High-Speed-Aluminiumfräsen meistern: 6 Expertentipps für Präzision & Tempo

Veröffentlicht 30.08.2019 | WayKen Rapid Manufacturing

Moderne Industrie braucht Teile schneller denn je. Rapid Prototypes & Custom Parts – monatlich steigende Nachfrage. Kunden wollen kürzere Lieferzeiten, höhere Genauigkeit. Aluminium ist der Allrounder: leicht, fest, korrosionsbeständig. Deshalb entstehen ständig neue Frässtrategien.

High-Speed Machining (HSM) – moderne CNC-Aluminiumfräsmethode. Deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten & Vorschübe als konventionell. Vorteile:

Deutlich höhere Effizienz

Schnittgeschwindigkeit bis 3× konventionell → Vorschub bis 2× (weiche Legierungen). Vorschub bestimmt Produktivität. HSM-Effizienz übertrifft konventionelles Fräsen deutlich. Spindeldrehzahlen bis 18.000+ min⁻¹ → enorme Spanabtragsraten. Lucrativ für Auto- (Prototypen, viel Materialabtrag, wenige Aufspannungen) & Luftfahrt (lange/large Teile, tiefe Taschen, Dünnwand, 80 % Alu-Legierungen).

Schnittemperatur

Temperaturverhalten bei steigender Geschwindigkeit: Erst Anstieg, dann drastischer Abfall. Bei 300–500 m/min: 600–800 °C. Bei 1.200 m/min: <200 °C. Bei 1.800 m/min: ~150 °C. Ab dort bringt schnelleres Schneiden nichts mehr.

Vorteil: Keine Werkstoffgefügeänderung, kein Kornwachstum, minimaler Kühlbedarf.

Längere Werkzeugstandzeiten

Paradox: Höhere Geschwindigkeit, aber mehr abgetragenes Material pro Werkzeuglebensdauer. Gründe: Niedrigere Schnittemperatur → höhere Werkzeugfestigkeit. Dünnere Späne (Werkzeug dreht schneller, trotz höherem Vorschub). Aluminium klebt bei konventionellen Geschwindigkeiten an Schneide → stumpft, erhöht Schnittkraft, verkürzt Standzeit. Bei HSM: Aluminium löst sich sauber.

Präzision beim High-Speed-Fräsen

Intuition: Höherer Vorschub = schlechtere Oberfläche (breiterer Span, höhere Kraft). HSM: Trotz hohem Vorschub höhere Werkzeuggeschwindigkeit → dünnerer Span als konventionell. Geringere Schnittkraft → weniger Vibration → bessere Oberfläche.

Konstanter Werkzeugeingriffswinkel

Problem bei Taschenfräsen: 90°-Ecke verdoppelt Schnittkraft (beidseitig) → schlecht für Standzeit & Präzision. HSM nutzt vordefinierte Werkzeugpfadstrategien mit konstantem Eingriffswinkel: Werkzeug nähert sich spiralförmig, Kraft bleibt konstant → Präzision & Standzeit gewinnen.

Kühlschmierstoff-Einsatz

Manche HSM-Strategien verzichten ganz auf Kühlung (200 °C kaum Bedarf). Hochpräzise Operationen nutzen Minimalmengenschmierung (MMS) – hauchdünner Film reduziert Reibung & kühlt leicht. Deutlich weniger KSS als konventionell.

Fazit: High-Speed-Aluminiumfräsen ist innovativ & produktiv für Custom Parts, Prototypen, Kleinserien. Bessere Preise, kürzere Lieferzeiten.