Egal ob Holz, Metall oder andere Materialien – Fräsen ist eine der gängigsten Methoden, um Werkstücke in die passende Form zu bringen. Das gilt selbstverständlich auch für Werkstücke aus Stahl. Was Sie beim Stahl fräsen beachten müssen, welche Werkzeuge hier zum Einsatz kommen und mit welchen potenziellen Problemen beim Stahl fräsen zu rechnen ist, erfahren Sie im Folgenden.
Was ist Fräsen?
Fräsen zählt zu den sogenannten zerspanenden Bearbeitungsmethoden. Ebenso wie beispielsweise Bohren, Schleifen und Sägen fällt Fräsen damit unter die DIN 8589. Während des Fräsvorgangs werden sukzessive Späne vom Werkstück abgehoben, bis sich daraus die gewünschte Form ergibt. Üblicherweise kommt beim Fräsen eine der folgenden Maschinen zum Einsatz:
- Fräsmaschine
- CNC-Fräsanlage
- Bearbeitungszentren
Voraussetzungen für Fräsbarkeit
Um mittels Frästechnik Späne vom zu bearbeitenden Werkstück abheben zu können, muss das Material bestimmte Eigenschaften erfüllen. Stahl erfüllt diese Eigenschaften üblicherweise nicht oder nur bedingt. Das macht es umso schwieriger, Stahl zu fräsen. Zum Fräsen von Metallen im Allgemeinen und Stahl im Besonderen braucht es speziell dafür konzipierte Werkzeuge, die dann in Fräsmaschinen oder auch Bearbeitungszentren zum Einsatz kommen.
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Fräsbarkeit von Stahl
Darüber, wie gut sich Stahl für spanabhebende Bearbeitungsmethoden eignet, sprich, wie gut sich Stahl fräsen lässt, bestimmen verschiedene Faktoren. Dazu zählen:
- Die Stahl-Legierung und ihre Zusammensetzung
- Die Härte der Stahl-Sorte
- Der Kohlenstoffgehalt des Stahls
- Die Art der Herstellung des Werkstücks
Probleme beim Fräsen von weichem Stahl
Problematisch sind weiche Stahlsorten, speziell dann, wenn sie einen niedrigen Kohlenstoffgehalt aufweisen. Dieser Stahl lässt sich beim Fräsen kaum bändigen. Selbst wenn der Bearbeiter noch so gewissenhaft vorgeht – beim Fräsen von weichem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bilden sich regelmäßig Grate und sogenannte Aufschneiden und die Oberflächenqualität nimmt ab.
Probleme beim Fräsen von hartem Stahl
Härterer Stahl ist tendenziell schwer zu zerspanen. Allerdings ist auch hier sorgfältiges Arbeiten gefragt. Die auftretenden Kräfte und auch die dabei auftretenden Temperaturen, selbst bei geringen Schnittgeschwindigkeiten sind sehr hoch. Darum sollten die Werkzeuge möglichst stabil und speziell für harte Werkstoffe ausgelegt sein.
Arbeitsgeschwindigkeiten beim Stahl fräsen
Wenn es darum geht, Stahl möglichst effizient zu fräsen, ist im Bereich der industriellen Prozesse die Bearbeitungsgeschwindigkeit der wohl größte Hebel. Je nach Stahlsorte bewegen sich die Geschwindigkeiten bei einfachen Maschinen innerhalb eines sehr weiten Spektrums: zwischen 20 und 350 Meter pro Minute. Das sorgt dafür, dass die Kosten beim Stahl fräsen, sehr stark variieren und nur schwer zu kalkulieren sind. Hightech-Maschinen dagegen lassen sich in der Regel präzise auf den zu bearbeitenden Stahl-Typen und die damit einhergehenden Eigenschaften einstellen. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die Bearbeitungszeiten geringer werden und zum anderen die Standzeiten der Werkzeuge sich deutlich erhöhen.
Bearbeitungsmethoden beim Stahl fräsen
Werkstücke aus Stahl werden in den verschiedensten Branchen und dementsprechend auch in den verschiedensten Formen gebraucht. Mit einfachem Planfräsen, also der Erzeugung einer ebenen, glatten Oberfläche, ist es in der Regel nicht getan. Folgende Bearbeitungsmethoden kommen beim Stahl fräsen üblicherweise zum Einsatz: