Fräsen
Fräsen gehört zu den zerspanenden Bearbeitungsmethoden, wie sie in der DIN 8589 geregelt sind. Neben dem Fräsen stellen auch Drehen, Bohren, Sägen und Schleifen spanende oder zerspanende Bearbeitungen dar.
Beim Fräsen von Materialien werden Späne vom Material abgehoben, in der Regel geschieht das durch Maschinen (Fräsmaschine, CNC-Fräsanlage, Bearbeitungszentren).
Voraussetzungen für Fräsbarkeit
Um bei einem Material erfolgreich eine solche spanabhebende Bearbeitung durchführen zu können, müssen bestimmte Materialeigenschaften gegeben sein. Stahl hat die erforderlichen Eigenschaften dafür in der Regel nicht oder nur in geringem Umfang. Das führt zu zahlreichen Problemen beim Versuch, Stahl durch Fräsen zu bearbeiten. Generell müssen für Metalle (insbesondere für Stahl) spezielle, eigens dafür konstruierte Werkzeuge zum Fräsen in Fräsmaschinen oder Bearbeitungszentren verwendet werden.
Unterschiede bei der Fräseignung von Stahl
Ob Stahl eine gute Zerspanbarkeit aufweist, hängt von mehreren Faktoren ab. Die wichtigsten davon sind:
- die jeweilige Stahl-Legierung (erkennbar an der Werkstoffnummer) und die Zusammenetzung der Legierung
- der Kohlenstoffgehalt des Stahls
- die Härte einer Stahlsorte
- die Art der Herstellung des Stahlwerkstücks (durch Schmieden, durch Gießen, etc.)
Probleme bei weichen Stahlsorten
Besonders weiche Stahlsorten, insbesondere mit geringem Kohlenstoffgehalt, sind beim Fräsen kaum beherrschbar. Es kommt beim Fräsen – auch bei sorgfältigem Arbeiten – immer wieder zur Ausbildung von Graten. Dazu bilden sich auch häufig sogenannte Aufschneiden.
Probleme bei harten Stählen
Bei härteren Stahlsorten kann es dagegen schnell zu sogenannten Ausbrüchen kommen, wenn das Fräswerkzeug nicht optimal positioniert ist.
Arbeitsgeschwindigkeiten
Gerade bei industriellen Prozessen spielt die Bearbeitungsgeschwindigkeit eine wesentliche Rolle für die Effizienz der Bearbeitung. Bei einfachen Maschinen liegen die Unterschiede in der Bearbeitungsgeschwindigkeit je nach Stahlsorte dabei sehr unterschiedlich. Sie können sich zwischen 20 und 300 Meter pro Minute bewegen, was Kosten oft schwer kalkulierbar macht. Hightech-Anlagen können durch Optimierung auf das jeweilige Stahlmaterial und seine besonderen Eigenschaften oft bis zu 10.000 Meter pro Minute erreichen.