5 Schlüsselprozesse der Aluminiumherstellung ermöglichen kundenspezifische Lösungen

Von leichten Luft- und Raumfahrtkomponenten bis hin zu eleganten Smartphone-Gehäusen ist Aluminium in der modernen Fertigung allgegenwärtig. Seine Bearbeitbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Vielseitigkeit machen es zu einem Material der Wahl. Aber die Umwandlung von rohem Aluminium in präzisionsgefertigte Produkte erfordert spezielle Techniken. Hier untersuchen wir fünf Kernverfahren der Aluminiumverarbeitung, um Ihnen zu helfen, Leistung, Ästhetik und Wirtschaftlichkeit in Einklang zu bringen.

1. CNC-Bearbeitung: Präzision für komplexe Geometrien
2. Aluminium-Extrusion: Effizienz für gleichmäßige Querschnitte
3. Blechbearbeitung: Geschwindigkeit für flache und gebogene Komponenten
4. Aluminiumguss: Skaleneffekte für die Großserienfertigung
5. Aluminiumschmieden: Überlegene Festigkeit für kritische Anwendungen

Die CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) verwendet automatisierte Schneidwerkzeuge, um komplizierte Teile aus massiven Aluminiumblöcken oder extrudierten Profilen zu formen. Dieses subtraktive Fertigungsverfahren erreicht außergewöhnliche Toleranzen (typischerweise ±0,01 mm oder besser) und ist somit ideal für Prototypen und Klein- bis Mittelserien.

• Außergewöhnliche Maßgenauigkeit und Wiederholbarkeit
• Fähigkeit zur Herstellung komplexer Geometrien
• Überlegene Oberflächengüten (verbesserbar durch Eloxieren oder Polieren)
• Kompatibilität mit verschiedenen Legierungen (z. B. 6061-T6, 7075-T6)

• Höherer Materialverlust im Vergleich zu additiven Verfahren
• Abnehmende Wirtschaftlichkeit bei hohen Stückzahlen
• Suboptimal für einfache, in Massenproduktion hergestellte Komponenten

Prototypen, Gehäuse, mechanische Komponenten, elektronische Teile und Kleinserienfertigung.

Bei diesem Verfahren werden erhitzte Aluminiumbarren durch Matrizen gepresst, um kontinuierliche Profile mit gleichmäßigen Querschnitten zu erzeugen. Extrudierte Komponenten werden typischerweise auf Länge geschnitten und können für Montageelemente einer Nachbearbeitung unterzogen werden.

• Hervorragende Materialausnutzung (minimaler Abfall)
• Kostengünstig für lange, gleichmäßige Profile
• Schnelle Produktionsskalierung
• Gute mechanische Eigenschaften (insbesondere Legierungen der 6000er-Serie)

• Beschränkt auf konstante Querschnitte
• Erforderliche anfängliche Matrizeninvestition
• Erfordert oft Nachbearbeitung

Strukturrahmen, Schienen, LED-Gehäuse, Kühlkörper, Griffe und Halterungen.

Durch die Kombination von Schneid- (Laser, Stanzen), Biege- und Fügetechniken wandelt die Blechbearbeitung flaches Aluminiummaterial in funktionelle Teile um. Diese Methode zeichnet sich durch die Herstellung von Gehäusen, Paneelen und Halterungen mit schnellen Durchlaufzeiten aus.

• Schnelle Produktionszyklen
• Kostengünstig für mittlere bis hohe Stückzahlen
• Breite Materialdickenoptionen
• Geeignet für funktionelle und dekorative Anwendungen

• Begrenzte Kapazität für komplexe 3D-Formen
• Potenzielle Festigkeitseinschränkungen (können Verstärkungen erfordern)
• Herausforderungen bei der Oberflächenbeschaffenheit bei unsachgemäßer Handhabung

Gehäuse, Montagehalterungen, Bedienfelder, Schränke und Elektronikgehäuse.

Beim Gießen wird geschmolzenes Aluminium in Formen (Druckguss, Sandguss, Feinguss) gegossen, um nahezu endkonturnahe Teile herzustellen. Diese Methode dominiert die Automobil- und Geräteherstellung für Großserienkomponenten.

• Fähigkeit zu komplizierten Geometrien
• Niedrige Stückkosten bei Skalierung
• Integration mehrerer Merkmale in Einzelteile
• Kompatibel mit Nachbearbeitung (Bearbeitung, Veredelung)

• Hohe Werkzeugkosten (insbesondere für den Druckguss)
• Geringere mechanische Eigenschaften im Vergleich zu Knetlegierungen
• Potenzielle Oberflächenporosität, die eine zusätzliche Veredelung erfordert

Motorkomponenten, Gehäuse, Geräteteile und dekorative Artikel.

Beim Schmieden werden Druckkräfte eingesetzt, um Aluminium unter extremem Druck zu formen und die Kornstrukturen für eine erhöhte Festigkeit auszurichten. Diese Methode wird in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie bevorzugt, wo Zuverlässigkeit von größter Bedeutung ist.

• Außergewöhnliche Festigkeit und Schlagfestigkeit
• Minimale innere Defekte
• Ideal für die anschließende Bearbeitung/Wärmebehandlung
• Gleichbleibende Qualität in der Massenproduktion

• Erhebliche Werkzeuginvestition
• Einschränkungen der geometrischen Komplexität
• Unpraktisch für Prototypen/Kleinserien

Querlenker, Luft- und Raumfahrtkomponenten, hochbelastbare Halterungen und Tragwerke.

Die Auswahl des optimalen Aluminiumverarbeitungsverfahrens erfordert die Bewertung von:

• Geometrische Komplexität: CNC für komplizierte Designs; Gießen für organische Formen
• Produktionsvolumen: Blech für mittlere Chargen; Gießen für Massenproduktion
• Toleranzanforderungen: CNC für enge Toleranzen; Gießen für allgemeine Präzision
• Mechanische Eigenschaften: Schmieden für maximale Festigkeit; Extrusion für ausgewogene Leistung
• Budgetbeschränkungen: Blech für kostenempfindliche Projekte; CNC für Premium-Präzision

Verschiedene Legierungen eignen sich für bestimmte Verfahren:

• CNC: 6061-T6 (Allzweck), 7075-T6 (hohe Festigkeit)
• Extrusion: 6063/6060 (hervorragende Extrudierbarkeit), 6061 (stärkere Alternative)
• Gießen: A380/ADC12 (Druckguss), AlSi10Mg (Feinguss)
• Blech: 5052-H32 (Formbarkeit), 6061-T6 (strukturelle Anwendungen)
• Schmieden: 2014, 7075 (Festigkeit in Luft- und Raumfahrtqualität)