Die besten CNC-Wendeplatten für die Aluminiumbearbeitung auswählen

Aluminium ist reichlich verfügbar und vielseitig einsetzbar. Der unedle, gut zerspanbare Metallwerkstoff besitzt erwünschte strukturelle und chemische Eigenschaften für diverse Anwendungen. Als leichter, geringdichter Werkstoff stellt die Bearbeitung von Aluminiumteilen jedoch eine Herausforderung dar.

Gleichzeitig machen diese Eigenschaften Aluminium zum idealen Material für Rapid Prototyping und Serienfertigung per CNC. Die Zerspanbarkeit verschiedener Aluminiumlegierungen (Guss oder Knetlegierungen) hängt von der Effizienz der CNC-Maschinen und der eingesetzten Werkzeuge ab. Hohe Zerspanbarkeit ermöglicht Kostendegression durch strukturierte Serienstrategien.

Maximale Produktivität bei CNC-Aluminiumteilen erreicht man durch: Optimierung der CAM-Software, Automatisierung des Werkzeugindexierens, korrekte Dimensionierung der CNC-Spindeln. Der einfachste Hebel für bessere Teilequalität ist die Auswahl passender Schneidwerkzeuge bzw. Wendeplatten.

Wie wählt man eine Wendeplatte für CNC-Aluminiumteile?

Wendeplatten sind abnehmbare Schneiden, die auf dem Werkzeugträger verschraubt oder geklebt werden. Sie kommen bei Rapid Prototyping und Serienfertigung von CNC-Aluminiumteilen zum Einsatz. Vorteile: geeignet für größere Durchmesser, höhere Vorschübe, tiefere Schnitte.

Plattengeometrien

Ziel: optimale Bauteile, die Design- oder Kundenanforderungen (Wanddicke, Tragfähigkeit, Maße) erfüllen. CNC-Maschinen bewältigen diverse Größen/Formen durch effektive Werkzeugsequenzierung. Steigende Stückzahlen erfordern wendeschneidplattenbestückte Werkzeuge – Operator können Platten bei Bedarf wechseln, ermöglichen automatisierte Mehrfachbearbeitung. Wendeplatten bieten diverse Schneidgeometrien für Nachbearbeitung (Polieren, Schleifen) an Aluminium. Die Leistung hängt ab von: Plattenform, Freiwinkel, Spanwinkel.

Plattenform (Insert Shape)

Werkzeuge für Aluminium haben spezifische Geometrien, die die Endqualität bestimmen. Verfügbare Formen: Raute, Rund, Dreieck, Quadrat – passend zu gängigen Werkzeughaltern. Spitzwinklige Platten (30°–35°) eignen sich für Hochgeschwindigkeits-Finishbearbeitung von Knetlegierungen. Rautenförmige Platten beim Drehen von Knetaluminium → exzellente Oberflächenqualität.

Bei Gussaluminium (raue Oberfläche) sind rundliche Platten besser – scharfe Werkzeuge erzeugen hier schlechte Oberflächen. Plattenform beeinflusst CNC-Parameter: Vorschub, Schnitttiefe, Werkzeugfreiraum. Schärfere Formen → geringerer Vorschub, größerer Freiraum.

Spanwinkel (Rake Angle) & Einstellwinkel (Approach Angle)

Spanwinkel = Winkel zwischen Schneidenspitze und Werkstück. Positiv oder negativ je nach Plattenposition. Bei Aluminium: positiver Spanwinkel empfohlen. Da Aluminium weich ist, muss Schneidwiderstand minimiert werden.

Spanansatz am Werkzeug mindert Teilequalität. Positiver Spanwinkel → effektive Spanabfuhr, niedrigere Schneidetemperatur → bessere Bearbeitungsbedingungen, längere Standzeit.

Beim Fräsen ist nicht der Spanwinkel, sondern der Einstellwinkel (90°) entscheidend. Er definiert das Verhältnis Werkzeug/Werkstück. Erlaubt Planfräsen, Nutenfräsen, Schulterfräsen.

Freiwinkel (Relief Angle)

Definiert Werkzeug-Werkstück-Beziehung (Bezug: Platte). Positiv oder negativ. Bei Aluminium: positiver Freiwinkel (20°–30°) für beste Oberflächen. Wendeschneidplatten erlauben Anpassung.

Spanbrecher für Aluminium

Hochgeschwindigkeitsbearbeitung wird durch Aluminiumspan-Ansammlung behindert. Späne sind klebrig, behindern Bearbeitungsraum. Spanbrecher-Design hängt stark von Span- und Freiwinkel ab.

Bei Serienfertigung: scharfer, breiter Spanbrecher – entfernt variable Spangrößen. Spänespuren bei Hochgeschwindigkeitsbearbeitung mindern Qualität. Bohren/Senken erfordern nahezu perfekte Spanabfuhr an Schneide und Bearbeitungsfläche.

Starke Spanansammlung → schlechte Oberfläche, verkürzte Werkzeugstandzeit.

Technische Probleme bei Wendeplatten für CNC-Aluminium

Hauptproblem: Aufbauschneide (Built-up Edge). Werkstoff lagert sich an der Spanfläche an → schwächt Schneide, verschlechtert Oberfläche, verkürzt Standzeit drastisch. Abhilfe: schärfere Werkzeuge, angepasste Schnittgeschwindigkeiten, geeigneter KSS.

Bei runden Werkzeugen im Hochgeschwindigkeitsfräsen: langsamere Spanabfuhr. Lösung: effektiver Spanbrecher mit ausreichenden Freiräumen an den Sammelflächen.