Bewährte CNC-Frässtrategien für Edelstahl, Aluminium, Titan & mehr

CNC-Fräsen sollte basierend auf Maschinentypen, Materialien, Schneidwerkzeugen, Kühlschmierstoffen u. a. ausgeführt werden. Hier bringt CNClathing.com CNC-Frästipps & -Tricks für verschiedene Materialien: Edelstahl, Aluminiumlegierung, Titanlegierung, Superlegierungen.

CNC-Frästipps & -Tricks für verschiedene Materialien

1. CNC-Fräsen von Edelstahl

Edelstahl gliedert sich in ferritisch/martensitisch, austenitisch und duplex (austenitisch/ferritisch). Jeder Typ stellt unterschiedliche Anforderungen beim Fräsen.

Frästipps für ferritischen/martensitischen Edelstahl

Zerspanbarkeit ferritischen Edelstahls ähnlich niedriglegiertem Stahl – Stahlfrässtrategien übertragbar. Martensitischer Edelstahl hat höhere Härtbarkeit, erfordert sehr hohe Schnittkräfte. Richtigen Werkzeugweg & Bogenschnitt für beste Ergebnisse; höhere Schnittgeschwindigkeit, zähere Werkstoffe & verstärkte Schneide überwinden Härtungseffekt & sichern Prozess.

Frästipps für austenitischen & duplex Edelstahl

Hauptverschleiß: Schneidenausbruch durch Heißrisse, Nutverschleiß, Spananhaftung/Aufbauschneide. Bei CNC-Fräsen von Edelstahlteilen sind Grat & Oberflächenqualität Hauptprobleme.

Schruppen-Empfehlungen:

1. Hohe Schnittgeschwindigkeit (150–250 m/min) gegen Spananhaftung.
2. Trockenbearbeitung ohne KSS zur Minimierung von Heißrissen.

Schlichten-Empfehlungen:

1. Für bessere Oberfläche: KSS oder bevorzugt Ölnebel/Mikroschmierung. Weniger Heißrisse beim Schlichten durch geringere Wärme in Schneidzone.
2. Bei Cermet-Werkstoff: gute Oberfläche auch ohne KSS.
3. Zu niedriger Vorschub → stärkerer Schneidenverschleiß durch Schnitt in Kaltverfestigungszone.

2. CNC-Fräsen von Aluminiumlegierung

Hier: Aluminiumlegierung mit Siliciumgehalt < 13 %. Hauptverschleiß: Aufbauschneide / Anhaften an Schneide → Gratbildung & Oberflächenprobleme. Für kratzfreie CNC-Aluminiumfrästeile: gutes Spanbrechen & Spanabfuhr essenziell.

1. PCD-Schneide mit scharf geschliffener Schneide → gutes Spanbrechen, verhindert Spananhaftung.
2. Positiver Spanwinkel, scharfe Schneide, passende Nutenform wählen.
3. KSS immer bei Aluminiumlegierungen – verhindert Materialanhaftung an Schneide, verbessert Oberfläche.
   Si < 8 %: KSS 5 % Konzentration
   Si 8–12 %: KSS 10 %
   Si > 12 %: KSS 15 %
4. Höhere Schnittgeschwindigkeiten verbessern Leistung meist ohne Standzeitnachteil.
5. Wegen hohem Tischvorschub: Maschine mit „Vorlese“-Funktion (Look-ahead) gegen Maßfehler.
6. Standzeit oft durch Gratbildung oder Oberflächenqualität begrenzt. Empfohlener Hex-Wert: 0,10–0,20 mm – zu klein → Grat.

3. CNC-Fräsen von Titanlegierung & Superlegierungen

Erfordert Maschinen mit hoher Steifigkeit, Leistung & Drehmoment für niedrige Drehzahlen. Nutverschleiß & Schneidenausbruch häufigste Verschleißarten. Hohe Hitze begrenzt Schnittgeschwindigkeit.

1. Möglichst Rundfräser (Rundschneide) für Spandünnung.
2. Schnitttiefe < 5 mm: Schneidenwinkel < 45°. Empfohlen: Rundschneide mit positivem Spanwinkel.
3. Radiale & axiale Genauigkeit des Fräsers nötig für konstante Zahnbelastung & ruhigen Lauf – verhindert vorzeitigen Einzelzahnbruch.
4. Schneide immer mit positivem Spanwinkel & optimiert gerundeter Schneide → verhindert Spananhaftung beim Rückzug.
5. Effektiv beteiligte Schneidenanzahl maximieren.
6. Hartmetall: KSS hilft Späne abführen, Schneidentemperatur kontrollieren, Zweitschnitt verhindern.
7. Keramikschneiden: KEIN KSS (Thermoschock).
8. Schneiden regelmäßig rotieren für zuverlässigen Prozess & weniger Werkzeugschaden.
9. Bei Titanlegierung: KEINE Keramikschneide – negative Auswirkungen auf Oberflächenintegrität & andere Kennwerte.

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