Aluminium CNC-Bearbeitung
Der vielseitigste Leichtmetall-Werkstoff in der CNC-Zerspanung.
Aluminium — Der ideale CNC-Werkstoff
Aluminium ist der meistverarbeitete Leichtmetall-Werkstoff in der CNC-Zerspanung. Mit einer Dichte von nur 2,7 g/cm³ — rund ein Drittel von Stahl — bietet es ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Gleichzeitig lässt sich Aluminium mit hohen Schnittgeschwindigkeiten von bis zu 800 m/min bearbeiten, was kurze Zykluszeiten und wirtschaftliche Fertigung ermöglicht.
In der modernen Fertigung wird Aluminium in nahezu allen Branchen eingesetzt: Luftfahrt, Automobil, Medizintechnik, Maschinenbau und Elektronik. Die gute Korrosionsbeständigkeit durch natürliche Oxidschicht, die hervorragende Wärmeleitfähigkeit und die Möglichkeit zum Eloxieren machen Aluminium zu einem echten Allrounder.
Wichtige Aluminium-Legierungen für die CNC-Bearbeitung
| Legierung | Werkstoff-Nr. | Eigenschaften | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|
| AlMg3 | EN AW-5754 | Gute Korrosionsbeständigkeit, schweißbar | Gehäuse, Abdeckungen, Schiffbau |
| AlMg4.5Mn | EN AW-5083 | Seewasserbeständig, hochfest | Marine, Druckbehälter |
| AlMgSi1 | EN AW-6082 | Universallegierung, eloxierbar | Maschinenbau, Konstruktion |
| AlCuMg2 | EN AW-2024 | Höchste Festigkeit, nicht schweißbar | Luftfahrt, hochbelastete Teile |
| AlZnMgCu1.5 | EN AW-7075 | Höchste Festigkeit (570 MPa), Luftfahrt-Standard | Luftfahrt, Rennsport, Militär |
Bei Strobel Industry verarbeiten wir alle gängigen Aluminiumlegierungen. Die am häufigsten angefragten sind EN AW-6082 (Maschinenbau) und EN AW-7075 (Hochfest). → CNC-Fräsen
Optimale Schnittdaten für Aluminium
Aluminium erlaubt aufgrund seiner niedrigen Festigkeit und hohen Wärmeleitfähigkeit deutlich aggressivere Schnittdaten als Stahl:
| Parameter | Fräsen | Drehen |
|---|---|---|
| Schnittgeschw. vc | 300–800 m/min | 200–600 m/min |
| Vorschub fz | 0,05–0,20 mm/Zahn | 0,10–0,30 mm/U |
| Zustellung ap | bis 1×D (Vollnut) | bis 3 mm |
| Werkzeug | VHM poliert, 2-3 Schneiden | Diamantbeschichtet |
| Kühlung | Emulsion oder MMS | Emulsion |
Praxis-Tipp: Für beste Oberflächen bei Aluminium: polierte VHM-Fräser mit 2 Schneiden verwenden, hohe Drehzahlen fahren und Gleichlauffräsen. Aufbauschneidenbildung wird durch hohe vc und scharfe Werkzeuge vermieden.
Oberflächenbehandlung und Veredelung
Aluminium bietet vielfältige Oberflächenveredelungen:
- Eloxieren (Anodisieren) — Harte Oxidschicht (5–25 µm), Farbauswahl, Korrosionsschutz. Standard für sichtbare Teile.
- Hart-Eloxieren — Dickere Schicht (25–100 µm), extrem verschleißfest (HV 400–500). Für Funktionsflächen.
- Chromatieren — Dünner Korrosionsschutz, leitfähig. Für Elektronik-Gehäuse.
- Pulverbeschichten — RAL-Farben, robust, UV-beständig. Für Outdoor-Anwendungen.
- Chemisch Vernickeln — Gleichmäßige Beschichtung auch in Bohrungen. Für Verschleißschutz.
Wir liefern Aluminium-Teile mit allen gängigen Oberflächenbehandlungen über unser Partnernetzwerk.
Konstruktionstipps für Aluminium-CNC-Teile
Damit Ihre Aluminium-Teile optimal gefertigt werden können, beachten Sie diese Konstruktionsrichtlinien:
- Wandstärke: Mindestens 0,8 mm bei Frästeilen, 0,5 mm bei Drehteilen. Dünnere Wände vibrieren und verformen sich unter Schnittdruck.
- Innenradien: Mindestens den halben Fräserdurchmesser als Innenradius vorsehen. 90°-Ecken erfordern aufwändiges Erodieren.
- Gewinde: Mindestens 1,5×D Einschraubtiefe (Aluminium ist weicher als Stahl). Gewindeeinsätze (Helicoil) bei häufigem Lösen/Anziehen.
- Passungen: H7/h6-Passungen sind problemlos möglich. Für Presspassungen: Wärmeausdehnungskoeffizient beachten (23,1 × 10⁻⁶/K).
- Tiefe Taschen: Verhältnis Tiefe:Breite maximal 4:1 für stabile Bearbeitung. Bei tieferen Taschen steigt die Bearbeitungszeit exponentiell.
Tipp: Senden Sie uns Ihre Zeichnung — wir prüfen kostenlos die Fertigbarkeit und geben Optimierungsvorschläge. → Kontakt
Toleranzen und Maßhaltigkeit
Aluminium lässt sich zu sehr engen Toleranzen bearbeiten:
| Toleranzklasse | Bereich | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| Standard | ±0,1 mm | Allgemeiner Maschinenbau, Gehäuse |
| Fein | ±0,05 mm | Passungen, Führungen |
| Präzision | ±0,02 mm | Optik, Messtechnik |
| IT6 (h6/H7) | 0,013–0,022 mm | Wellen, Lagersitze |
Wichtig: Aluminium hat einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten (23,1 × 10⁻⁶/K). Bei Teilen mit engen Toleranzen sollte die Temperatur beim Messen 20±1°C betragen. Ein 200 mm langes Aluminium-Teil ändert seine Länge um 0,046 mm bei 10°C Temperaturdifferenz.
Branchen und Anwendungsbeispiele
- Luftfahrt — Strukturbauteile, Rumpfteile, Sitzkonsolen aus EN AW-7075 und EN AW-2024. Höchste Festigkeitsanforderungen bei minimalem Gewicht.
- Automobil — Motorhalterungen, Getriebegehäuse, Kühlsystemkomponenten. Zunehmend E-Mobilität: Batteriegehäuse und Inverter aus Aluminium.
- Maschinenbau — Führungsschienen, Grundplatten, Adapterplatten aus EN AW-6082. Universell einsetzbar.
- Medizintechnik — Gehäuse für medizinische Geräte, OP-Tisch-Komponenten. Eloxiert für Hygiene und Optik.
- Elektronik — Kühlkörper, 19"-Einschübe, Gehäuse. Aluminium leitet Wärme 4× besser als Stahl.
- Optik & Messtechnik — Trägerplatten, Justageelemente. EN AW-6082 T651 spannungsarmgeglüht für höchste Formstabilität.
Häufig gestellte Fragen
Welches Aluminium eignet sich am besten für CNC-Fräsen?
EN AW-6082 (AlMgSi1) ist der universellste Fräswerkstoff: gute Zerspanbarkeit, eloxierbar, moderate Festigkeit. Für höchste Festigkeit empfehlen wir EN AW-7075.
Was kostet CNC-Bearbeitung von Aluminium?
Aluminium lässt sich 2-3× schneller bearbeiten als Stahl. Typische Stückpreise für Frästeile: 30–200 € (Einzelteil) bzw. 15–80 € (Kleinserie). Fordern Sie ein konkretes Angebot an.
Kann Aluminium eloxiert werden?
Ja — alle 5xxx- und 6xxx-Legierungen eignen sich hervorragend zum Eloxieren. 7xxx-Legierungen sind eingeschränkt eloxierbar. 2xxx-Legierungen (Kupferhaltig) sind nicht ideal.
Was ist der Unterschied zwischen AlMg3 und 7075?
AlMg3 (EN AW-5754) ist korrosionsbeständig und schweißbar, aber weicher (190 MPa). 7075 ist hochfest (570 MPa), aber nicht schweißbar und weniger korrosionsbeständig. Die Wahl hängt von der Anwendung ab.
Welche Toleranzen sind bei Aluminium-CNC-Teilen möglich?
Standard: ±0,1 mm. Fein: ±0,05 mm. Präzision: ±0,02 mm. IT6-Passungen (h6/H7) sind auf unseren DMG MORI Maschinen problemlos möglich. Wichtig: Bei engen Toleranzen die Wärmeausdehnung beachten.
Wie schnell können Aluminium-Teile geliefert werden?
Express: 3–5 Werktage für einfache Teile. Standard: 10–15 Werktage. EN AW-6082 und EN AW-7075 sind ab Lager verfügbar. Sonderlegierungen können 2–4 Wochen Lieferzeit haben.
Ist Aluminium schweißbar?
Ja — besonders 5xxx-Legierungen (AlMg3, 5083) sind hervorragend WIG/MIG-schweißbar. 6xxx-Legierungen sind bedingt schweißbar (Festigkeitsverlust in der Wärmeeinflusszone). 2xxx und 7xxx sind nicht oder schlecht schweißbar.
Welche Wandstärke ist bei Aluminium-Frästeilen mindestens erforderlich?
Empfohlene Mindestwandstärke: 0,8 mm bei Frästeilen. Dünnere Wände sind möglich, erfordern aber angepasste Bearbeitungsstrategie (reduzierte Schnitttiefe, Stützstrukturen) und treiben die Kosten. Ab 0,5 mm wird es kritisch.
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