberflächenveredelungen aufgeführt, die für Kupferteile gelten.

Elektropolieren

Beim Elektropolieren wird eine mikroskopisch kleine Materialschicht von der Oberfläche von Kupferteilen abgetragen. Dieses Material hat typischerweise eine Breite zwischen 0,00254 mm und 0,0635 mm. Als Ergebnis trägt diese Nachbearbeitungsmethode dazu bei, die Oberfläche Ihres fertigen Kupferteils glatter und glitzernder zu machen.

Darüber hinaus kann das Elektropolieren dazu beitragen, die Korrosionsbeständigkeit von fertigen Kupferteilen zu verbessern.

Galvanik

Die Kupfergalvanisierung trägt dazu bei, die äußere Oberfläche Ihrer Kupferteile zusätzlich vor Oxidation zu schützen. Die Metallplatten werden eingesetzt, ohne ihre elektrische und thermische Leitfähigkeit zu stören. Somit trägt dieser Prozess dazu bei, die Langlebigkeit Ihrer Kupferteile zu verlängern.

Medienexplosion

Diese Nachbearbeitungsmethode hilft, die Fehler in Ihren hergestellten Kupferteilen abzudecken. Außerdem erzeugt das Perlstrahlen ein haltbareres, matteres und subtileres Finish.

Techniken für die Bearbeitung von Kupferteilen

In vielen Branchen werden mehrere Metallbearbeitungsdienste zur Herstellung von Metallteilen eingesetzt, aber einige Bearbeitungstechniken sind nur für bestimmte Metallmaterialien geeignet. Sie werden zustimmen, dass die reine Kupferbearbeitung eine größere Herausforderung sein kann als die Messingbearbeitung.

Als Kupferlegierung enthält Messing andere Legierungselemente wie Zink, wodurch es viel einfacher zu bearbeiten ist als die meisten metallischen Werkstoffe. So können Sie Kupferlegierungen mit verschiedenen Techniken bearbeiten.

Sehen Sie sich unten einige der geeigneten Techniken für die Bearbeitung von Kupferteilen an:

Fräsen für Kupferteile

CNC-Fräsen ist ein automatisierter Bearbeitungsprozess, der die Bewegung und Vorschubgeschwindigkeit von rotierenden Schneidwerkzeugen steuert. Somit rotieren und bewegen sich beim CNC-Fräsen von Kupfer die Werkzeuge über die Oberfläche der Kupfermaterialien. Dann werden die überschüssigen Kupfermaterialien langsam entfernt, bis die erforderliche Form und Größe erreicht wird.

CNC-Fräsen ist bei Kupferlegierungen am gebräuchlichsten, da sie eine bessere Bearbeitbarkeit aufweisen und präzise und komplizierte Teile produzieren. Hersteller verwenden häufig den 2-Schneiden-Hartmetall-Schaftfräser zum Kupferfräsen.

Darüber hinaus verwenden Experten dieses Verfahren, um verschiedene Designmerkmale für Kupferteile herzustellen. Dazu gehören Kerben, Taschen, Löcher, Schlitze, Rillen, ebene Flächen, Konturen usw.

Drehen für Kupferteile

Dieser Herstellungsprozess erfordert das Fixieren der Kupfermaterialien in einer Position. Darüber hinaus bleiben die dem Werkstück zugeführten Schneidwerkzeuge stationär. Daher reduziert sich das drehende Kupfermaterial bei der richtigen eingestellten Geschwindigkeit auf die gewünschte Abmessung.

Das Drehen ist für viele Kupferlegierungen geeignet und ermöglicht die schnelle Herstellung von hochpräzisen Kupferteilen. Außerdem ist dieses Verfahren auch kostengünstig. Daher eignet sich das CNC-Drehen von Kupfer für die Herstellung vieler elektronischer und mechanischer Komponenten wie elektrische Kabelverbinder, Ventile, Stromschienen, Heizkörper usw.

Anwendungen der CNC-Kupferbearbeitung

Kupfer-CNC-Teile sind in mehreren Branchen wertvoll, darunter Elektro-, Bau-, Transport- und Konsumgüterunternehmen.

Nachfolgend sind die Anwendungen der Kupfer-CNC-Bearbeitung aufgeführt:

• Wärmetauscher
• Elektrische Anschlüsse
• Heizkörper
• Lager und Zahnräder
• Gasschweißdüsen usw.

Kupferbearbeitungsdienste bei WayKen

CNC-Kupferteile eignen sich heute für viele verschiedene Anwendungen. Qualitativ hochwertige Kupferbearbeitungsdienste sind jedoch entscheidend, um die Designspezifikationen und -anforderungen für diese Kupferteile zu erfüllen.

Bei WayKen haben wir erfahrene Fachleute, die alle Ihre CNC-Bearbeitungsdienste für Kupfer übernehmen können. Wir verfügen über erstklassige CNC-Fräs- und Kupferdrehtechniken, um Ihr spezifisches Produktdesign zu erfüllen.

Kontaktieren Sie uns noch heute für einen persönlichen Support-Service und Sie erhalten innerhalb von 12 Stunden eine Antwort.

Häufig gestellte Fragen

Wie hoch ist die Schnittgeschwindigkeit für Kupfer?

Für Kupferwerkstoffe können Sie unterschiedliche Schnittgeschwindigkeiten anwenden. Beachten Sie jedoch, dass dies von der Kupfersorte und dem Bearbeitungsverfahren abhängt. Beispielsweise wird beim Fräsen von Messing eine Standard-Schnittgeschwindigkeit von 2000 bis 4000 fpm angewendet

Ist Kupfer leicht zu fräsen?

Die Leichtigkeit des Kupferfräsens hängt von der Qualität des Kupfermaterials ab, an dem Sie arbeiten. Sie werden feststellen, dass reines Kupfer aufgrund seiner hohen Plastizität und Zähigkeit ein kompliziert zu bearbeitendes Metall ist. Im Gegensatz dazu sind Kupferlegierungen wie Messing aufgrund ihrer besseren Bearbeitbarkeit viel einfacher zu fräsen.

Welches Legierungselement in Kupfer eignet sich für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung?

Das Legieren von Kupfer mit Elementen wie Zink, Zinn, Nickel, Aluminium und Silizium verbessert die Bearbeitbarkeit von Kupfer. Daher ist es für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung geeignet.