Werkstoffwahl für kundenspezifische Teile, Zerspanbarkeit und Kosten

Werkstoffwahl für kundenspezifische Teile, Zerspanbarkeit und Kosten

Kunden behandeln den Werkstoff oft als Preisfeld und fragen zuerst nach dem Kilopreis. Der eigentliche Kostenunterschied entsteht durch die Zerspanbarkeit. Dieselbe Geometrie in einem anderen Werkstoff kann die Hauptzeit verdoppeln. Alle Verfahren im Überblick

Eine Zeichnung kann auf dem Papier günstig wirken und in der Fertigung teuer werden, und meist liegt es am Werkstoff. Dieser Beitrag zeigt, wie die Zerspanbarkeit das Angebot prägt und wo die versteckten Kosten liegen.

Zerspanbarkeit bestimmt den Stückpreis, nicht nur den Materialpreis

Aluminium 6061 hat eine gute Zerspanbarkeit. Es lässt sich schnell schneiden, die Standzeit ist hoch, und es eignet sich für Prototypen und mittlere Serien. Bei 304 Edelstahl steigt der Materialpreis nur wenig, doch die Zerspanbarkeit fällt deutlich. Werkzeuge verschleißen schneller, der Vorschub sinkt, und die Hauptzeit kann sich verdoppeln.

Ein Angebot, das nur den Materialpreis liest, schätzt den Auftrag falsch ein. Erst Zerspanbarkeit, Hauptzeit, Werkzeugverschleiß und Ausschuss zusammen ergeben den echten Stückpreis.

Wie gängige Werkstoffe einzuordnen sind

Grob von leicht nach schwer: Aluminium, Messing, Automatenstahl, Baustahl, legierter Stahl, Edelstahl, Titan. Die Reihenfolge ist nicht absolut und hängt von Wärmebehandlung, Härte und Zustand des Halbzeugs ab.

Messing hat eine sehr gute Zerspanbarkeit und eignet sich für kleine Präzisionsteile, auf Kosten von Gewicht und Preis. Technische Kunststoffe wie POM lassen sich gut bearbeiten, halten aber wenig Wärme aus. Erst Funktion, dann Leistung, dann Preis bewerten. So steuern wir die Qualität

Was schlechte Zerspanbarkeit kostet

Der erste Kostenblock ist Zeit. Harte Werkstoffe verlangen langsamere Vorschübe, das Schruppen dauert länger. Der zweite ist Werkzeug. Edelstahl und Titan verschleißen Werkzeuge weit schneller als Aluminium.

Der dritte ist Ausschuss. Ein Werkstoff, der schlecht schneidet, verzieht sich beim Schlichten häufiger oder neigt zum Rattern, und das zeigt sich in der Ausschussquote. Diese drei Punkte summieren sich oft auf mehr als die Materialdifferenz, daher lohnt die Bewertung vor dem Angebot mehr als das Feilschen um den Preis danach. Bei langer Serie kann die Werkzeugrechnung die Materialersparnis übersteigen, die auf dem Papier attraktiv wirkte.

Werkstoff und Verfahren abstimmen

Nicht jeder Werkstoff passt zu jedem Verfahren. MIM braucht ein Pulver- und Bindemittelsystem, daher ist die Auswahl auf verdüsbare Sorten begrenzt, und diese Sorten folgen den MPIF-Normen. Pulvermetallurgie punktet beim Pressen und Sintern, nicht beim Schneiden. CNC ist am flexibelsten und schneidet fast alles, doch schlechte Zerspanbarkeit treibt die Kosten schnell nach oben. Kundenspezifische Bearbeitung ansehen

Nennt eine Zeichnung einen Werkstoff, sollte geprüft werden, ob diese Sorte zum gewählten Verfahren passt. Eine schlechte Kombination löscht den Kostenvorteil und verlängert die Lieferzeit. Wie die Zeichnungsprüfung die Lieferung beeinflusst

Drei Fehler bei der Werkstoffwahl

Der erste ist, nur die Festigkeit zu sehen und das Schnittverhalten zu ignorieren. Fest genug, aber schwer zu schneiden, bringt die Kosten außer Kontrolle. Der zweite ist, teuren Werkstoff zur Beruhigung zu kaufen. Die meisten Halterungen sind in 6061 ausreichend, ohne Titan.

Der dritte ist, die Oberflächenbehandlung zu vergessen. Ändert sich der Werkstoff, ändert sich auch die Haftung von Eloxal oder Beschichtung. Automobilprogramme verlangen zudem ein dokumentiertes Qualitätssystem nach dem IATF-Rahmen.

Werkstoff mit dem Lieferanten abstimmen

Vor dem Versand der Zeichnung sollten Funktion, Last und Umgebung genannt werden. Der Lieferant kann dann eine Sorte vorschlagen, die die Anforderung erfüllt, ohne zu überdimensionieren. Wird ein Ersatzwerkstoff angeboten, lohnt die Frage, wie er Schnittzeit und Korrosionsbeständigkeit verändert, nicht nur den Materialpreis.

Wo Konstrukteure überdimensionieren

Ein häufiges Muster ist eine höhere Sorte, als die Last verlangt. Ein Halter für 20 kg braucht kein Titan, nur weil ein Prototyp einmal im Falltest gerissen ist. Überdimensionierung erhöht die Materialkosten und oft zugleich die Zerspankosten, weil härtere Sorten langsamer schneiden und Werkzeuge schneller verschleißen. Entscheidend ist, was das Teil im Einsatz tatsächlich sieht: Last, Temperatur, Korrosion, Lastspielzahl.

Dann die leichteste Sorte wählen, die diese Hülle übersteht. In vielen Projekten bringt der Wechsel von 304 auf 6061 oder von legiertem Stahl auf Baustahl mehr als jede Verhandlung über Stundensätze.

Häufige Fragen

Ist ein Werkstoff mit guter Zerspanbarkeit immer günstiger? Nicht immer. Aluminium schneidet schnell, doch große Teile tragen über das Volumen hohe Materialkosten. Beides abwägen.

Fazit

Werkstoffwahl heißt, Funktion, Zerspanbarkeit und Kosten in einer Tabelle abzuwägen. Yujiaxin Tech prüft Werkstoff und Verfahrenspassung vor dem Angebot, damit die falsche Sorte die Kosten nicht aufbläht. Zur Kostenseite siehe wie sich die Kosten kundenspezifischer Teile zusammensetzen. Kostenlose technische Bewertung anfragen