Werkstoffe II: Titan, Kunststoffe, Stähle
Welche Kunststoffe lassen sich gut fräsen?
Am besten zerspanen sich teilkristalline Thermoplaste mit ausreichender Steifigkeit: POM steht an der Spitze, gefolgt von PA 6 und PA 66, PET, PE-HD und PEEK. Amorphe Werkstoffe wie PMMA, PC und PVC sind machbar, reagieren aber empfindlich auf Wärme und Spannungsrisse. Sehr weiche Typen wie PTFE lassen sich kaum maßhaltig fertigen.
Passende Leistungen
Übersicht der gängigen Werkstoffe
| Werkstoff | Zerspanbarkeit | Worauf zu achten ist |
|---|---|---|
| POM | sehr gut | hohe Wärmeausdehnung, Eigenspannungen im Halbzeug |
| PA 6 / PA 66 | gut | nimmt Feuchtigkeit auf, Maße ändern sich über die Zeit |
| PET | gut | spröder als POM, Kantenausbrüche möglich |
| PEEK | gut | gefüllte Typen stark abrasiv, ausgeprägte Eigenspannung |
| PE-HD | mäßig | weich, federt unter Schnittkraft, starke Gratbildung |
| PVC | gut | Wärme meiden, Späne neigen zum Schmieren |
| PMMA / PC | mäßig | Spannungsrisse durch Kühlmittel, Schmelzen an der Schneide |
| PTFE | schwierig | kalter Fluss, enge Toleranzen kaum haltbar |
| GFK / CFK | abrasiv | hoher Werkzeugverschleiß, Absaugung und Delamination beachten |
Warum teilkristallin einfacher ist
Teilkristalline Thermoplaste haben einen klaren Schmelzbereich und eine gewisse Sprödigkeit, sodass der Span sauber abreißt. Amorphe Werkstoffe erweichen dagegen über einen breiten Bereich: Der Span schmiert an der Schneide fest, die Oberfläche wird milchig, und beim Bohren entstehen Ausbrüche.
Zusätzlich sind amorphe Typen wie PC, PMMA und PS anfällig für Spannungsrisse. Eigenspannungen aus der Zerspanung und der Kontakt mit Kühlmitteln, Alkoholen oder Reinigern genügen, damit feine Risse entstehen — oft erst Tage später. Bei diesen Werkstoffen ist die Wahl des Kühlmediums deshalb kein Nebenthema.
Was für alle Kunststoffe gilt
Werkzeugseitig gelten überall dieselben Grundsätze: sehr scharfe, unbeschichtete Schneiden mit poliertem Spanraum, großer Spanwinkel, ein bis zwei Schneiden für ausreichend Spanraum, hohe Schnittgeschwindigkeit und moderater Vorschub. Gekühlt wird meist mit Druckluft, die zugleich die Späne austrägt.
Bei den Toleranzen ist Zurückhaltung angebracht. Die Wärmeausdehnung liegt rund zehnmal höher als bei Stahl, Polyamide nehmen zusätzlich Feuchtigkeit auf, und Eigenspannungen im Halbzeug lösen sich beim Zerspanen. Prüfmaße gehören deshalb mit Bezugstemperatur auf die Zeichnung — Kunststoffe werden im Normklima bei 23 Grad Celsius gemessen. Weiche Spannmittel und geringe Spannkräfte verhindern, dass sich Teile beim Lösen verziehen.
Das Wichtigste in Kürze
- Teilkristalline Thermoplaste wie POM und PA zerspanen sich am besten.
- Amorphe Typen wie PC und PMMA neigen zu Spannungsrissen durch Kühlmittel.
- Wärmeausdehnung rund zehnmal höher als bei Stahl — Toleranzen realistisch setzen.
- Scharfe, unbeschichtete Werkzeuge mit großem Spanraum und Druckluftkühlung sind Standard.
Weitere Fragen dazu
Welche Toleranzen sind bei Kunststoffteilen realistisch?
Deutlich gröber als bei Metall. Wärmeausdehnung, Feuchteaufnahme und Eigenspannungen begrenzen die erreichbare Genauigkeit, und sie wirken auch nach der Fertigung weiter. Enge Toleranzen sollten nur dort stehen, wo die Funktion sie verlangt, und die Prüfbedingungen gehören auf die Zeichnung.
Braucht Kunststofffräsen Kühlschmierstoff?
Oft genügt Druckluft, die die Schneide kühlt und die Späne austrägt. Emulsion hilft bei langen Bearbeitungen, ist bei amorphen Werkstoffen wie PC und PMMA aber riskant, weil sie Spannungsrisse auslösen kann. Dort sind Druckluft oder ein verträgliches Medium die sichere Wahl.
Warum verziehen sich Kunststoffteile nach dem Fräsen?
Halbzeuge enthalten Eigenspannungen aus Extrusion oder Guss. Wird Material einseitig abgetragen, verschiebt sich das Gleichgewicht und das Teil krümmt sich. Abhilfe schaffen ein Temperschritt vor der Schlichtbearbeitung, symmetrischer Materialabtrag und ein zweistufiger Ablauf mit Aufmaß.
Verwandte Fragen
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