Im Bereich der Präzisionsfertigung beeinflusst die Materialwahl direkt die Produktleistung und die Produktionskosten. Dieser Artikel vergleicht detailliert die Kostenunterschiede zwischen Aluminium (einschließlich Aluminium-Drehteilen und CNC-gefrästem Aluminium ) und Titanlegierungen in der CNC-Bearbeitung für Erstausrüster (OEMs) hinsichtlich Materialeigenschaften, Bearbeitungsschwierigkeiten und Branchenanwendungen. Zudem wird analysiert, wie die Materialwahl bedarfsgerecht optimiert werden kann.
Kostenvergleich der CNC-Bearbeitung von Aluminium 7075 und Titan
2025-11-26
Materialessenzielle Unterschiede: Vergleich der physikalischen Eigenschaften von Aluminiumdrehteilen und Titanlegierungen
Aluminium 7075 (eine Aluminiumlegierung in Luft- und Raumfahrtqualität) und Titanlegierungen (wie z. B. Ti-6Al-4V) weisen bei der Bearbeitung von OEM-Teilen sehr unterschiedliche Eigenschaften auf : Festigkeit und Gewicht : Aluminiumlegierung 7075 : Zugfestigkeit 570 MPa, Dichte 2,8 g/cm³, mit einem ausgezeichneten Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht .
Titanlegierung : Die Zugfestigkeit liegt zwischen 900 und 1100 MPa, die Dichte beträgt 4,5 g/cm³, die Festigkeit ist vergleichbar mit der von Stahl, jedoch ist das Material 40 % leichter .
Thermische Leistung
Aluminiumlegierung : Wärmeleitfähigkeit 130 W/m·K, schnelle Wärmeableitung, geeignet für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung .
Titanlegierung : Die Wärmeleitfähigkeit beträgt 7 W/m·K, und es kommt während der Verarbeitung zu Wärmestau, weshalb eine spezielle Kühllösung erforderlich ist .
Korrosionsbeständigkeit
7075 Erfordert eine Anodisierungsbehandlung zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit .
Titanlegierungen sind von Natur aus korrosionsbeständig und eignen sich daher besonders für Implantate in der medizinischen CNC-Bearbeitung .
Analyse der Herausforderungen in der Bearbeitung: Kostentreiber bei der CNC-Bearbeitung für OEMs
Die Kostenunterschiede zwischen den beiden Werkstoffen bei der CNC-Bearbeitung für Erstausrüster (OEMs) ergeben sich hauptsächlich aus folgenden Aspekten: Werkzeugverschleiß Die Bearbeitung von Titanlegierungen erfordert diamantbeschichtete Werkzeuge, die dreimal so teuer sind wie Werkzeuge aus Aluminiumlegierungen und eine Lebensdauer von nur 200 Minuten haben .
Die Aluminiumlegierung 7075 kann mit Schnellarbeitsstahlwerkzeugen bearbeitet werden, wobei die Standzeit eines einzelnen Werkzeugs bis zu 1000 Minuten betragen kann .
Einschränkungen der Schnittparameter
Aluminiumlegierung : Die Spindeldrehzahl kann bis zu 8000 U/min erreichen, und der Vorschub beträgt 0,3 mm/Zahn. Titanlegierung : Die Drehzahl ist auf unter 1500 U/min begrenzt, und der Vorschub muss auf 0,1 mm/Zahn reduziert werden.
Aluminium 7075 (eine Aluminiumlegierung in Luft- und Raumfahrtqualität) und Titanlegierungen (wie z. B. Ti-6Al-4V) weisen bei der Bearbeitung von OEM-Teilen sehr unterschiedliche Eigenschaften auf : Festigkeit und Gewicht : Aluminiumlegierung 7075 : Zugfestigkeit 570 MPa, Dichte 2,8 g/cm³, mit einem ausgezeichneten Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht .
Titanlegierung : Die Zugfestigkeit liegt zwischen 900 und 1100 MPa, die Dichte beträgt 4,5 g/cm³, die Festigkeit ist vergleichbar mit der von Stahl, jedoch ist das Material 40 % leichter .
Thermische Leistung
Aluminiumlegierung : Wärmeleitfähigkeit 130 W/m·K, schnelle Wärmeableitung, geeignet für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung .
Titanlegierung : Die Wärmeleitfähigkeit beträgt 7 W/m·K, und es kommt während der Verarbeitung zu Wärmestau, weshalb eine spezielle Kühllösung erforderlich ist .
Korrosionsbeständigkeit
7075 Erfordert eine Anodisierungsbehandlung zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit .
Titanlegierungen sind von Natur aus korrosionsbeständig und eignen sich daher besonders für Implantate in der medizinischen CNC-Bearbeitung .
Analyse der Herausforderungen in der Bearbeitung: Kostentreiber bei der CNC-Bearbeitung für OEMs
Die Kostenunterschiede zwischen den beiden Werkstoffen bei der CNC-Bearbeitung für Erstausrüster (OEMs) ergeben sich hauptsächlich aus folgenden Aspekten: Werkzeugverschleiß Die Bearbeitung von Titanlegierungen erfordert diamantbeschichtete Werkzeuge, die dreimal so teuer sind wie Werkzeuge aus Aluminiumlegierungen und eine Lebensdauer von nur 200 Minuten haben .
Die Aluminiumlegierung 7075 kann mit Schnellarbeitsstahlwerkzeugen bearbeitet werden, wobei die Standzeit eines einzelnen Werkzeugs bis zu 1000 Minuten betragen kann .
Einschränkungen der Schnittparameter
Aluminiumlegierung : Die Spindeldrehzahl kann bis zu 8000 U/min erreichen, und der Vorschub beträgt 0,3 mm/Zahn. Titanlegierung : Die Drehzahl ist auf unter 1500 U/min begrenzt, und der Vorschub muss auf 0,1 mm/Zahn reduziert werden.
- Die Materialkaufpreise für Aluminium 7075 und Titanlegierungen variieren ebenfalls erheblich :
- Aluminiumlegierung 7075 : Der Marktpreis liegt bei etwa 5–8 US-Dollar/kg .
- Titanlegierung (Ti-6Al-4V) : Der Marktpreis liegt bei etwa 50–100 $/kg .
- Das bedeutet, dass die Materialkosten für Titanlegierungen bei gleichem Volumen in der Regel mehr als zehnmal so hoch sind wie für Aluminiumlegierungen. Bei großformatigen Bauteilen oder Serienfertigungsprojekten wirkt sich dieser Preisunterschied bei den Rohstoffen erheblich auf die Gesamtkosten aus. Kostenanalyse : Die Kosten eines kompletten CNC-Bearbeitungsprojekts für OEMs umfassen üblicherweise Folgendes :
- 1. Materialkosten (30–60 % )
Kosten für den Rohmaterialeinkauf
Materialausnutzungsgrad (Anteil des Verarbeitungsabfalls )
2. Verarbeitungskosten (40–70 % )
2. Verarbeitungskosten (40–70 % )
Werkzeugverschleiß (wie oben beschrieben )
Kosten pro Arbeitsstunde der Ausrüstung
Kosten der Oberflächenbehandlung
3. Zusätzliche Kosten
3. Zusätzliche Kosten
Qualitätsprüfung
Logistik und Transport
Typischer Fallvergleich (Charge mit 100 Stück)
Typischer Fallvergleich (Charge mit 100 Stück)
Zusätzliche Kosten für die Oberflächenbehandlung
Gedrehte Aluminiumteile oder CNC-gefräste Aluminiumteile müssen oft anodisiert werden (0,50 - 2 US-Dollar pro Stück) .
Teile aus Titanlegierungen müssen sandgestrahlt und chemisch poliert werden (1–3 US-Dollar pro Stück) .
Nehmen wir als Beispiel ein wellenförmiges Bauteil mit einem Durchmesser von 30 mm :
Bearbeitungskosten für Teile aus der Aluminiumlegierung 7075 : 12 $/Stück (einschließlich Anodisierung) .
Bearbeitungskosten für Titanlegierungsteile : 38 $/Stück (einschließlich Oberflächenbehandlung) .
Branchenspezifische Anwendungsdifferenzierung: Von CNC-Autoteilen bis hin zu Bauteilprüfvorrichtungen für die Halbleiterindustrie
Die Logik der Materialauswahl ist in verschiedenen Branchen unterschiedlich :
Automobilherstellung
Bevorzugt werden gedrehte Aluminiumteile ausgewählt .
Gedrehte Aluminiumteile oder CNC-gefräste Aluminiumteile müssen oft anodisiert werden (0,50 - 2 US-Dollar pro Stück) .
Teile aus Titanlegierungen müssen sandgestrahlt und chemisch poliert werden (1–3 US-Dollar pro Stück) .
Nehmen wir als Beispiel ein wellenförmiges Bauteil mit einem Durchmesser von 30 mm :
Bearbeitungskosten für Teile aus der Aluminiumlegierung 7075 : 12 $/Stück (einschließlich Anodisierung) .
Bearbeitungskosten für Titanlegierungsteile : 38 $/Stück (einschließlich Oberflächenbehandlung) .
Branchenspezifische Anwendungsdifferenzierung: Von CNC-Autoteilen bis hin zu Bauteilprüfvorrichtungen für die Halbleiterindustrie
Die Logik der Materialauswahl ist in verschiedenen Branchen unterschiedlich :
Automobilherstellung
Bevorzugt werden gedrehte Aluminiumteile ausgewählt .
Beispiel: Bei einem bestimmten Projekt zur Befestigung von Batterien in Elektrofahrzeugen spart die Lösung mit der Aluminiumlegierung 7075 im Vergleich zur Titanlegierung 60 % der Kosten .
Typische Anwendungen: CNC-gefertigte Autoteile (Fahrwerkskomponenten, Antriebswellen) .
Medizinische Geräte
Titanlegierungen dominieren trotz der hohen Kosten der medizinischen CNC-Bearbeitung .
Typische Anwendungen: CNC-gefertigte Autoteile (Fahrwerkskomponenten, Antriebswellen) .
Medizinische Geräte
Titanlegierungen dominieren trotz der hohen Kosten der medizinischen CNC-Bearbeitung .
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