Kupfer CNC-Bearbeitung
Höchste Wärme- und Stromleitfähigkeit — anspruchsvoll in der Zerspanung.
Kupfer — Der Leitfähigkeits-Champion
Kupfer ist nach Silber der beste elektrische und thermische Leiter. Mit einer Wärmeleitfähigkeit von 390 W/mK und einer elektrischen Leitfähigkeit von 58 MS/m ist es für viele Anwendungen in der Elektrotechnik und Wärmetechnik alternativlos.
In der CNC-Bearbeitung stellt Kupfer besondere Herausforderungen: Seine hohe Duktilität führt zu langen Fließspänen, und die exzellente Wärmeleitfähigkeit leitet Prozesswärme schnell ins Werkstück — was zu thermischen Verformungen führen kann.
Kupfersorten für die CNC-Bearbeitung
| Kurzname | Werkstoff-Nr. | Eigenschaft |
|---|---|---|
| E-Cu (Cu-ETP) | CW004A | Elektrolyt-Kupfer, höchste Leitfähigkeit |
| OF-Cu | CW008A | Sauerstofffreies Kupfer, vakuumdicht |
| CuCrZr | CW106C | Aushärtbar, höhere Festigkeit + Leitfähigkeit |
| CuBe2 | CW101C | Beryllium-Kupfer, höchste Festigkeit (bis 1300 MPa) |
Zerspanungs-Tipps für Kupfer
Kupfer erfordert eine angepasste Strategie:
- Scharfe Werkzeuge — Polierte VHM-Fräser mit scharfer Schneide (Spanwinkel 15–20°). Stumpfe Werkzeuge = Materialverschmierung
- Hohe Schnittgeschwindigkeit — vc 200–400 m/min beim Fräsen, 150–300 m/min beim Drehen
- Spanbrecher — Geometrien mit positivem Spanwinkel wählen, damit der lange Fließspan kontrolliert bricht
- Kühlung — Reichlich Emulsion nötig, da Kupfer die Wärme schnell ins Werkstück leitet
- Aufspannung — Vorsicht bei dünnen Wandstärken: Kupfer verformt sich leicht unter Spannkräften
Praxis-Tipp: Für bessere Zerspanbarkeit: Legierungen wie CuCrZr oder CuTeP (Tellur-Kupfer) verwenden — sie bilden kürzere Späne als reines E-Cu.
Typische Anwendungen
- Elektrotechnik — Stromschienen, Kontakte, Leiterplatten-Kühlkörper
- Wärmetechnik — Kühlkörper, Wärmetauscher, Erodier-Elektroden
- Schweißtechnik — Elektrodenhalter, Punktschweißkappen
- Forschung — Vakuumkammern (OF-Cu), Teilchenbeschleuniger
Häufig gestellte Fragen
Warum ist Kupfer schwer zu zerspanen?
Reines Kupfer ist sehr weich und duktil — es bildet lange Fließspäne, die sich um das Werkzeug wickeln. Zudem neigt es zum Verschmieren an der Schneide. Die Lösung: sehr scharfe, polierte Werkzeuge und hohe Schnittgeschwindigkeiten.
Welche Kupferlegierung eignet sich am besten für CNC-Teile?
CuCrZr bietet den besten Kompromiss: Gute Leitfähigkeit (~80% von E-Cu), höhere Festigkeit und bessere Zerspanbarkeit. Für reine Leitfähigkeit ist E-Cu (Cu-ETP) die einzige Wahl.
Kann Kupfer beschichtet werden?
Ja — Vernickeln (gegen Anlaufen), Verzinnen (Lötbarkeit), Versilbern (Kontaktflächen) oder Vergolden (Korrosionsschutz bei Kontakten) sind übliche Beschichtungen für CNC-Kupferteile.
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