Die am häufigsten mit CNC bearbeiteten Werkstoffe — von den Grundlagen bis zum Expertenwissen
Die Wahl des richtigen Werkstoffs ist entscheidend für den Erfolg eines jeden Metallbearbeitungsprojekts. Moderne CNC-gesteuerte Fertigungsverfahren ermöglichen die präzise Bearbeitung einer Vielzahl von Materialien — doch jeder Werkstoff hat seine spezifischen Eigenschaften, Vorteile und Herausforderungen.
Bei BudExpert arbeiten wir täglich mit unterschiedlichsten Materialien und wissen genau, welche Bearbeitungsstrategien für welchen Werkstoff optimal sind.
In diesem Leitfaden führen wir Sie von den Grundlagen der gängigsten CNC-Werkstoffe bis hin zu fortgeschrittenem Expertenwissen. Sie erfahren, welche Materialien sich für welche Anwendungen eignen, wie sie sich verhalten und worauf bei der Bearbeitung zu achten ist. Dieses Wissen hilft Ihnen, für Ihr Projekt bestmögliche Materialwahl zu treffen.
Die wichtigsten Stähle für die CNC-Metallbearbeitung
Stahl in seinen unterschiedlichen Legierungen ist mit Abstand das am häufigsten bearbeitete Material in der CNC-gesteuerten Metallverarbeitung. Die Bandbreitet reicht von einfachem Baustahl bis hin zu hochlegierten Spezialstählen.
Unlegierter und niedriglegierter Baustahl
Baustähle wie S235, S355 oder St37 sind die Standardwerkstoffe für strukturelle Anwendungen. Sie bieten ein ausgezeichnetes Verhältnis aus Festigkeit, Bearbeitbarkeit und Kosten. Diese Stähle lassen sich problemlos schneiden, biegen und schweißen.
Die Herausforderung bei Baustahl liegt im Korrosionsschutz. Unbehandelt rostet das Material schnell, weshalb Oberflächenbehandlungen wie Verzinkung, Pulverbeschichtung oder Lackierung essenziell sind.
Vergütungsstähle für höhere Anforderungen
Vergütungsstähle wie C45, 42CrMo4 oder 34CrNiMo6 werden wärmebehandelt, um hohe Festigkeiten bei guter Zähigkeit zu erreichen. Diese Stähle kommen zum Einsatz, wenn Bauteile erhöten mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.
Die Bearbeitung von Vergütungsstählen erfordert angepasste Parameter. Beim Laserschneiden von Rohren und Profilen aus solchen Werkstoffen müssen wir die Schnittgeschwindigkeit reduzieren und die Laserleistung entsprechend anpassen.
Vergütungsstähle lassen sich gut schweißen, erfordern aber häufig Vorwärmung, um Kaltrisse zu vermeiden. Mit unserem MIG-Schweißen und der entsprechenden Prozesskenntnis fertigen wir auch aus diesen anspruchsvollen Werkstoffen hochbelastbare Blechkonstruktionen.
Baustahl mit besonderen Eigenschaften
Wetterfeste Stähle wie Corten-Stahl (z.B. S355J2W) bilden eine schützende Rostschicht aus und benötigen keine zusätzliche Oberflächenbehandlung. Diese Stähle finden zunehmend Verwendung in der Architektur und im Außenbereich.
Feinkornbaustähle bieten bei geringerem Gewicht höhere Festigkeiten und eine verbesserte Schweißbarkeit. Sie sind ideal für moderne Leichtbaukonstruktionen, bei denen Gewichtsersparnis wichtig ist, ohne Kompromisse bei der Tragfähigkeit einzugehen.
Warum ist Edelstahl ein Premium-Werkstoff in der CNC-Bearbeitung?
Edelstahl kombiniert mechanische Festigkeit mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit. Diese Kombination macht ihn für unzählige Anwendungen zur ersten Wahl.
Austenitische Edelstähle als vielseitige Allrounder
Die 304er-Serie (1.4301) und die 316er-Serie (1.4401/1.4404) sind die mit Abstand am häufigsten verwendeten austenitischen Edelstähle. Sie sind nicht magnetisch, hervorragend korrosionsbeständig und gut schweißbar. Der Zusatz von Molybdän in der 316er-Serie erhöht die Beständigkeit gegenüber Chloride und macht sie ideal für Meeresumgebungen oder die chemische Industrie.
Eine Besonderheit austenitischer Edelstähle ist ihre Kaltverfestigung: Beim Biegen wird das Material im Biegebereich deutlich härter und fester. Dies muss bei der Konstruktion berücksichtigt werden, bietet jedoch auch Vorteile für die mechanische Belastbarkeit der fertigen Bauteile.
Ferritische Edelstähle für spezielle Anforderungen
Ferritische Edelstähle wie 1.4016 sind magnetisch, günstiger als austenitische Varianten und bieten gute Korrosionsbeständigkeit bei geringeren Ansprüchen. Sie eignen sich gut für dekorative Anwendungen und Innenausbau.
Martensitische und Duplex-Edelstähle
Martensitische Edelstähle wie 1.4057 können gehärtet werden und erreichen hohe Festigkeiten, sind jedoch schwerer schweißbar. Sie finden Anwendung im Maschinenbau und für Verschleißteile.
Duplex-Edelstähle kombinieren Eigenschaften ferritischer und austenitischer Stähle: hohe Festigkeit bei exzellenter Korrosionsbeständigkeit. Sie sind teurer, werden jedoch in Hochleistungsanwendungen eingesetzt.
Welche Rolle spielt Aluminium in der modernen CNC-Fertigung?
Aluminium ist nach Stahl der zweitwichtigste Konstruktionswerkstoff. Seine Kombination aus geringem Gewicht, guter Korrosionsbeständigkeit und hervorragender Bearbeitbarkeit macht es für viele Branchen unverzichtbar.
Aluminiumlegierungen und ihre Eigenschaften
Reinaluminium wird selten verwendet – erst durch Legierungen mit Elementen wie Magnesium, Silizium, Kupfer oder Zink erreicht Aluminium die für technische Anwendungen nötigen Festigkeiten.
Die 5000er-Serie (AlMg-Legierungen) wie AlMg3 (EN AW-5754) bietet gute Festigkeit bei ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit.
Die 6000er-Serie (AlMgSi) wie EN AW-6060 oder 6082 ist aushärtbar und erreicht höhere Festigkeiten. Diese Legierungen sind ideal für stranggepresste Profile und finden in unseren Rohr- und Profilkonstruktionen Verwendung.
Besonderheiten bei der Aluminiumbearbeitung
Beim Laserschneiden von Aluminiumblechen müssen wir die hohe Reflexivität des Materials umgehen. Moderne Faserlaser bewältigen dies problemlos, aber die Parameter unterscheiden sich deutlich von denen für Stahl.
Das Schweißen von Aluminium erfordert besondere Sorgfalt. Die Oxidschicht schmilzt erst bei wesentlich höheren Temperaturen als das Grundmaterial — beim MIG-Schweißen mit Impulsprogrammen oder Wechselstrom durchbrechen wir diese Schicht zuverlässig.
Anwendungen und Vorteile
Aluminium-Konstruktionen bieten erhebliche Gewichtsvorteile. Eine Gewichtsersparnis von bis zu 60% gegenüber Stahl ist möglich bei gleichzeitig hoher Korrosionsbeständigkeit ganz ohne zusätzliche Beschichtung.
Bei BudExpert fertigen wir aus Aluminium unter anderem Blechgehäuse für die Elektronik- und Telekommunikationsindustrie. Auch im Fahrzeugbau und in mobilen Anwendungen ist Aluminium häufig die erste Wahl.
Welche Sonderwerkstoffe erweitern die Möglichkeiten der CNC-Bearbeitung?
Neben den Standardwerkstoffen gibt es Materialien für spezielle Anforderungen. Bei BudExpert verfügen wir über die Expertise, auch anspruchsvolle Werkstoffe zuverlässig zu verarbeiten.
Kupfer und Kupferlegierungen
Kupfer besticht durch eine hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit. Messing (Kupfer-Zink) und Bronze (Kupfer-Zinn) bieten zusätzlich gute mechanische Eigenschaften und eine hohe Korrosionsbeständigkeit.
Die Bearbeitung von Kupferwerkstoffen ist anspruchsvoll. Beim Laserschneiden ist die hohe thermische Leitfähigkeit eine besondere Herausforderung — viel Energie wird schnell abgeführt. Moderne Lasersysteme meistern dies, benötigen aber entsprechend angepasste Parameter.
Kupferlegierungen lassen sich gut biegen und formen. Das Schweißen erfordert eine hohe Wärmezufuhr aufgrund der schnellen Wärmeableitung. Mit MIG-Schweißen und heliumreichen Schutzgasen erreichen wir zuverlässige Ergebnisse.
Titan und Titanlegierungen
Titan kombiniert hohe Festigkeit mit geringem Gewicht und exzellenter Korrosionsbeständigkeit. Der hohe Preis begrenzt den Einsatz auf Spezialanwendungen in Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik oder der chemischen Industrie.
Das Wasserstrahlschneiden ist für Titan häufig die beste Wahl, da keine thermische Beeinflussung erfolgt. Das Laserschneiden ist möglich, erfordert aber besondere Sorgfalt, da Titan bei hohen Temperaturen mit Sauerstoff und Stickstoff reagiert.
Kunststoffe und Verbundwerkstoffe
Auch wenn Metalle unser Kerngeschäft sind, bearbeiten wir zunehmend Kunststoffe und Verbundwerkstoffe. Unser Wasserstrahlschneiden ist ideal für solche Materialien, da keine thermische Belastung entsteht und nahezu alle Materialien geschnitten werden können.
Faserverstärkte Kunststoffe (GFK, CFK) gewinnen im Leichtbau zunehmend an Bedeutung. Hybridbauweisen kombinieren Metall- und Faserverbundstrukturen und nutzen die Vorteile beider Materialklassen.
Fazit: Der richtige Werkstoff macht den Unterschied
Die Wahl des Werkstoffs ist eine der wichtigsten Entscheidungen in jedem Metallbearbeitungsprojekt. Von einfachem Baustahl über Edelstahl und Aluminium bis zu Spezialwerkstoffen — jedes Material hat seine spezifischen Stärken und idealen Einsatzgebiete.
Bei BudExpert bringen wir jahrelange Erfahrung in der Bearbeitung unterschiedlichster Werkstoffe mit. Wir kennen die Besonderheiten jedes Materials und passen unsere Prozesse optimal daran an.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Was ist der Unterschied zwischen Baustahl und Edelstahl?
Baustahl ist im Wesentlichen eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit geringen Anteilen weiterer Elemente. Er ist kostengünstig, gut schweißbar und mechanisch belastbar, neigt jedoch zur Korrosion.
Edelstahl enthält mindestens 10,5% Chrom, wodurch sich eine schützende Chromoxidschicht bildet, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit verleiht. Zusätzlich können Nickel, Molybdän und andere Elemente die Eigenschaften verbessern.
Edelstahl ist teurer, benötigt aber oft keine zusätzliche Oberflächenbehandlung und ist hygienischer, weshalb er in der Pharma- und Chemieindustrie bevorzugt eingesetzt wird.
Warum ist Aluminium leichter als Stahl, aber trotzdem stabil?
Aluminium hat nur etwa ein Drittel der Dichte von Stahl (2,7 g/cm³ versus 7,85 g/cm³). Zwar ist die absolute Festigkeit von Aluminium geringer als die von Stahl, aber die spezifische Festigkeit (Festigkeit pro Gewichtseinheit) ist vergleichbar oder sogar höher.
Durch Legierungenund Wärmebehandlungen können Aluminiumlegierungen Festigkeiten erreichen, die für viele Konstruktionsanwendungen ausreichen bei einem Gewichtsvorteil von bis zu 65%.