Die Kunst des Aluminiumfräsens meistern: CNC-Techniken, Werkzeugwahl und Prozessoptimierung

Das Fräsen von Aluminium stellt selbst erfahrene CNC-Anwender beim CNC-Fräsen vor spezielle Herausforderungen. Zwar gilt Aluminium als gut zerspanbar, doch die Bandbreite der Legierungen, die hohe Wärmeleitfähigkeit sowie die Neigung zum Verkleben machen eine sorgfältige Prozessauslegung unerlässlich.

In diesem Beitrag beleuchten wir die wichtigsten technischen Aspekte für ein präzises, effizientes und wirtschaftliches Fräsergebnis – basierend auf bewährten CNC-Strategien.

Nicht jedes Aluminium verhält sich gleich beim Fräsen. Die Legierungszusammensetzung bestimmt maßgeblich die Zerspanbarkeit:

Empfehlung: Für hohe Oberflächengüte und Maßhaltigkeit bei akzeptabler Werkzeugstandzeit sind EN AW-6082 und EN AW-6061 erste Wahl.

Schneidenanzahl

• 1-Schneider: Ideal bei weichem Alu (gute Spanabfuhr, wenig Verkleben)
• 2- oder 3-Schneider: Besser bei mittel- bis hochfesten Legierungen (höhere Stabilität, bessere Oberfläche)

Werkzeugmaterial

• VHM (Vollhartmetall): Hohe Verschleißfestigkeit, gute Wärmeableitung – Standard für Serienfertigung.
• HSS (Schnellarbeitsstahl): Günstiger, aber nur für kleine Stückzahlen oder weiche Legierungen geeignet.

Beschichtungen

• Unbeschichtet oder DLC (Diamond-Like-Carbon): Minimiert Aufbauschneiden, ideal für Aluminium.
• TiB2 (Titan-Borat): Verhindert Anhaftungen bei hochlegierten Alu-Typen.

Die optimale Wahl der Schnittparameter ist entscheidend für Standzeit, Maßhaltigkeit und Oberflächengüte:

Schnittgeschwindigkeit (vc)

• 300–600 m/min (je nach Legierung und Werkzeugdurchmesser)
• Bei 6 mm Fräser ergibt das ca. 16.000–32.000 U/min

Vorschub pro Zahn (fz)

• 0,02–0,06 mm/Zahn bei kleinen Fräsern (3–8 mm)
• 0,08–0,15 mm/Zahn bei größeren Fräsern (10–20 mm)

Zustellung

• Seitlich (ae): max. 30–50 % des Fräserdurchmessers
• Tief (ap): je nach Stabilität max. 1–2 × Durchmesser

Hinweis: Immer auf ausreichende Spanabfuhr achten – zu niedriger Vorschub erhöht das Risiko von Aufbauschneiden.

Aluminium leitet Wärme sehr gut, kann aber bei zu wenig Kühlung zum Verkleben neigen. Deshalb ist eine kontrollierte Span- und Wärmeregulierung entscheidend:

Methoden im Überblick:

• Druckluft + Minimalmengenschmierung (MMS): Industriestandard für Alu – spart Kühlmittel, vermeidet Verzug.
• Sprühnebelkühlung: Besonders effizient bei VHM-Werkzeugen, reduziert thermische Belastung.
• Trockenbearbeitung: Möglich, aber nur mit spezieller Werkzeugbeschichtung und geringem Abtrag sinnvoll.

Adaptive Vorschubregelung
Moderne CAM-Systeme erlauben es, die Vorschubgeschwindigkeit kontinuierlich an die Spanlast anzupassen – ideal bei komplexen Konturen.

Trochoidales Fräsen
Besonders bei tiefen Taschen oder harten Legierungen sinnvoll. Reduziert Werkzeugbelastung, verlängert Standzeit.

Aufbauschneiden vermeiden

• Hohe Schnittgeschwindigkeit + hoher Vorschub
• Glatte Werkzeugoberfläche (poliert oder beschichtet)
• Keine zu geringen Schnitttiefen verwenden

Das Aluminiumfräsen bietet enormes Potenzial für präzise Bauteile mit exzellenter Oberflächengüte – wenn die Technik stimmt. Wer Werkzeuge, Schnittdaten und Strategie aufeinander abstimmt, profitiert von hoher Prozesssicherheit, kurzen Taktzeiten und geringen Nachbearbeitungsaufwänden.

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