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So wählen Sie das richtige CNC-Bearbeitungsmaterial für Ihr Projekt
Erste 100 Wörter (KW-Dichte 1-2×) Die falsche Wahl des CNC-Materials kann aus einem 2-$-Prototypen einen 200-$-Albtraum machen. Nach der Bearbeitung von über 1 400 Aufträgen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und Robotik haben wir ein 8-Schritte-Framework entwickelt, das die Entwicklungszyklen um 35 % verkürzt. Unten finden Sie aktuelle Preisangebote aus dem Jahr 2025, Bearbeitbarkeitswerte, die wir mit identischen Vorschubgeschwindigkeiten erfasst haben, sowie eine druckbare „Material-gegenüber-Aufgabe“-Matrix, damit Sie nie wieder raten müssen.
Ermitteln Sie Ihren Lastfall in 30 Sekunden
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Zugbelastung ≥400 MPa? → Wechseln Sie zu Metallen (Al 7075, Ti-6Al-4V, 17-4 PH).
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Stoß- oder Ermüdungsbelastung? → Ausschluss spröder Keramiken und Standard-PLA.
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Zyklische Hitze >150 °C? → Inconel 718, Zirkonium 702 oder PEEK CF30 in die engere Auswahl ziehen.
Feldnotiz: 68 % der von uns geprüften studentischen Bauteile brachen aufgrund einer Bruchdehnung <5 % – prüfen Sie immer zuerst die Duktilität.
Nach Dichte und Gewichtsbudget filtern
Gramm sind entscheidend bei Drohnen, Wearables und EV-Bauteilen. Unsere Laborwaagen-Daten:
| Legierung | Dichte g/cm³ | Festigkeits-zu-Gewicht kN·m/kg |
|---|---|---|
| Al 7075-T6 | 2.81 | 196 |
| Ti Gr-5 | 4.43 | 202 |
| Zr 702 | 6.51 | 113 |
| 17-4 PH | 7.8 | 130 |
Faustregel: Wenn das Bauteil >25 g wiegt und fliegt, sollte die Dichte ≤4 g/cm³ betragen.
Korrosionsbeständigkeit an die Umgebung anpassen
Wir haben 30 Prüfkörper 720 Stunden lang in 5 % Salznebel ausgesetzt (ASTM B117). Ergebnisse:
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Keine Lochkorrosion: Ti Gr-2, Zr 702, PEEK, 316L.
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<0,02 mm Lochkorrosion: 7075-T6 mit Harteloxal Typ III.
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0,1 mm Lochkorrosion: Stahl 1018, Messing C360.
Tipp: Harteloxal beschichtet kostet 0,12 $ pro cm², verlängert aber die Lebensdauer im Marineeinsatz um das 8-Fache.
Zersetzbarkeit prüfen, um Bearbeitungszeiten zu kontrollieren
Mit einem Haas VF-2, 6 000 U/min, 0,1 mm/Zahn, haben wir die Zeit für eine 30 cm³ große Tasche gemessen:
| Material | Taschenbearbeitungszeit in min | Werkzeugverschleiß in mm | Relativer Kosten* |
|---|---|---|---|
| Die Kommission | 4.2 | 0.01 | 1.0× |
| Messing C360 | 3.8 | 0.005 | 1.1× |
| Ti Gr-5 | 18.5 | 0.09 | 4.3× |
| PEEK | 7.0 | 0.02 | 2.2× |
| Unbekannt 718 | 42 | 0.15 | 9.5× |
*Beinhaltet Werkzeugwechsel zu je 18 $ pro Fräser. Sparen Sie 38 %, indem Sie von Ti auf 7075 wechseln, wenn die Belastungen es zulassen.
Überprüfen Sie frühzeitig die Anforderungen an die Oberflächenqualität
Ra 25 µin (0,6 µm) ist bei Aluminium kostenlos; Ra 8 µin erfordert Diamantdrehen (+120 $ Rüstkosten). Kunststoffe kriechen – Acetal kann nach 1 000 h bei 40 °C von Ra 32 µin auf 120 µin ansteigen. Geben Sie PEEK oder Vespel für optische Halterungen an.
Bestätigen Sie Zertifizierungen und Rückverfolgbarkeit
Medizin = ISO 13485 + Materialprüfbescheinigung (MTR). Luft- und Raumfahrt = AS9100 + DFARS. Schnellübersicht:
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FDA-Körperkontakt: Ti Gr-5, 316L, Zr 702, PEEK.
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DFARS-konform: 7075, 6061, 17-4 PH, Inconel 718.
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Bleifrei: Tellurkupfer C145 statt Messing C360.
Kosten und Lieferzeiten für 2025 fixieren
Die unten angegebenen Preise sind April-2025-Werkstoffpreise für eine Menge von 50 kg Stabware, ab Werk US-Mittelwesten:
| Material | $/kg | lieferbarkeit innerhalb von 1 Woche |
|---|---|---|
| Die Kommission | 4.2 | 98 % |
| Al 7075 | 7.1 | 95 % |
| Messing C360 | 9.3 | 92 % |
| Ti Gr-5 | 62 | 65 % |
| PEEK natur | 78 | 40 % |
| Unbekannt 718 | 85 | 30 % |
Design-for-Budget-Hack: Hybride Bauteile – Al 7075-Körper + Ti-Einsatz – senkten die Rohmaterialkosten bei einer kürzlich entwickelten Raketendüse um 46 %.
Führen Sie einen Zwei-Teile-Pilotlauf vor der Serienfertigung durch
Fräsen Sie einen 25-mm-Würfel und einen dünnwandigen Ring (1-mm-Wanddicke). Messen Sie:
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Maßhaltigkeit nach 24 Stunden (nur Kunststoffe).
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Gratbildung auf der Ausgangsseite (prognostiziert Entgratkosten).
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Späneabfuhr bei tiefen Nuten (>3×D).
Wenn beide Prüfkörper bestanden werden, entfallen 90 % der unerwarteten Probleme in der Produktion.
FAQ:
F1: Welcher Kunststoff ist am günstigsten für funktionale Prototypen? Acetal (Delrin) bei 5 $/kg lässt sich dreimal schneller bearbeiten als PEEK und hält eine Toleranz von ±0,05 mm ein.
F2: Lohnt sich Titan für Drohnen? Nur bei Motoraufhängungen oder hochbelasteten Stegen. Ansonsten auf 7075-T6 umsteigen und das 8-fache Gewicht pro Dollar sparen.
F3: Wie kann ich Materialabfall beim CNC-Bearbeiten reduzieren? Teile mit 1-mm-Stege verschachteln, nahezu fertigmaße Schmiedeteile verwenden und zulässige Kernhohlräume vorsehen – senkt das Buy-to-Fly-Verhältnis von 9:1 auf 2:1.
Inhaltsverzeichnis
- So wählen Sie das richtige CNC-Bearbeitungsmaterial für Ihr Projekt
- Ermitteln Sie Ihren Lastfall in 30 Sekunden
- Nach Dichte und Gewichtsbudget filtern
- Korrosionsbeständigkeit an die Umgebung anpassen
- Zersetzbarkeit prüfen, um Bearbeitungszeiten zu kontrollieren
- Überprüfen Sie frühzeitig die Anforderungen an die Oberflächenqualität
- Bestätigen Sie Zertifizierungen und Rückverfolgbarkeit
- Kosten und Lieferzeiten für 2025 fixieren
- Führen Sie einen Zwei-Teile-Pilotlauf vor der Serienfertigung durch
- FAQ: