Alu fräsen / Aluminiumbearbeitung

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Allgemeine Infos

Werkstück:40H8 Bohrung
MaterialAluminium
Verfahrweg720x420x110
Anwendungsart:3D Fräsen, Zirkularfräsen
Verwendete Maschine & Zubehör:High-Z S7200/T, Alufräser 3mm
Verwendete Software:ConstruCAM 3D

Hier die Tipps überspringen und direkt zu den Beispielen

Alu fräsen mit der CNC Maschine / Tipps vorab


Fräsen von Aluminium ist eigentlich recht simpel

Alle gängigen Aluminiumsorten lassen sich mit der Bearbeitungsart „Fräsen“ relativ einfach bearbeiten. Wichtig ist es zu wissen, mit welchem Aluminium habe ich es hier eigentlich zu tun und – ist meine Maschine stabil genug um auch tatsächlich Späne im Alu abzuheben ?!

Sorte der Aluminiumlegierung

Die Sorte des Aluminium ist ausschlaggebend für die Wahl der Vorschübe, Wahl der Anzahl der Schneiden am Fräser und auch, ob eine Sprühnebelkühlung verwendet werden muss oder eher nicht. Etliche Sorten Aluminium benötigen gar keine Kühlung ! Grundvoraussetzung vor dem 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 sägen, feilen und auch zu fräsen 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“.

ALUMINIUM – LEGIERUNGEN nach DIN EN 573

 EN BezeichnungNo alte DIN Norm zerspanen schweißen eloxieren Streckgrenze min. [N/mm²]
EN AW-1050A3.0255Al99,5 (Reinalu)o+20-60
EN AW-20073.1645AlCuMgPb+++250-325
EN AW-20113.1655AlCuBiPb++270-315
EN AW-20173.1325AlCuMg1++240-340
EN AW-20243.1355AlCuMg2+ca. 270
EN AW-50833.3547AlMg4,5Mn++++110-170
EN AW-57543.3535AlMg3++70-140
EN AW-60123.0615AlMgSiPb+200-370
EN AW-6026AlMgSiBi+++ca. 240
EN AW-60603.3206AlMgSi0,5o++160-230
EN AW-60613.3211Mg1SiCuo++180-230
EN AW-6063AlMg0,7Sio+ca. 110
EN AW-60823.2315AlMgSi1++o240-320
EN AW-70203.4365AlZn4,5Mg1+ooca. 270
EN AW-70753.4365AlZnMgCu1,5+++oca. 450

Aluminium kühlen – aber womit ?

Weiches Aluminium kühlt man 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 verwendet werden allerdings bei der Verwendung von Spiritus die Flächen wie poliert ( wenn man mit hochwertigen Fräsern arbeitet )

Der richtige Fräser

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

Die exakte Drehzahl und Vorschub

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

Nicht nur „herumkratzen“ !

Und nicht im Werkstoff herumschaben ! Wer in Z nur 0,2mm zustellt belastet die spitzen empfindsamen Schneiden des Fräsers extrem und diese werden 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 der Tiefe zu, abhängig zur Bahnüberlappung und des Materiales.

Unsere stabile Fräse für das Alu fräsen

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 Zirkular fräsen. Eine stabile Maschine ist im übrigen ebenfalls eine Grundvoraussetzung für das Fräsen von Alu !

Zirkularfräsen von Aluminium

Die Zirkular Daten zum Alu fräsen 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 CNC Maschinen kein Problem und für die verschiedensten mechanischen Komponenten anwendbar.

Mit der High-Z CNC Fräse bearbeiten Sie, wenn es um Aluminiumbearbeitung geht, künftig jede Aluminiumlegierung, egal ob weiches Aluminiumblech oder hartes Flugzeugaluminium. Im Videobeispiel sehen Sie die Fertigung eines verstellbaren Nockenwellenrades aus hochfesten Flugzeugaluminium


Aluminium fräsen – Beispiele

Aluminiumbearbeitung am Beispiel Nockenwellenrad

Alu Fräsen : Nockenwellenrad

Im hier gezeigten Beispiel wird auf einer High-Z/T ein Nockenwellenrad aus Alu gefräst. Mit ConstruCAM-3D gezeichnet inklusive Fräsbahnerstellung für den Schruppgang und Schlichtgang arbeitet die CNC Maschine 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 fraesen 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, welche die Aufgabe besitzt 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 Flugzeug – Aluminium fräsen

Mit unserer CAD/CAM Software ConstruCAM werden Oberflächen von Rundungen jedoch 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). Zur Demo haben wir leider nur ein wesentlich dickeres Rohmaterial zur Verfügung gehabt.

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

Rechts sehen Sie Bilder von dem Werkstück, komplett fertig vorgeschruppt. Zum Vergleich sehen Sie dort auch die Werkstücke mit fertig geschlichteter Lauffläche. In den Bildern ist unsere alte Absaugung zu sehen. Unser neuer Absaugstutzen ist aus Aluminium.

Alle Zeichnungen für die folgenden Arbeitsgänge zum Alu fräsen sind mit Corel Draw 7 entstanden.

Aluminiumguss fräsen

Fräsarbeiten in massiven Aluminiumguss

Hier zeigen wir Ihnen Fräsarbeiten in massivem Aluminiumguss. Die Bilder zeigen die Herstellung einer Tiefziehform aus einem ganz speziellen Aluminiumguss-Werkstoff, der sich durch Offenporigkeit und hohe Festigkeit auszeichnet.

Metapor / Sinteraluminium in der Aluminiumbearbeitung

Dieser spezielle Aluguss ist komplett luftdurchlässig und ist somit das ideale Material für die Herstellung von luftdurchlässigen Vakuumtischen. Ebenso nutzbar ist Metapor 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.

Aluminiumrolladen mit ausgeschäumten Kern

Aluminiumbearbeitung im Rolladenbau | Alurolladen fräsen im Fensterbau

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

Spezielle Fräser für den Rolladenbau – Anwender

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.

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