Alu fräsen / Aluminium bearbeiten


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Werkstück:40H8 Bohrung
MaterialAluminium
Verfahrweg720x420x110
Anwendungsart:3D Fräsen, Zirkularfräsen
Verwendete Maschine & Zubehör:High-Z/T Fräse, Alufräser 3mm
Verwendete Software:ConstruCAM 3D

Alu fräsen mit High-Z Portalmaschinen


Aluminiumbearbeitung am Beispiel Nockenwellenrad


Im hier gezeigten Beispiel zur Aluminiumbearbeitung wird auf einer High-Z/T CNC Fräse ein Nockenwellenrad aus Alu gefräst. Mit CAD-CAM ConstruCAM-3D gezeichnet, inklusive Fräsbahnerstellung für den Schruppgang und Schlichtgang, arbeitet die CNC Fräse das gesamte Nockenwellenrad Schritt für Schritt ab. Die gesamte Bearbeitungszeit für dieses 135mm große Nockenwellenrad belief sich beidseitig auf ca. 145 Minuten.

Information zum verstellbaren Nockenwellenrad:

alu fraesen nockenwellenrad

Alu fräsen Nockenwellenrad

Was ist ein Nockenwellenrad und wozu dient es ?

Nockenwellenräder werden von der Kurbelwelle per Zahnriemen oder Steuerkette angetrieben. An ihnen ist die Nockenwelle direkt oder variabel verstellbar angeflanscht. Die Nockenwelle hat die Aufgabe, über ihre einzelnen exzentrisch angeordneten Nocken die Einlassventile und Auslassventile zu öffnen bzw. zu schließen.

Verstellbares Nockenwellenrad:

Das hier hergestellte verstellbare Nockenwellenrad aus einer speziellen, hochfesten Aluminumlegierung besitzt nicht nur den Vorteil der Gewichtsersparnis gegenüber einem Nockenwellenrad aus Stahlguss. Es ist auch gegenüber dem Serien Nockenwellenrad verstellbar und somit können die Steuerzeiten des Ventiltriebes auf den Rennbetrieb (frühere Zündung) umgestellt und angepasst werden. Hochmoderne Rennboliden erledigen diese Vorgänge bereits automatisch in Abhängigkeit von Last, Lastwechseln und Drehzahlen des Motors.

Hochfestes Flugzeugaluminium fräsen


Mit unserer CAD/CAM Software ConstruCAM werden Oberflächen von Rundungen noch besser und sauberer gefräst. In der Software werden Kreisbahnen auch als Kreise berechnet und nicht, wie bei hpgl Daten üblich, als Linien zwischen einzelnen Vektorpunkten. Im Beispiel fräsen wir ein Speichenrad aus Aluminium (Durchmesser 90 mm, Tiefe 15 mm). Bei der Bearbeitung stand uns nur ein wesentlich dickeres Rohmaterial zur Verfügung.

Auch mit Corel Draw als CAD Programm ist die Aluminiumbearbeitung machbar:

Rechts sehen Sie Bilder von dem Werkstück aus Flugzeugaluminium, komplett fertig vorgeschruppt. Zum Vergleich sehen Sie dort auch die Werkstücke mit fertig geschlichteter Lauffläche. In den Bildern ist unsere alte Absaugung aus Kunststoff zu sehen. Unser neuer Absaugstutzen ist aus Aluminium. Alle Zeichnungen für die folgenden Arbeitsgänge zum Alu fräsen sind mit Corel Draw 7 entstanden. Natürlich ist auch unserer T-Rex Maschinenserie bestens geeignet um Aluminium zu bearbeiten.

Aluminiumguss fräsen


Fräsarbeiten in massiven Aluminiumguss

Wir wolllen hier das Fräsen in massivem Aluminiumguss anhand von Beispielen darstellen. Die Bilder zeigen die Herstellung einer Tiefziehform aus einem offenporigen und sehr festen Aluminium-Werkstoff.

Metapor / Sinteraluminium

Metapor ist ein  spezieller Aluguss, der komplett luftdurchlässig ist und somit das ideale Material für die Herstellung von luftdurchlässigen Vakuumtischen. Ebenso nutzbar ist das Metall für die Herstellung von Tiefziehformen, da direkt durch das Material die Luft entzogen wird. Im Beispiel rechts ging es dem CNC Maschinen Nutzer darum, 3D Schokoladenformen in eine Negativ – Matritze gießen zu können und die fertigen Schokoladenformen einfach via Druckluftbeaufschlagung wieder entformen zu können.

Aluminium Schmuck herstellen


Aluminiumbearbeitung in der Schmuckherstellung

Für die Schmuckherstellung werden ebenfalls oft CNC Maschinen eingesetzt. Im Fall von Design Schmiede „Hals über Kopf“ wird eine High-Z S-720/T CNC Fräse für das Fräsen von Halsketten, Anhängern, Broschen, Schlüsselanhängern und Armreifen aus Aluminium genutzt.

Dabei ist Individualität bei allen selber kreierten Schmuckstücken stets Trumpf. So lassen sich beispielsweise Wunschtexte in Anhängern gravieren und Farben und Formen frei gestalten. Schauen Sie selber, was alles im Schmuckbereich und der Aluverarbeitung machbar ist. Hier geht es zur Seite mit den Beispielen für den Aluminium Schmuck.

Aluminiumrolladen mit ausgeschäumten Kern


Aluminiumbearbeitung im Rolladenbau | Alurolladen fräsen im Fensterbau

Die Fensterbaufirma benötigte eine CNC Fräse, die in der Lage ist, verschiedenformige Ausschnitte in fertige geschäumte oder ungeschäumte Rolläden einzubringen. In diese werden später Alarmanlagen-Elemente oder auch andere Erweiterungen untergebracht. Gerade für den professionellen Fensterbau und Rolladenbau sind cnc gesteuerte Maschinen heute nicht mehr wegzudenken.

Spezielle Fräser für den Rolladenbau

Auch für diese Arbeiten gibt es selbstverständlich einen passenden Fräser. Hier kommen meist Einschneider mit Up-oder Downcut Schneidengeometrie und polierten Spannuten zum Einsatz. Wir halten auch diese Fräser für Sie bereit.

Alu bearbeiten – Krasse Tipps und Tricks


Alu fräsen ist eigentlich eine simple Sache

Alle gängigen Aluminiumsorten lassen lassen sich relativ einfach fräsen. Wichtig ist, bei der Aluminiumbearbeitung zu wissen, mit welcher Aluminiumsorte ich es hier eigentlich zu tun habe. Und ob meine CNC Maschine stabil genug ist, um auch tatsächlich Späne im Alu abzuheben und nicht nur im Alu „herum zu kratzen“ !?

Kühlung ist unfassbar abhängig von der Sorte der Aluminiumlegierung

Die Sorte des Aluminiums ist ausschlaggebend für die Wahl der Vorschübe, Wahl der Anzahl der Schneiden am Fräser und auch, ob eine Kühlung während der Fräsarbeiten verwendet werden muss oder eher nicht. Im Gegensatz zu Stahl können etliche Sorten Aluminium ohne Kühlung bearbeitet werden! Grundvoraussetzung für das Alu fräsen ist also die Kenntnis über die Materialeigenschaften.

Kaufe ich mein Alu im Baumarkt wird es allerdings schwer, meist aber auch eigentlich nicht. Denn dort ist meist nur Alublech erhältlich. Diese dünnen Aluminiumbleche sind meist sehr weich und somit schwerer zu bearbeiten, da die Spannuten ohne Kühlung hoffnungslos verstopfen und das Versagen des Werkzeuges zur Folge haben. Also Kühlung ein zwingendes MUSS ! Hier eine recht übersichtliche Tabelle mit der entsprechenden Info ob gut oder schlecht zerspanbar oder „Bohrbar“, „Fräsbar“.

Mehr oder weniger geeignete Sorten für das einfache Alu fräsen

ALUMINIUM-LEGIERUNGEN nach DIN EN 573

 EN Bezeichnung No  alte DIN Norm  zerspanen  schweißen  eloxieren  Streckgrenze min. [N/mm²]
EN AW-1050A 3.0255 Al99,5 (Reinalu) o + 20-60
EN AW-2007 3.1645 AlCuMgPb +++ 250-325
EN AW-2011 3.1655 AlCuBiPb ++ 270-315
EN AW-2017 3.1325 AlCuMg1 ++ 240-340
EN AW-2024 3.1355 AlCuMg2 + ca. 270
EN AW-5083 3.3547 AlMg4,5Mn + ++ + 110-170
EN AW-5754 3.3535 AlMg3 + + 70-140
EN AW-6012 3.0615 AlMgSiPb + 200-370
EN AW-6026 AlMgSiBi + + + ca. 240
EN AW-6060 3.3206 AlMgSi0,5 o + + 160-230
EN AW-6061 3.3211 Mg1SiCu o ++ 180-230
EN AW-6063 AlMg0,7Si o + ca. 110
EN AW-6082 3.2315 AlMgSi1 + + o 240-320
EN AW-7020 3.4365 AlZn4,5Mg1 + o o ca. 270
EN AW-7075 3.4365 AlZnMgCu1,5 +++ o ca. 450

Alu beim Fräsen kühlen – aber womit ist es sinnvoll?

Weiches Alu kühlt man beim Fräsen am besten mit Hilfe einer Minimalschmierung. Das verwendete Fluid kann eine Bohrmilch sein. Die besten Ergebnisse erzielt man hier jedoch mit Spiritus ! Das Problem allerdings ist, das man unter permanenter Zerstäubung von Spiritus aufgrund des hohen Alkoholanteiles nach einiger Zeit selber nicht mehr arbeitsfähig ist ;-)

Also raten wir grundsätzlich aus gesundheitlichen Gründen davon ab. Beim Schlichtgang wirken die Flächen unter Verwendung von Spiritus allerdings wie poliert (wenn man mit hochwertigen Fräsern arbeitet)

Der richtige Fräser für die Aluminiumbearbeitung

Last but not least ist die Auswahl des Fräsers bei der Aluminiumbearbeitung entscheidend! Finger weg von billigen Fräsern! Diese Halten erfahrungsgemäß nicht lange (kurze Standzeit) und die Flächen werden nicht wirklich schön. Ein hochwertiger Fräser hält 4x so lange wie ein Billigfräser und liefert über die gesamte Nutzungsdauer Top Ergebnisse! Zudem sind Einschneider bei weichen Aluminiumsorten wesentlich besser und effizienter als Zweischneider oder Vierschneider. Grund: Eine große Spannut kann wesentlich einfacher und besser den abgeschälten Span abtransportieren als eine enge kleine Spannut eines mehrschneidigen Fräsers.

Die exakte Drehzahl und Vorschub für TOP Ergebnisse

So manch einer denkt: Viel kann mehr, viel ist besser – Quatsch ! Bei der Drehzahl zur Aluminiumbearbeitung ist es wie beim Plexiglas fräsen: Wenn die Späne sauber abgefräst werden, also nicht nur Flocken, sondern richtig gut erkennbare Späne, so hat man schon einiges richtig eingestellt. Das bedeutet meist: Drehzahl runter, Vorschub hoch. Natürlich nicht übertreiben. Probieren ist hier die Devise! Aber vorweg: Das sogenannte Flugzeugaluminium ist eines der harten Sorten, die sich am besten zerspanen lassen.

Nicht nur im Aluminium „herumkratzen“ !

Bitte nicht nur im Aluminium herumschaben! Wer in Z-Richtung nur 0,2mm zustellt, belastet die spitzen, empfindsamen Schneiden des Fräsers stark. Dadurch werden die Schneiden schnell stumpf. Minimum der Zustellung sollte ein Millimeter sein (je nach Stabilität der Maschine). Wir stellen mit einem 6mm Fräser bei Verwendung der High-Z CNC Fräse bis zu 8mm in die Tiefe zu, abhängig von der Bahnüberlappung und des Materiales.

Unsere stabile CNC Fräse für die genaue Aluminiumbearbeitung

Die High-Z CNC Fräse wird ebenso für die Aluminiumbearbeitung eingesetzt und dieses Material gehört zu den gängigsten Anwendungen unserer Kunden. Dank der beinahe spielfreien, von uns händisch angepassten Mechanik aller Spindel-Komponenten kann man mit der High-Z sogar Aluminium (H8) passgenau zirkularfräsen. Eine stabile CNC Maschine ist im übrigen ebenfalls eine Grundvoraussetzung für das Fräsen von Alu!

Zirkularfräsen von Aluminium ganz einfach

Die Daten für das Zirkularfräsen von Aluminium werden dabei mit unserer Software ConstruCAM 3D einfach und schnell erzeugt. Das maßhaltige CNC Fräsen von Aluminium bis in den H8 Bereich ist mit unseren stabilen Maschinen einfach zu bewältigen und für die verschiedensten mechanischen Komponenten anwendbar.

Mit unseren  bearbeiten Sie künftig jede Aluminiumlegierung, egal ob weiches Alublech oder hartes Flugzeugaluminium. Im Videobeispiel oberhalb sehen Sie die Fertigung eines verstellbaren Nockenwellenrades aus hochfesten Flugzeugaluminium.


10 Tipps zum Aluminium Fräsen in der Zusammenfassung

  1. Verwenden Sie eine geeignete Fräsmaschine für die Aluminiumbearbeitung, die über eine hohe Drehzahl und eine ausreichende Leistung und Stabilität verfügt.
  2. Wählen Sie das richtige Werkzeug für die Arbeit aus. Ein Hartmetallfräser mit einer hohen Anzahl von Schneiden und einer speziellen Beschichtung für Aluminium kann die Bearbeitungseffizienz bei harten Alu Sorten verbessern. Weiche Sorten können auch mit Einschneidern bearbeitet werden um eine bessere Spanabfuhr zu gewähren
  3. Verwenden Sie eine Schneidflüssigkeit, um den Wärmeaustausch zu erleichtern und die Werkzeugstandzeit zu verlängern. Spiritus ist hier eine perfekte Sache, sollte aber im Bezug auf Dämpfe und Brandgefahr überdacht sein!
  4. Achten Sie darauf, dass der Aluminiumblock / Material sicher befestigt ist, um Vibrationen und Unregelmäßigkeiten während des Fräsprozesses zu minimieren. Dieser Tipp ist sehr verallgemeinert, ist er doch für alle Matrerialien maßgeblich wichtig!
  5. Überwachen Sie die Frästemperatur, um Überhitzung und eine Veränderung der Materialstruktur zu vermeiden. Weiche Sorten also bitte immer kühlen, sonst ist die Sache zum Scheitern verurteilt! Ein Laserthermometer kann zu Beginn hier helfen und ist preiswert zu bekommen.
  6. Wählen Sie die geeignete Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe aus, um eine hohe Genauigkeit und eine effiziente Bearbeitung zu gewährleisten. Gleichlauffräsen bei Seitenflächen ein Muss!
  7. Stellen Sie sicher, dass die Fräser auf der richtigen Höhe eingestellt sind, um Schäden an der Werkzeugspitze zu vermeiden. Auch das gilt für alle Arbeiten mit der CNC Fräse. Auch im Bezug auf Vibrationen immer die maximal nötige Länge des Werkzeuges aus der Spannzange herausschauen lassen!
  8. Verwenden Sie eine geeignete Reinigungsmethode, um die Späne effektiv zu entfernen und die Oberflächenqualität des bearbeiteten Aluminiums zu verbessern. Luftdruck ist meist keine Option, da sich die Spane weit verteilen und zudem in Ritzen der Mechanik gedrückt werden, wo sie vielleicht mehr schaden können.
  9. Wenn Sie verschiedene Formen und Größen bearbeiten müssen, wählen Sie eine geeignete Spannvorrichtung aus, um eine hohe Stabilität und Genauigkeit während des Fräsprozesses zu gewährleisten. Spannpratzen, Schraubstöcke, Einhebelspanner etc. sind gängige Werkzeuge.
  10. Achten Sie auf Ihre persönliche Sicherheit und tragen Sie Schutzbrille und Handschuhe, um Verletzungen während des Fräsprozesses zu vermeiden. Muss man immer erwähnen, obligatorisch ;-)

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