CNC-Metallteile:
Die CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) hat sich aufgrund ihrer hohen Präzision, Effizienz und Materialanpassungsfähigkeit zu einer Schlüsseltechnologie in der Herstellung von Metallteilen entwickelt. Von der Luft- und Raumfahrt bis zur Unterhaltungselektronik können verschiedene Metallwerkstoffe durch CNC-Bearbeitung unterschiedliche Leistungsanforderungen erfüllen. Nachfolgend werden gängige Metallwerkstücke und ihre Anwendungen vorgestellt:
1. Aluminiumlegierung
Eigenschaften: Leicht (Dichte 2,7 g/cm³), korrosionsbeständig, leicht zu bearbeiten. Wärmebehandlung (z. B. T6) erhöht die Festigkeit und erreicht eine Zugfestigkeit von bis zu 310 MPa.
Typische Komponenten:
Luft- und Raumfahrt: Flugzeughäute, Halterungen (über 30% Gewichtsreduzierung, verbesserte Treibstoffeffizienz).
Unterhaltungselektronik: Laptop-Gehäuse, Smartphone-Midframes (eloxiert für matte Oberflächen).
Automobilindustrie: Motorblöcke, Radnaben (bessere Wärmeableitung als bei Gusseisen, 50% Gewichtsreduzierung).
2. Rostfreier Stahl
Merkmale: Chromgehalt ≥10,5%, außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit (z. B. 304/316L-Sorten), hohe Festigkeit (Zugfestigkeit 520-1030 MPa).
Typische Anwendungen:
Medizinische Geräte: Chirurgische Instrumente, Implantate (Edelstahl 316L in medizinischer Qualität, gemäß ISO 5832-1 Biokompatibilitätsnormen).
Maschinen für die Lebensmittelverarbeitung: Brauereianlagen, Rohrleitungen (Qualität 304 widersteht Chloridkorrosion, FDA-zertifiziert).
Architektonische Oberflächen: Vorhanggarnituren, Handläufe (hochglanzpoliert, Oberflächenrauhigkeit Ra ≤ 0,05μm).
3. Titan-Legierungen
Eigenschaften: Hohe Festigkeit (Verhältnis von Festigkeit zu Dichte doppelt so hoch wie bei Stahl), hohe Temperaturbeständigkeit (stabil unter 600°C), ausgezeichnete Biokompatibilität.
Typische Anwendungen:
Luft- und Raumfahrt: Triebwerksschaufeln, Fahrwerk (TC4-Titanlegierung, höhere Ermüdungsfestigkeit als Aluminiumlegierungen).
Medizinischer Bereich: Künstliche Gelenke, Zahnimplantate (Ti6Al4V ELI-Qualität, einstellbare Porosität fördert die Osseointegration).
Spitzensport: Fahrradrahmen, Golfschlägerköpfe (40% verbesserte Stoßdämpfung, 60% leichter als Stahlkomponenten).
4. Kupferlegierungen
Eigenschaften: Außergewöhnliche elektrische Leitfähigkeit (Leitfähigkeit von reinem Kupfer ≥98% IACS), hervorragende Wärmeleitfähigkeit (Wärmeleitfähigkeit von Messing 108W/(m-K)), hohe Verschleißfestigkeit.
Typische Anwendungen:
Leistungselektronik: Reihenklemmen, Kühlkörper (C1100 reines Kupfer, Übergangswiderstand ≤0,5mΩ).
Autoindustrie: Lagerbuchsen, Zahnräder (C95400 Aluminiumbronze, Härte bis zu 30 HRC, 3x längere Lebensdauer).
Dekorative Anwendungen: Uhrenteile, Skulpturen (Messing C26000, hochwertige Oberflächenveredelung durch Drahtbürsten oder Vergoldung).
5. Magnesium-Legierungen
Eigenschaften: Leichtestes Konstruktionsmetall (Dichte 1,74 g/cm³), hohe Steifigkeit (E-Modul 45 GPa), hervorragende schwingungsdämpfende Eigenschaften.
Typische Komponenten:
3C-Produkte: Laptop-Gehäuse, Kamerarahmen (AZ91D-Magnesiumlegierung, bessere elektromagnetische Abschirmung als Aluminiumlegierungen).
Leichtbau im Automobilbereich: Armaturenbretthalterungen, Sitzrahmen (erhebliche Gewichtsreduzierung - jede Reduzierung um 100 kg senkt den Kraftstoffverbrauch um 0,3 l/100 km).
Sportgeräte: Snowboards, Fahrradnaben (25% verbessert die Stoßdämpfung und verringert das Risiko von Sportverletzungen).
6. Werkzeugstahl
Eigenschaften: Hohe Härte (HRC 58-65), rote Härte (Härteerhaltung ≥50HRC bei 600°C), hohe Verschleißfestigkeit.
Typische Anwendungen:
Formenbau: Spritzgussformen, Druckgussformen (H13-Stahl, thermische Ermüdungsfestigkeit von mehr als 100.000 Zyklen).
Schneidwerkzeuge: Bohrer, Fräser (Hochgeschwindigkeitsstahl M42, mit 8% Kobalt, Schnittgeschwindigkeit 50% höher als bei Standardstahl).
Messwerkzeuge: Messschieber, Bügelmessschrauben (GCr15-Lagerstahl, Maßhaltigkeit ≤1μm/Jahr).
Schlussfolgerung
Die CNC-Bearbeitung ermöglicht eine umfassende Materialabdeckung - von leichten Aluminiumlegierungen bis hin zu hochwarmfesten Titanlegierungen und von hochleitfähigen Kupferlegierungen bis hin zu ultraharten Werkzeugstählen - durch eine präzise Steuerung der Werkzeugwege und Schnittparameter.
Ob in der Luft- und Raumfahrt, wo es auf höchste Leistung ankommt, oder in der Unterhaltungselektronik, wo die Kosteneffizienz im Vordergrund steht, CNC-gefertigte Metallteile erfüllen durch Materialauswahl und Prozessoptimierung strenge Fertigungsanforderungen.
