Sie kennen das sicher: Da steht eine dringende Aluminium-Serienbearbeitung an, und plötzlich kämpfen Sie mit Aufbauschneiden, schlechten Oberflächen oder viel zu langen Bearbeitungszeiten. Dabei liegt die Lösung oft in einem Bereich, den viele unterschätzen – den optimalen Schnittparametern.
Die CNC Aluminiumbearbeitung kann eine echte Goldgrube sein. Kurze Zykluszeiten, exzellente Oberflächen und lange Werkzeugstandzeiten sind möglich – wenn Sie wissen, worauf es ankommt. Genau hier setzen wir heute an. Ich zeige Ihnen, wie Sie mit den richtigen Schnittdaten Ihre Produktivität massiv steigern und gleichzeitig die Qualität Ihrer Aluminiumteile verbessern.
Wie oft haben Sie schon erlebt, dass ein perfekt programmiertes Aluminiumteil in der Praxis dann doch nicht so aussieht wie geplant? Aluminium verzeiht keine Fehler bei den Schnittparametern. Das merken Sie spätestens, wenn die Späne am Fräser kleben oder das fertige Teil aussieht wie eine Kraterlandschaft.
Der Werkstoff hat seine Tücken. Die hohe Duktilität führt schnell zu klebrigen Spänen, die sich um den Fräser wickeln. Die gute Wärmeleitfähigkeit kann bei falschen Parametern zu Verzug führen. Und dann wäre da noch die berüchtigte Aufbauschneidenbildung – der Albtraum jedes Zerspaners.
Die gute Nachricht: Mit optimierten Schnittparametern verwandeln Sie diese Herausforderungen in Vorteile. Aluminium lässt sich nämlich hervorragend zerspanen – oft mit Schnittgeschwindigkeiten, die beim Stahlfräsen undenkbar wären. Ich spreche hier von 500 bis über 2000 m/min bei weichen Legierungen! Das ist kein Druckfehler. Mit der richtigen Herangehensweise sind diese Werte absolut realistisch.
Und was bringt Ihnen das Ganze nun finanziell? Die Zahlen sind beeindruckend. Eine Zykluszeitreduktion von nur 15% bei 1000 Betriebsstunden pro Jahr spart Ihnen bei einem Maschinenstundensatz von 100 Euro satte 15.000 Euro. Das ist noch konservativ gerechnet!
In der Praxis habe ich schon Betriebe gesehen, die ihre Schruppzeiten um 60% reduziert haben. Stellen Sie sich vor, was das für Ihre Kalkulation bedeutet. Plötzlich werden Aufträge rentabel, die vorher knapp kalkuliert waren. Sie können aggressivere Preise bieten und trotzdem mehr verdienen.
Aber es geht nicht nur um Geschwindigkeit. Optimale Schnittparameter bedeuten auch:
Ein Kunde von POS (Lohnfertiger), hat durch systematische Parameteroptimierung seine Gewinnmarge bei Aluminiumteilen um 35% gesteigert. Und das ohne neue Maschinen – nur durch bessere Nutzung des vorhandenen Equipments.
Schauen wir uns die Stellschrauben genauer an, an denen Sie drehen können. Und glauben Sie mir: Das Verständnis dieser Parameter macht den Unterschied zwischen “irgendwie durchkommen” und “richtig Geld verdienen”.
Die Schnittgeschwindigkeit ist Ihr wichtigster Hebel für Produktivität. Sie gibt an, wie schnell sich die Schneide relativ zum Werkstück bewegt. Bei Aluminium können Sie hier richtig Gas geben – vorausgesetzt, Ihre Maschine macht mit.
Die Formel kennen Sie sicher: vc = (π × D × n) / 1000
Aber die richtigen Werte? Die hängen stark von Ihrer Aluminiumlegierung ab. Und hier wird’s interessant:
Weiche Legierungen (1xxx, 5xxx Serie): Hier sind 500-2000 m/min keine Seltenheit. Ja, Sie haben richtig gelesen. Bei Reinaluminium fahre ich regelmäßig mit 1500 m/min und mehr. Die Späne fliegen nur so von der Maschine.
Standard-Knetlegierungen (6061, 6082): Der Brot-und-Butter-Bereich der meisten Fertiger. Beim Schruppen sind 250-500 m/min ein guter Start, beim Schlichten dürfen’s gerne 300-600 m/min sein. Mit modernen Werkzeugen und stabilen Maschinen geht oft noch mehr.
Hochfeste Legierungen (7075): Hier müssen Sie etwas vorsichtiger sein. 200-450 m/min sind realistisch. Die höhere Festigkeit bedeutet mehr Schnittkraft und mehr Wärmeentwicklung.
Gusslegierungen mit hohem Si-Anteil: Das sind die Werkzeugkiller. Mit Standard-VHM kommen Sie bei 100-300 m/min an Ihre Grenzen. Aber mit PKD-Werkzeugen? Da sind wieder 1000 m/min und mehr drin.
Praxistipp aus meiner Erfahrung: Zu niedrige Schnittgeschwindigkeiten sind Gift für Aluminium! Unter 200 m/min fangen die Probleme an. Das Material klebt, die Oberfläche wird schlecht, und Ihre Werkzeuge leiden. Lieber etwas höher fahren und die Kühlung im Auge behalten.
Der Vorschub pro Zahn bestimmt, wie dick Ihr Span wird. Und hier liegt oft ungenutztes Potenzial. Viele fahren aus Angst vor Werkzeugbruch viel zu zaghaft. Das Ergebnis? Die Schneide reibt mehr als sie schneidet.
Die Grundlagen von Vorschub und Drehzahl für optimale Zerspanung sollte jeder Zerspaner verstehen. Aber bei Aluminium gelten besondere Regeln.
Typische Werte für die Praxis:
Aber Achtung: Diese Werte gelten für Vollschnitt! Bei teilweiser radialer Zustellung müssen Sie kompensieren.
Die Spanausdünnung – ein kritischer Faktor: Bei geringer radialer Zustellung (ae < D/2) wird der tatsächliche Span dünner als der programmierte Vorschub. Das führt zu Reibung statt Schneiden. Die Lösung? Erhöhen Sie den Vorschub! Bei ae = 10% des Fräserdurchmessers können Sie den Vorschub fast verdoppeln. Das ist keine Theorie – das ist bewährte Praxis.
Ein Beispiel aus meiner Werkstatt: 10mm Fräser, ae = 1mm (10%), programmierter fz = 0,08 mm/Zahn funktioniert nicht. Die Oberfläche wird schlecht, der Fräser quietscht. Mit fz = 0,14 mm/Zahn läuft’s wie geschmiert. Der Span hat wieder die richtige Dicke zum sauberen Schneiden.
Hier hat sich in den letzten Jahren eine Revolution vollzogen. Vergessen Sie die alte Regel “flach und breit”. Moderne Strategien arbeiten genau umgekehrt: tief und schmal!
Konventionelles Schruppen – der alte Weg:
Modernes Schruppen – der neue Standard:
Trochoidalfräsen – die Königsdisziplin:
Bei dieser Strategie nutzen Sie die volle Schneidenlänge:
Das klingt verrückt? Die Zahlen sprechen für sich: 60% kürzere Schruppzeiten sind keine Seltenheit. Und die Werkzeuge halten doppelt so lange, weil die Last gleichmäßig über die gesamte Schneide verteilt wird.
Schlichten – hier zählt Präzision:
Die POSmill Bearbeitungszentren für präzise Aluminiumbearbeitung mit ihrer hohen Steifigkeit erlauben hier besonders aggressive Parameter ohne Qualitätseinbußen. Das macht sich direkt in der Stückzeit bemerkbar.
Die besten Parameter nutzen aber nichts, wenn Ihre Maschine nicht mitspielt. Und hier trennt sich oft die Spreu vom Weizen.
Steifigkeit ist King: Eine vibrierende Maschine ruiniert jede Oberfläche und jeden Werkzeugschneid. Bei Aluminium mit seinen hohen Schnittgeschwindigkeiten werden Schwächen gnadenlos aufgedeckt. Eine Maschine mit 35% mehr Masse und entsprechender Verrippung macht hier den Unterschied. Plötzlich laufen Prozesse stabil, die vorher undenkbar waren.
Spindeldrehzahl – ohne geht’s nicht: Für vernünftige Aluminiumbearbeitung brauchen Sie mindestens 12.000 U/min. Besser sind 15.000 oder 18.000 U/min. Warum? Nur so erreichen Sie bei kleineren Werkzeugen die nötigen Schnittgeschwindigkeiten. Ein 6mm Fräser braucht für 600 m/min schon über 30.000 U/min!
Präzision der Achsen: Glasmaßstäbe sind bei Aluminium kein Luxus, sondern Notwendigkeit. Die thermische Ausdehnung von Aluminium ist erheblich. Ohne präzise Positionsrückmeldung produzieren Sie Ausschuss.
Jetzt wird’s konkret. Denn Aluminium ist nicht gleich Aluminium. Die Unterschiede zwischen den Legierungen sind gewaltig – und wer sie ignoriert, verschenkt bares Geld. Die Spanbarkeitsklassen verschiedener Aluminiumlegierungen helfen bei der richtigen Einordnung und Parameterwahl.
Diese Legierungen dominieren die Teilefertigung. Warum? Sie bieten die perfekte Balance aus Festigkeit, Bearbeitbarkeit und Preis. Hier können Sie richtig Gas geben:
Schnittgeschwindigkeit:
Vorschub:
Besonderheiten: Diese Legierungen verzeihen kleine Fehler. Aber Achtung: Bei zu niedrigen Schnittgeschwindigkeiten (unter 250 m/min) drohen Aufbauschneiden! Das Material klebt dann regelrecht am Werkzeug. Die Folge: schlechte Oberflächen und rapider Werkzeugverschleiß.
Praxisbeispiel: Ein Gehäuse aus 6082, 100×80×40mm, komplett aus dem Vollen. Mit konventionellen Parametern: 45 Minuten. Mit optimierten HSC-Parametern und Trochoidalfräsen: 18 Minuten. Das ist kein Einzelfall – das ist Standard, wenn Sie’s richtig machen.
Die Königsklasse im Sondermaschinenbau. Wenn’s auf Festigkeit ankommt, führt kein Weg an 7075 vorbei. Aber die Bearbeitung hat ihre Tücken:
Schnittgeschwindigkeit:
Vorschub:
Kritische Punkte:
Profi-Tipp: Bei dünnwandigen 7075-Teilen arbeite ich gerne mit der “Sandwich-Methode”. Das Teil bleibt bis zum Schluss mit Stegen am Rohmaterial verbunden. Erst ganz am Ende trenne ich es ab. So vermeide ich Verzug durch freigesetzte Spannungen.
Sobald der Siliziumgehalt über 7% steigt, wird’s kritisch. Diese Legierungen sind hochabrasiv – wie Schleifpapier für Ihre Werkzeuge. Aber keine Panik, es gibt Lösungen:
Mit VHM-Werkzeugen:
Mit PKD-Werkzeugen – die Rettung:
Die Investitionsrechnung: PKD-Werkzeuge kosten das 3-5fache von VHM. Aber sie halten 10-20x länger bei Gusslegierungen. Ab 500 Teilen pro Serie rechnet sich das fast immer. Bei kritischen Oberflächen sowieso.
Eine detaillierte Übersicht aller Legierungen mit Zerspanbarkeitswerten finden Sie in dieser Tabelle der Aluminiumlegierungen nach DIN EN 573. Ein Blick lohnt sich, bevor Sie neue Materialien bearbeiten.
Im Werkzeug- und Formenbau gelten nochmal eigene Regeln. Hier zählt nicht nur Geschwindigkeit, sondern vor allem die Oberflächengüte. Schließlich bestimmt die Formoberfläche direkt die Qualität der späteren Spritzgussteile.
Geeignete Legierungen:
Schlichtparameter für Spiegelglanz:
Der Trick: Arbeiten Sie mit Bahnenabstand unter 0,1mm und verwenden Sie nur Werkzeuge in Top-Zustand. Schon minimale Schneidkantenausbrüche ruinieren die Oberfläche.
Vergessen Sie alles, was Sie über konventionelles Fräsen gelernt haben. Die Zukunft gehört intelligenten Strategien, die Ihre Produktivität verdoppeln können. Und das Beste: Diese Techniken sind keine Zukunftsmusik – Sie können sie heute schon einsetzen.
HSC-Fräsen auf 3-Achs-Maschinen meistern ist keine Raketenwissenschaft. Die Grundidee ist simpel: hohe Drehzahlen, hohe Vorschübe, geringe Zustellungen.
Was bringt’s konkret?
Die Praxis: Bei einem Elektronikgehäuse aus 6061 fahre ich typischerweise:
Voraussetzung: Eine dynamische Maschine ist Pflicht. Die 5-Achs-Bearbeitungszentrum POSmill H 500 U mit 18.000 U/min und hoher Beschleunigung ist hier ideal aufgestellt.
Diese Strategie hat meine Herangehensweise an tiefe Nuten und Taschen revolutioniert. Statt konventionell mit hoher radialer Belastung zu fräsen, bewegt sich der Fräser in kreisförmigen oder spiralförmigen Bahnen.
Die Vorteile sind dramatisch:
Ein Praxisbeispiel: Tiefe Tasche 30×30×40mm in 7075:
Der Clou: Sie können billigere Werkzeuge verwenden! Durch die geringe radiale Belastung reichen oft einfache 2-Schneider. Die gesparten Werkzeugkosten sind ein netter Bonus zur Zeitersparnis.
Moderne CAM-Systeme sind clever geworden. Sie passen die Werkzeugbahn intelligent an die Bauteilgeometrie an. Das Ziel: konstante Werkzeugbelastung, egal ob in der Ecke oder auf der Geraden.
Was bedeutet das praktisch?
Die Umsetzung: Die meisten modernen CAM-Systeme bieten adaptive Strategien. Bei Mastercam heißt’s “Dynamic”, bei Fusion 360 “Adaptive Clearing”, bei hyperMILL “Adaptive Roughing”. Die Namen variieren, das Prinzip ist gleich.
Die wahre Magie entsteht, wenn Sie verschiedene Strategien kombinieren. Mein Lieblingsansatz für komplexe Aluminiumteile:
Das Ergebnis? Ich habe Bearbeitungszeiten schon um 70% reduziert – bei besserer Qualität als vorher. Das ist kein Einzelfall, das ist reproduzierbar.
Für die erfolgreiche Umsetzung dieser Strategien ist Know-how entscheidend. Die Prozessoptimierung durch den POS-Service hilft Ihnen, diese Potenziale auch in Ihrem Betrieb zu heben.
Lassen Sie uns über Werkzeuge reden. Denn das beste Bearbeitungszentrum nutzt nichts, wenn vorne ein stumpfer Fräser drin steckt. Bei Aluminium sind die Anforderungen speziell – und die Auswahl riesig.
Vollhartmetall-Werkzeuge sind der Standard in der Aluminiumbearbeitung. Aber VHM ist nicht gleich VHM. Für Aluminium brauchen Sie spezielle Geometrien:
Die Must-haves:
Schneidenzahl – weniger ist mehr:
Bei Stahl sind beschichtete Werkzeuge Standard. Bei Aluminium ist’s komplizierter. Die falschen Beschichtungen machen alles nur schlimmer.
Die Guten:
Die Schlechten:
Mein Tipp: Für die meisten Anwendungen reichen unbeschichtete, hochglanzpolierte VHM-Fräser völlig aus. Die sind günstiger und funktionieren super – wenn die Geometrie stimmt.
Polykristalliner Diamant ist der König der Schneidstoffe. Extrem hart, extrem verschleißfest – und extrem teuer. Aber in den richtigen Anwendungen unschlagbar.
Wann lohnt PKD?
Die Vorteile in Zahlen:
Der Haken: Die Anschaffungskosten. Ein PKD-Fräser kostet schnell 300-500 Euro. Aber rechnen Sie mal durch: Bei 15x längerer Standzeit und höheren Schnittgeschwindigkeiten amortisiert sich das schneller als gedacht.
Ohne vernünftige Kühlung geht bei Aluminium gar nichts. Vor allem die effiziente Abfuhr der langen, zähen Späne ist kritisch. Hier lohnt auch ein Blick in unseren Praxis-Leitfaden zum Spanmanagement bei der CNC-Aluminiumbearbeitung. Doch auch bei den Kühlmethoden haben Sie Optionen:
Emulsion – der Klassiker:
MMS – die moderne Alternative:
Trocken – nur für Profis:
Das CERATIZIT Ratgeber zur Aluminiumzerspanung bietet weitere Details zu Werkzeugen und Kühlstrategien.
Genug Theorie – wie setzen Sie das Ganze jetzt konkret um? Hier meine bewährte Schritt-für-Schritt-Anleitung.
Ohne Messung keine Verbesserung. Dokumentieren Sie für eine typische Aluminiumbearbeitung:
Tipp: Ein einfaches Excel-Sheet reicht. Hauptsache, Sie haben Zahlen zum Vergleichen.
Wildes Rumprobieren bringt nichts. Gehen Sie systematisch vor:
Die Testreihenfolge:
Dokumentation ist alles: Notieren Sie zu jedem Test:
Sparen Sie nicht am falschen Ende. Für erfolgreiche Aluminiumbearbeitung brauchen Sie:
Grundausstattung:
Qualität vor Quantität: Lieber drei richtig gute Werkzeuge als zehn mittelmäßige. Ein hochwertiger Markenfräser hält oft 5x länger als Billigware – und liefert bessere Oberflächen.
Ihre Maschine muss die optimalen Parameter auch umsetzen können. Kritische Checkpunkte:
Mechanik:
Kühlung:
Steuerung:
Die 3-Achs-Fräsmaschine POSmill CE 1000 bietet hier bereits in der Grundausstattung optimale Voraussetzungen.
Die beste Maschine nutzt nichts bei schlechter Programmierung. Moderne CAM-Systeme bieten unglaubliche Möglichkeiten – man muss sie nur nutzen.
Die wichtigsten CAM-Features für Aluminium:
Praktischer Tipp: Investieren Sie in Schulung! Ein zweitägiger CAM-Kurs kann Ihre Produktivität um 30% steigern. Das rechnet sich nach wenigen Wochen.
Einmal optimiert ist nicht genug. Erfolgreiche Betriebe verbessern kontinuierlich:
Der PDCA-Zyklus für die Zerspanung:
Wissensmanagement: Erfolgreiche Parameter gehören in eine Datenbank. Ob Excel, Access oder professionelle Schnittwertdatenbank – Hauptsache dokumentiert und für alle zugänglich.
Aus Fehlern wird man klug – aber müssen es immer die eigenen sein? Hier die häufigsten Patzer bei der Aluminiumbearbeitung und wie Sie sie vermeiden.
Das Problem: “Sicher ist sicher” denken viele und fahren mit 150 m/min. Fatal! Bei Aluminium führt das zu Aufbauschneiden, schlechten Oberflächen und rapidem Werkzeugverschleiß.
Die Lösung: Mut zur Geschwindigkeit! Starten Sie bei mindestens 300 m/min und tasten Sie sich nach oben. Moderne Maschinen und Werkzeuge verkraften locker 600 m/min und mehr.
Das Problem: ae = 2mm bei 10mm Fräser, aber der Vorschub bleibt bei 0,08 mm/Zahn. Die Folge: Der Fräser reibt nur, die Späne werden zu Pulver, die Standzeit geht in den Keller.
Die Lösung: Kompensieren Sie die Spanausdünnung! Bei ae = 20% können Sie den Vorschub fast verdoppeln. Viele CAM-Systeme machen das automatisch – wenn man’s aktiviert.
Das Problem: “Läuft doch” – bis die erste Aufbauschneiden kommt. Oder der KSS-Tank umkippt und stinkt.
Die Lösung: KSS-Pflege ist kein Luxus! Wöchentliche Konzentrationsmessung, pH-Wert-Kontrolle, regelmäßiges Absaugen von Fremdöl. Bei MMS: tägliche Kontrolle der Ölmenge.
Das Problem: Billigwerkzeuge vom Discounter. “Für Alu reicht das.” Falsch! Die Standzeit ist miserabel, die Oberfläche auch.
Die Lösung: Qualität zahlt sich aus. Ein guter Markenfräser für 40 Euro, der 1000 Teile hält, ist günstiger als der 10-Euro-Fräser, der nach 50 Teilen fertig ist.
Das Problem: “Haben wir schon immer so gemacht.” Trochoidales Fräsen mit konventionellen Parametern funktioniert nicht.
Die Lösung: Neue Strategien brauchen neue Parameter. Trauen Sie sich! ap = 3×D ist bei Trochoidal normal. Ihr Werkzeug wird’s Ihnen danken.
Reden wir über Geld. Denn am Ende zählt, was unterm Strich rauskommt. Die gute Nachricht: Parameteroptimierung ist eine der rentabelsten Investitionen überhaupt.
Ausgangslage:
Nach Optimierung:
Die Rechnung:
Investition: 2 Tage Optimierung, neue Werkzeuge für 500 Euro
Amortisation: Unter einem Monat!
Ausgangslage:
Nach Optimierung:
Der Effekt:
Aber es geht um mehr als die reinen Maschinenstunden:
Wettbewerbsvorteile:
Mitarbeiterzufriedenheit:
Die Optimierung Ihrer Aluminiumzerspanung ist kein Hexenwerk – aber sie erfordert System und Durchhaltevermögen. Die gute Nachricht: Schon kleine Verbesserungen bringen große Effekte. Und die Investition zahlt sich schneller aus, als Sie denken.
Ganz klarer Rat: Fangen Sie heute an! Wählen Sie ein Aluminiumbauteil aus Ihrer Fertigung und testen Sie systematisch höhere Schnittgeschwindigkeiten. Dokumentieren Sie die Ergebnisse. Probieren Sie Trochoidalfräsen bei der nächsten tiefen Tasche. Und scheuen Sie sich nicht, Unterstützung zu holen – sei es durch Schulungen, neue Werkzeuge oder externe Beratung.
Die wichtigsten Punkte nochmal kompakt:
Denken Sie daran: Ihre Wettbewerber schlafen nicht. Wer heute noch mit Parametern von gestern arbeitet, ist morgen aus dem Markt. Aber wer die Möglichkeiten moderner Aluminiumzerspanung nutzt, hat beste Chancen auf profitable Aufträge.
Die Technologie ist da. Das Wissen ist verfügbar. Ihre Maschinen und Ihr Team haben mehr drauf, als Sie vielleicht denken. Was fehlt, ist oft nur der Mut, alte Gewohnheiten über Bord zu werfen und neue Wege zu gehen.
Packen Sie’s an! Testen Sie, dokumentieren Sie, optimieren Sie. Und wenn Sie Unterstützung brauchen: Es gibt Experten, die Ihnen gerne helfen, das Maximum aus Ihrer Aluminiumbearbeitung herauszuholen. Die Investition lohnt sich – garantiert.
In diesem Sinne: Viel Erfolg und heiße Späne!
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Mein Name ist Michael Helle, begeisterter Maschinenbauer und Inhaber von POS. In unserem Blog gibt es wertvolle Tipps für mittelständische CNC Anwender. Von Lohnfertigung bis Sondermaschinenbau: Für jeden ist etwas dabei – egal, ob Sie auf einer POS oder einem anderen CNC Bearbeitungszentrum arbeiten.
Wir sind POS. CNC Fräsmaschinen Hersteller und Produzent leistungsfähiger Bearbeitungszentren engineered in Germany.
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