Materialgruppen im Überblick
Die Werkstoffauswahl beeinflusst nicht nur Festigkeit und Funktion, sondern unmittelbar Bearbeitungszeit, Werkzeugverschleiß, Schweiß- und Wärmebehandlungsaufwand, Oberflächenprozess, Prüfanforderungen, Verfügbarkeit und letztlich die Gesamtkosten des Bauteils. INDUQERA bewertet deshalb Werkstoff und Fertigungsweg gemeinsam.
- Baustähle, Vergütungs- und Einsatzstähle
- nichtrostende Stähle
- Aluminiumlegierungen
- Kupfer- und Messinglegierungen
- projektbezogene Sonderlegierungen
- POM, PA und PE-Werkstoffe
- PEEK und weitere Hochleistungskunststoffe
- PTFE und gleitoptimierte Werkstoffe
- weitere technische Kunststoffe nach Funktionsanforderung
Hinweis: Die folgenden Angaben dienen der technischen Vorauswahl. Maßgeblich bleiben die freigegebene Zeichnung, Werkstoffspezifikation, Lieferzustand und die projektspezifisch geforderten Nachweise.
Stahl & Edelstahl
Stahl- und Edelstahlwerkstoffe decken vom wirtschaftlichen Maschinenbauteil bis zum hoch belasteten oder korrosionsbeanspruchten Bauteil ein sehr breites Anwendungsspektrum ab. Entscheidend sind neben der Werkstoffbezeichnung insbesondere Lieferzustand, Wärmebehandlung, Schweißbarkeit, Zerspanbarkeit und geforderter Korrosionsschutz.
| Werkstoff | Werkstoff-Nr. | Dichte ca. | Typische Eigenschaften / Fertigung | Typische Anwendungen | Beschaffungs- und Kostenhinweis |
|---|---|---|---|---|---|
| S235JR | 1.0038 | 7,85 g/cm³ | gut schweißbar, gut verfügbar, für allgemeine Zerspanung geeignet | Platten, Halter, Rahmen, Schweißkonstruktionen | sehr breite Verfügbarkeit; häufig wirtschaftliche Basis für allgemeine Stahlbauteile |
| S355J2 | 1.0577 | 7,85 g/cm³ | höhere Festigkeit als S235, gut schweißbar, gut für tragende Konstruktionen | Maschinenrahmen, Träger, hoch belastete Schweißteile | gute Marktverfügbarkeit; höhere Festigkeit kann konstruktiv Materialquerschnitte reduzieren |
| C45E | 1.1191 | 7,85 g/cm³ | vergütbarer Kohlenstoffstahl, gut zerspanbar, begrenzte Schweißeignung | Wellen, Bolzen, Achsen, allgemeine Maschinenteile | wirtschaftlich und verbreitet; Wärmebehandlungszustand früh definieren |
| 42CrMo4 | 1.7225 | 7,85 g/cm³ | vergütbarer Cr-Mo-Stahl, hohe Festigkeit und Zähigkeit, gut zerspanbar im passenden Lieferzustand | hoch belastete Wellen, Achsen, Spindeln, Antriebsteile | Material- und Wärmebehandlungskosten höher; Lieferzustand und Zeugnisanforderung beeinflussen Preis und Termin |
| X5CrNi18-10 / 304 | 1.4301 | 7,9 g/cm³ | korrosionsbeständig, gut umform- und schweißbar, zerspanungstechnisch anspruchsvoller als Baustahl | Gehäuse, Blechteile, Anlagen- und Apparatekomponenten | breit verfügbar; längere Bearbeitungszeiten und höherer Werkzeugverschleiß berücksichtigen |
| X2CrNiMo17-12-2 / 316L | 1.4404 | 8,0 g/cm³ | Mo-legiert, erhöhte Korrosionsbeständigkeit, gut schweißbar, anspruchsvollere Zerspanung | chemisch oder feucht beanspruchte Komponenten, Anlagenbau | höherer Materialpreis als 1.4301; Einsatz nur dort wirtschaftlich, wo die zusätzliche Korrosionsbeständigkeit benötigt wird |
| X5CrNiCuNb16-4 / 17-4PH | 1.4542 | 7,8 g/cm³ | ausscheidungshärtbar, hohe Festigkeit bei guter Korrosionsbeständigkeit | hoch belastete Präzisions- und Funktionsbauteile | Liefer- und Wärmebehandlungszustand zwingend abstimmen; höhere Material- und Prozesskosten |
Aluminium & Buntmetalle
Aluminium reduziert Gewicht und Bearbeitungszeiten, während Kupfer- und Messinglegierungen insbesondere elektrische, thermische oder tribologische Funktionen abdecken. Legierung und Lieferzustand bestimmen dabei maßgeblich Festigkeit, Schweißbarkeit, Zerspanbarkeit und Oberflächenverhalten.
| Werkstoff | Bezeichnung | Dichte ca. | Typische Eigenschaften / Fertigung | Typische Anwendungen | Beschaffungs- und Kostenhinweis |
|---|---|---|---|---|---|
| EN AW-6082 | AlSi1MgMn | 2,70 g/cm³ | gute Festigkeit, sehr gut zerspanbar, gut schweißbar und anodisierbar | Frästeile, Vorrichtungen, Maschinen- und Automatisierungsteile | sehr verbreiteter technischer Aluminiumwerkstoff; häufig gutes Verhältnis aus Preis, Verfügbarkeit und Bearbeitbarkeit |
| EN AW-7075 | AlZn5,5MgCu | 2,81 g/cm³ | sehr hohe Festigkeit, sehr gut zerspanbar, Schweißeignung stark eingeschränkt | hoch belastete Leichtbauteile, Vorrichtungen, Präzisionsteile | deutlich höherer Materialpreis; nur sinnvoll, wenn die hohe Festigkeit funktional benötigt wird |
| EN AW-5083 | AlMg4,5Mn0,7 | 2,66 g/cm³ | gut schweißbar, gute Korrosionsbeständigkeit, für Platten und Schweißkonstruktionen geeignet | Plattenbauteile, Gehäuse, Schweißbaugruppen | gute Wahl für geschweißte Aluminiumkonstruktionen; Plattenzustand und Ebenheit früh definieren |
| Cu-ETP | CW004A | 8,94 g/cm³ | sehr hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, weich, zerspanungstechnisch anspruchsvoller | Stromschienen, Kontakte, Wärmeleiter | hoher Rohmaterialwert; Verschnitt, Materialausnutzung und Rückführung haben relevante Kostenwirkung |
| CuZn39Pb3 | CW614N | ca. 8,4 g/cm³ | sehr gut zerspanbar, gute Formgebung, für präzise Drehteile geeignet | Fittings, Ventil- und Verbindungsteile, Präzisionsdrehteile | sehr produktive Bearbeitung; Einsatz- und regulatorische Anforderungen an bleihaltige Legierungen projektbezogen prüfen |
Technische Kunststoffe
Technische Kunststoffe werden eingesetzt, wenn geringes Gewicht, elektrische Isolation, chemische Beständigkeit, Gleitverhalten oder besondere Temperaturanforderungen wichtiger sind als metallische Festigkeit. Für präzise Bauteile müssen Feuchteaufnahme, Wärmeausdehnung, Spannungen im Halbzeug und Kriechverhalten berücksichtigt werden.
| Werkstoff | Dichte ca. | Stärken | Fertigungshinweis | Typische Anwendungen | Wirtschaftlicher Hinweis |
|---|---|---|---|---|---|
| POM-C | 1,41 g/cm³ | dimensionsstabil, geringe Reibung, gute Zerspanbarkeit | für präzise Dreh- und Frästeile gut geeignet; Wärmeausdehnung berücksichtigen | Führungen, Rollen, Buchsen, Funktionsteile | häufig wirtschaftlicher Standardkunststoff für präzise mechanische Teile |
| PA 6 | ca. 1,13 g/cm³ | zäh, verschleißfest, gute Gleiteigenschaften | nimmt Feuchtigkeit auf; Maßänderungen und Konditionierung berücksichtigen | Gleitlager, Rollen, Führungen, Schutzteile | preislich attraktiv, aber für enge Maßtoleranzen nur mit passender Auslegung |
| PE-UHMW | ca. 0,94 g/cm³ | sehr gute Gleit- und Verschleißeigenschaften, hohe Schlagzähigkeit | weich und stark temperaturabhängig; Spannkonzept entscheidend | Gleitleisten, Fördertechnik, Verschleißteile | lange Standzeiten können trotz größerer Bauteilquerschnitte wirtschaftlich sein |
| PEEK | ca. 1,30 g/cm³ | hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit, hohe mechanische Leistungsfähigkeit | gut zerspanbar, aber hohe Halbzeugkosten; thermische Randbedingungen beachten | hoch belastete Funktions-, Dicht- und Isolierteile | hochpreisiger Spezialkunststoff; nur bei funktionalem Mehrwert wirtschaftlich |
| PTFE | ca. 2,2 g/cm³ | extrem niedrige Reibung, sehr hohe Chemikalienbeständigkeit | weich, ausgeprägtes Kriechverhalten, anspruchsvoll bei engen Toleranzen | Dichtungen, Gleitelemente, chemisch beanspruchte Bauteile | Geometrie und Toleranzen funktional festlegen, um unnötige Bearbeitungskosten zu vermeiden |
Sonderwerkstoffe
Sonderwerkstoffe werden eingesetzt, wenn Standardwerkstoffe die geforderte Kombination aus Festigkeit, Temperatur-, Medien- oder Korrosionsbeständigkeit nicht abdecken. Hier beeinflussen Materialverfügbarkeit, Mindestmengen, Zeugnisse, Spezialwerkzeuge und Bearbeitungszeiten die Beschaffung besonders stark.
| Werkstoff | Werkstoff-Nr. | Dichte ca. | Technische Einordnung | Typische Anwendungen | Beschaffungsrelevanz |
|---|---|---|---|---|---|
| Titan Grade 2 | 3.7035 | 4,51 g/cm³ | sehr gute Korrosionsbeständigkeit, gute Umformbarkeit, moderate Festigkeit | Chemie, Apparatebau, korrosive Medien | Material- und Bearbeitungskosten deutlich über Standardstählen; Lieferform und Zeugnis früh festlegen |
| Titan Grade 5 | 3.7165 | 4,43 g/cm³ | hohe spezifische Festigkeit, korrosionsbeständig, anspruchsvoll in Zerspanung und Wärmehaushalt | hoch belastete Leichtbau- und Präzisionsteile | spezialisierter Lieferanten- und Werkzeugbedarf; Bearbeitungsstrategie hat großen Kosteneinfluss |
| Inconel 718 | 2.4668 | 8,19 g/cm³ | Nickelbasislegierung für hohe Temperatur und hohe mechanische Beanspruchung | Energie-, Turbinen- und Hochtemperaturanwendungen | hoher Materialpreis, niedrige Zerspanleistung und hoher Werkzeugverschleiß; nur qualifizierte Fertigungsquellen einsetzen |
Materialwahl mit Praxisbezug
- Festigkeit, Steifigkeit, Temperatur und Medienbeständigkeit
- Korrosion, Verschleiß, elektrische oder thermische Funktion
- Zerspanbarkeit, Schweißbarkeit, Umformbarkeit und Wärmebehandlung
- Toleranzfähigkeit, Oberflächenanforderung und Prüfstrategie
- geforderter Lieferzustand und Werkstoffnachweise
- Marktverfügbarkeit, Halbzeugformate und Mindestabnahmemengen
- Lieferzeit, regionale Beschaffbarkeit und Alternativwerkstoffe
- Materialausnutzung, Verschnitt und Rohteilstrategie
- Bearbeitungszeit, Werkzeugverschleiß und notwendige Fremdprozesse
- Zeugnisse, Rückverfolgbarkeit und zusätzliche Prüfkosten
Wirtschaftlicher Nutzen der richtigen Werkstoffwahl
Der technisch hochwertigste Werkstoff ist nicht automatisch die wirtschaftlich beste Lösung. Eine passende Werkstoffwahl reduziert Materialkosten, Bearbeitungszeit, Werkzeugverschleiß, Ausschuss, Fremdprozesse und Beschaffungsrisiken. INDUQERA betrachtet deshalb Funktion, Fertigungsroute, Verfügbarkeit und Gesamtkosten gemeinsam und prüft – sofern technisch zulässig – wirtschaftlichere oder besser verfügbare Alternativen.