Aluminium-Zerspanbarkeit optimieren: Tipps für saubere Schnitte & festere Teile

Die exzellente Zerspanbarkeit von Aluminium macht es zum Metall Nr. 1 für die Bearbeitung. Seine Materialeigenschaften erlauben leichtes Fräsen, Bohren, Schneiden und Stanzen, während Aluminiumteile stark, langlebig und ästhetisch ansprechend sind. Kurz: Aluminium ist das am besten zerspanbare Metall am Markt.

Dennoch ist es nicht perfekt. Die leichte Zerspanbarkeit wird durch bestimmte Probleme konterkariert: lange, fädige, behindernde Späne; Spaneinwickelung; raue Gewindeoberflächen; übermäßig „bearbeitetes“ Erscheinungsbild; Geradheitsprobleme.

Glücklicherweise arbeiten Ingenieure und Metallurgen kontinuierlich an Lösungen zur Verbesserung der Zerspanbarkeit von Aluminium und seinen Legierungen – durch Materialverbesserung, optimierte Bearbeitungspraxis und passende Legierungsauswahl.

Metallurgie

Der erste Hebel: Metallurgieprozesse zur Werkstückherstellung straffen. Derzeit dominiert das Direktextrusionsverfahren (Forward Extrusion): Ein Stempel presst den Block mit hoher Kraft durch die Matrize. Block und Stempel bewegen sich in dieselbe Richtung.

Forward Extrusion eignet sich für große Aluminiumprofile bei hoher Rate, hat aber Nachteile: Hohe Kraft nötig, die nicht konstant bleibt – am Anfang maximal, dann abnehmend. Diese Kraftschwankung erzeugt Korninkonsistenzen; ein Blockende ist oft unbrauchbar.

Durch indirektes Pressen (Backward Extrusion) entsteht ein konsistenteres, höherwertiges Werkstück. Der Container wird mit dem Block bewegt, Stempel und Matrize bleiben stationär – realisiert über einen Stem. Geringere Reibungskräfte, geringeres Rissrisiko. Weniger vielseitig als Forward Extrusion.

Legierungsauswahl

Nicht alle Aluminiumlegierungen sind in puncto Zerspanbarkeit gleich. A6061 ist der Allrounder im Maschinenbau, aber weder die einzige Option noch für alle Projekte ideal. A6061 bietet gute mechanische Eigenschaften & Korrosionsbeständigkeit, geeignet für Maschinenkomponenten & Konsumprodukte, produziert aber in bestimmten Temperzuständen schwer brechbare Späne.

Andere Legierungen wie A6042 und A6262 besitzen Eigenschaften, die die Zerspanbarkeit verbessern. A6042 erzeugt kleinere Späne als A6061. A6262 wurde speziell für Zerspanungsanwendungen entwickelt: kleine, gekräuselte Späne wie A6042, zusätzlich gute Oberflächengüte & Wärmebehandelbarkeit.

Bei Unsicherheit zur Legierungswahl: Machining-Experten wie 3ERP kontaktieren. 3ERPs Metallsortiment: Aluminium, Stahl, Edelstahl (17-4, Inconel 625 & 718), Magnesium, Titan, Zink, Messing, Bronze, Kupfer.

Werkzeuge

Zerspanbarkeit lässt sich auch durch Werkzeuge & Bearbeitungstechniken verbessern. Aluminium eignet sich besser für Werkzeuge aus Werkzeugstahl, HSS, Hartmetall, Diamant – weniger für Keramik oder synthetische Materialien.

Werkzeugpflege hat großen Einfluss: Scharfe Schneiden halten, fein geschliffene Kanten, geeignete Spanwinkel, Kühlmittelführung – so wird Aluminium optimal bearbeitet (und Werkzeugstandzeit maximiert). Späne sollten vom Werkstück weg oder in Spanbrecher gelenkt werden – besonders bei Legierungen mit geringerer Zerspanbarkeit.

Siehe 3ERPs „7 Wege zur Vermeidung von Teileverzug beim Aluminium-CNC-Fräsen“ für weitere Tipps zur Zerspanbarkeitsverbesserung während der Bearbeitung.