Aluminium fräsen

Aluminium fräsen

Das Mineral Aluminium eignet sich als grundsätzlich leichter, weicher, aber stabiler und je nach Legierung zugfester Werkstoff für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche. Geeignete Legierungen weisen mit Stahl vergleichbare Festigkeitsgüten auf. Die Dehnbarkeit des Metalls lässt auch eine Verarbeitung in Foliendicke zu. Hauchdünne Karosserieteile, mit Aluminium bedampfte Flächen, Aluminiumprofile für statische Konstruktionen als auch aus dem Vollmaterial gefräste Bauteile, die Flexibilität des Baustoffes ist enorm. Die hohe Wärmeleitfähigkeit prädestiniert das Material für den Einsatz als Wärme ableitender Kühlkörper. Kommt das Leichtmetall mit Sauerstoff in Verbindung, korrodiert die Oberfläche (Selbstpassivierung) und bildet eine korrosionsbeständige, leicht graustumpfe Oxidschicht. Im Rahmen der Nachbearbeitung können weitere Schutzbeschichtungen aus Korrosionsgründen daher weitestgehend unterbleiben. Für bestimmte Anwendungen wird die Oberfläche des Werkstücks eloxiert.

Grundlagen der Frästechnik

Die Bearbeitung von Werkstücken mit Fräsvorrichtungen ermöglicht die Umsetzung fast jeder erdenklichen Formgebung und Funktion. Die erfolgreiche Umsetzung bedingt jedoch eine umfangreiche Kenntnis der Grundlagen der Zerspantechnik.

Aluminium wird für verbesserte Eigenschaften mit anderen Stoffen vermengt, es entstehen unterschiedliche Legierungen. Die augenfälligsten Unterschiede ergeben sich bei den beiden Hauptformen, der Knetlegierung und der Gusslegierung. Knetlegierungen sollen eine gute Formbarkeit des legierten Aluminiums sicherstellen, für anschließende Zerspanungsarbeiten in Form von Fräsen eignet sich diese Legierung weniger. Mit speziellen Gusslegierungen hergestellte Aluminiumteile eignen sich hingegen hervorragend für leichte Zerspanung, sind also ideale Bearbeitungspartner für Fräsarbeiten.

Grundsätzlich gilt der Grundsatz: Je härter die zu bearbeitende Aluminiumlegierung, desto kleiner sollte der Schneidewinkel und desto feiner die Zahneinteilung des Fräswerkzeuges sein. Bei dem Fräsen von Metallen erfolgt eine hohe Wärmeerzeugung sowohl des Werkstücks als auch des Fräskopfes. In jedem Fall ist auf eine großzügige Kühlung des Aluminiumwerkstücks als auch des eingesetzten Frästools unbedingt zu achten. Bei zu hoher Hitzeentwicklung stumpfen die Frässchneiden schnell ab, die Schnittflächen selber werden ungenau und riefig. Um einwandfreie Arbeitsergebnisse zu erhalten, empfiehlt sich eine zeitige Kontrolle der Schneidenschärfe. In jedem Fall sollten die Bearbeiter die einschlägigen Tabellenwerke hinsichtlich Legierung, Fräsvorgang, Werkzeuggüte und Zahnvorschub bei Unsicherheit der einzustellenden Parameter beachten. Die Übersichten bieten, materialabhängig, Vorgaben für die optimale Schnittgeschwindigkeit, den Zahnvorschub sowie die Richtwerte für die günstigste Anzahl und Form (Spanwinkel) der Zähne des eingesetzten Fräsers.

 

 

Maschinen und Werkzeuge

Verwenden Heimwerker für das Ausfräsen spezieller Bauteile oft Oberfräsen mit speziellen Spanwerkzeugen, verfügt die Industrie über effiziente CNC-Maschinen. Diese computergesteuerten Bearbeitungszentren ermöglichen die Realisierung hochkomplexer Bearbeitungsgänge. Durch die vorherige Konstruktion des Werkstücks in einem CAD-Programm (Computer Aided Design) können die Maße des fertigen Aluminiumstücks direkt in den Computer der CNC-Maschine eingelesen werden. Die Daten werden in einzelne Arbeitsschritte zerlegt und von dem Fräszentrum automatisch fertiggestellt. Die spanabhebenden Fräser werden aus Werkzeugstahl gefertigt. Für spezielle Einsätze werden die Schneidspitzen mit Hartmetalleinsätzen veredelt und so haltbarer gestaltet. Die Frästechnik ermöglicht eine hochflexible Bearbeitung von Aluminium.