Metalle in der Werkstatt: Stahl, Edelstahl, Gusseisen und Aluminium

Ein CNC-Techniker muss nicht nur die Maschine bedienen können, sondern auch den Werkstoff verstehen, der darin liegt. Die Zerspanbarkeit — wie leicht sich ein Werkstoff schneiden lässt — schwankt enorm und bestimmt Schnittgeschwindigkeit, Werkzeugwahl, Kühlung und Spanform. Den Charakter der Werkstoffe zu kennen, ist der Unterschied zwischen einem Programm, das einfach läuft, und einem Programm, das gut läuft. Hier sind die vier Gruppen, denen du am häufigsten begegnest.

Unlegierter und niedriglegierter Stahl (ISO-Gruppe P, blau) ist das am häufigsten bearbeitete Material und verhält sich vorhersehbar. Die Zerspanbarkeit sinkt, wenn Kohlenstoff- und Legierungsgehalt steigen und das Material härter wird. Gewöhnlicher Baustahl erzeugt lange, zusammenhängende Späne, die gebrochen werden müssen, und Hartmetall läuft gut bei mäßigen bis hohen Schnittgeschwindigkeiten. Stahl ist ein gutes Material zum Lernen, gerade weil er nachsichtig und in allen Schnittdatentabellen gut beschrieben ist.

Edelstahl (Gruppe M, Gelb), vor allem die austenitischen Sorten wie 304 und 316, ist als schwierig berüchtigt. Er ist zäh, er kaltverfestigt sich — wird härter, wenn die Schneide reibt statt zu schneiden — und er leitet die Wärme schlecht ab, sodass die Wärme in der Schnittzone bleibt. Das verlangt scharfe Schneiden, ausreichenden Vorschub (damit du unter die verfestigte Schicht kommst), reichlich Kühlung und keine zu hohe Schnittgeschwindigkeit. Arbeitest du im Edelstahl zu vorsichtig, bestraft er dich mit einem verfestigten, stumpfen Ergebnis.

Gusseisen (Gruppe K, rot) verhält sich völlig anders. Es ist spröde, sodass die Späne kurz und bröckelig statt lange Bänder werden, und es lässt sich oft trocken bearbeiten. Dafür entwickelt es einen feinen, abrasiven und gesundheitsschädlichen Staub — Grafit und Siliciumverbindungen — der gute Absaugung und Reinigung erfordert. Der abrasive Staub zehrt außerdem am Werkzeug. Gusseisen lässt sich leicht schneiden, stellt aber Anforderungen an das Arbeitsumfeld rund um die Maschine.

Aluminium (Gruppe N, grün) ist weich und leitet die Wärme gut, sodass es mit sehr hohen Schnittgeschwindigkeiten zerspant werden kann — oft mehrfach schneller als Stahl. Die Herausforderung ist nicht die Härte, sondern die Klebeneigung: Aluminium neigt dazu, sich an der Schneide aufzubauen (Aufbauschneide) und festzuschmieren. Deshalb verwendet man scharfe, stark positive Schneiden mit polierten oder diamantbeschichteten (PKD) Flächen und reichlich Kühlung oder Minimalmengenschmierung. Mit dem richtigen Werkzeug ist Aluminium ein dankbares und blitzschnelles Material.

• 01Schlage Schnittdaten immer nach dem konkreten Werkstoff nach — nicht nach dem letzten Auftrag
• 02Edelstahl will einen festen Vorschub und gute Kühlung
• 03Gusseisen erfordert Absaugung gegen schädlichen Staub
• 04Aluminium will scharfe, positive Schneiden und hohe Schnittgeschwindigkeit

“Die Maschine ist dieselbe — es ist das Material, das bestimmt, wie der Tag verläuft.”