CNC-Bearbeitung von Baustählen und Edelstahl

CNC-Bearbeitung von Baustählen und Edelstahl

Die CNC-Bearbeitung von Baustählen und Edelstahl ist eine hochpräzise Fertigungsmethode, die in einer Vielzahl von Industrien eingesetzt wird. Durch den Einsatz computergesteuerter Maschinen (CNC – Computerized Numerical Control) können komplexe Werkstücke mit engen Toleranzen effizient und reproduzierbar hergestellt werden.

Materialeigenschaften und Einsatzbereiche

Baustähle

• Unlegierte Baustähle:
  • Beispiele: S235JR, S355J2
  • Eigenschaften:
    • Gute Bearbeitbarkeit.
    • Kostengünstig und vielseitig einsetzbar.
  • Einsatzbereiche:
    • Bauwesen, Maschinenbau, einfache Konstruktionen.
• Legierte Baustähle:
  • Beispiele: 16Mo3, 13CrMo4-5
  • Eigenschaften:
    • Höhere Festigkeit und Hitzebeständigkeit.
    • Für anspruchsvollere Anwendungen geeignet.
  • Einsatzbereiche:
    • Druckbehälter, Kesselbau, Kraftwerkskomponenten.

Edelstahl

• Austenitische Edelstähle:
  • Beispiele: 1.4301 (AISI 304), 1.4404 (AISI 316L)
  • Eigenschaften:
    • Hervorragende Korrosionsbeständigkeit.
    • Gute Zähigkeit auch bei tiefen Temperaturen.
  • Einsatzbereiche:
    • Chemie-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie.
• Ferritische und martensitische Edelstähle:
  • Beispiele: 1.4003, 1.4021
  • Eigenschaften:
    • Gute Korrosionsbeständigkeit, höhere Härte.
    • Teilweise magnetisch.
  • Einsatzbereiche:
    • Maschinenbau, Dekorelemente, Werkzeuge.
• Duplex-Edelstähle:
  • Beispiele: 1.4462
  • Eigenschaften:
    • Kombination aus hoher Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
  • Einsatzbereiche:
    • Offshore-Technik, Chemieanlagen.

Prozesse der CNC-Bearbeitung

1. CNC-Drehen

• Beschreibung: Rotationssymmetrische Werkstücke werden durch das Entfernen von Material geformt.
• Anwendungen:
  • Herstellung von Wellen, Buchsen, Flanschen.
• Materialbesonderheiten:
  • Baustähle lassen sich leichter drehen als Edelstahl.
  • Edelstahl erfordert geringere Schnittgeschwindigkeiten und spezielle Schneidwerkzeuge.

2. CNC-Fräsen

• Beschreibung: Komplexe Geometrien wie Nuten, Taschen oder Konturen werden durch Materialabtrag geformt.
• Anwendungen:
  • Gehäuseteile, Maschinenelemente, Formenbau.
• Materialbesonderheiten:
  • Edelstahl erzeugt höhere Schnittkräfte und erfordert stabile Werkzeugspannungen.
  • Kühlmittel sind bei der Fräsbearbeitung von Edelstahl entscheidend, um Überhitzung zu vermeiden.

3. CNC-Bohren

• Beschreibung: Herstellung von präzisen Bohrungen oder Vertiefungen.
• Anwendungen:
  • Schraubenlöcher, Passbohrungen, Durchgangslöcher.
• Materialbesonderheiten:
  • Beim Bohren von Edelstahl besteht eine erhöhte Gefahr von Verhärtungen, wenn der Bohrer nicht scharf genug ist.

Werkzeuge und Maschinenparameter

1. Schneidwerkzeuge

• Materialien:
  • HSS (High Speed Steel): Für einfache Baustähle.
  • Hartmetall: Für Edelstahl und hochlegierte Stähle.
  • PKD (polykristalliner Diamant): Für extreme Präzision und Langlebigkeit.
• Beschichtungen:
  • TiN (Titannitrid), TiAlN (Titanaluminiumnitrid) zur Reduzierung von Verschleiß.

2. Maschinenparameter

• Schnittgeschwindigkeit:
  • Niedriger für Edelstahl, um Werkzeugverschleiß zu reduzieren.
• Vorschubrate:
  • Optimiert für Material und gewünschte Oberflächenqualität.
• Kühlmittel:
  • Notwendig für Edelstahl, um Überhitzung und Werkzeugverformung zu vermeiden.

Herausforderungen bei der Bearbeitung

1. Baustähle:
   • Spanbildung: Lange Späne können Maschinenkomponenten beschädigen; angepasste Geometrien der Schneidwerkzeuge helfen.
   • Härteunterschiede: Legierte Baustähle erfordern spezielle Bearbeitungsstrategien.
2. Edelstahl:
   • Werkstoffverfestigung: Entsteht durch hohe Temperaturen und kann die Bearbeitung erschweren.
   • Hohe Schnittkräfte: Stabilität der Maschine und Werkzeuge ist entscheidend.
   • Wärmeableitung: Edelstahl hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit, wodurch die Wärme sich im Werkzeug konzentriert.

Qualitätskontrolle

1. Maßgenauigkeit:
   • Koordinatenmessgeräte (CMM) für präzise Prüfung von Toleranzen.
2. Oberflächenqualität:
   • Rauheitsmessung für hochpräzise Anwendungen.
3. Materialprüfung:
   • Härte- und Zugfestigkeitsprüfungen zur Sicherstellung der Werkstoffeigenschaften.

Anwendungsbereiche

1. Maschinenbau:
   • Wellen, Zahnräder, Verbindungselemente.
2. Automobilindustrie:
   • Motorkomponenten, Getriebegehäuse.
3. Chemie- und Lebensmittelindustrie:
   • Behälter, Rohrleitungen, Flansche.
4. Medizintechnik:
   • Implantate, chirurgische Instrumente.

Fazit

Die CNC-Bearbeitung von Baustählen und Edelstahl ist ein anspruchsvolles, aber vielseitiges Verfahren. Dank moderner Maschinen und Technologien können auch komplexe Werkstücke mit höchsten Anforderungen an Präzision, Festigkeit und Oberflächenqualität realisiert werden. Eine sorgfältige Materialwahl, optimierte Bearbeitungsparameter und hochwertige Werkzeuge sind entscheidend für den Erfolg.

Lager > Biegen, Schweißen,Drehen, Bohren : Flanschen