Welche Herausforderungen gibt es beim CNC-Drehen von Edelstahlteilen?

12.01.2026

Präzision CNC-Drehen CNC-Drehmaschinen werden typischerweise zur Bearbeitung von Drehteilen eingesetzt, die sicher auf einer Drehmaschine eingespannt werden können. Sie zeichnen sich durch hohe Steifigkeit, präzise Fertigung und genaue Werkzeugeinstellung aus. Sie ermöglichen eine einfache und präzise manuelle oder automatische Werkzeugkompensation und somit die Bearbeitung von Teilen mit höchsten Anforderungen an die Drehgenauigkeit. Die Werkzeugbewegung beim numerisch gesteuerten Drehen wird durch hochpräzise Interpolation und Servoantriebe realisiert. Bei der Bearbeitung von Kreisbögen oder anderen gekrümmten Oberflächen erzeugt dieses Verfahren im Vergleich zu Kopierdrehmaschinen Formen, die den geometrischen Vorgaben der Konstruktionszeichnungen genauer entsprechen.

Edelstahl, der 16–18 % Chrom enthält, wird oft als säurebeständiger oder korrosionsbeständiger Edelstahl bezeichnet. Er bietet eine gute Korrosionsbeständigkeit in atmosphärischen oder schwach korrosiven Umgebungen und behält seine hohe Festigkeit auch bei erhöhten Temperaturen (>450 °C). Bekannt für seine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit, Anpassungsfähigkeit und hohe Zähigkeit über einen weiten Temperaturbereich, findet Edelstahl breite Anwendung in der Schwerindustrie, der Leichtindustrie und bei Alltagsprodukten.

Wann CNC-Bearbeitung Bei der Bearbeitung von Edelstahlteilen sind Geschwindigkeit, Genauigkeit und Präzision entscheidend. Im Prozess treten jedoch häufig Herausforderungen auf. Im Folgenden analysieren wir die wichtigsten Schwierigkeiten, die beim CNC-Drehen von Edelstahlkomponenten auftreten können.

1.      Hohe thermische Festigkeit und Zähigkeit
Die hohe thermische Festigkeit und Zähigkeit von Edelstahl erschweren das Hochgeschwindigkeitsschneiden und beeinträchtigen somit die CNC-Bearbeitung. Dies stellt eine große Herausforderung beim CNC-Schneiden von Edelstahl dar. Austenitische und martensitische Edelstähle weisen zwar keine so hohe Härte oder Zugfestigkeit wie beispielsweise Kohlenstoffstahl Nr. 40 auf, ihre Bruchdehnung, Brucheinschnürung und Kerbschlagzähigkeit sind jedoch deutlich höher. So beträgt die Bruchdehnung von 1Cr18Ni9Ti bis zu 210 % derjenigen von Stahl Nr. 40. Dies führt zu Schwierigkeiten beim Spanbruch während des Hochgeschwindigkeitsschneidens. CNC-FräsenHinzu kommt ein erheblicher Energieverbrauch aufgrund von Verformungen beim Schneiden.

2.      Kaltverfestigung und Haftung
Edelstahl neigt zur Kaltverfestigung und Spananhaftung, wobei die geringe Wärmeleitfähigkeit den Zerspanungsprozess zusätzlich erschwert. Beim Hochgeschwindigkeits-CNC-Drehen kommt es bei Edelstahl häufig zu Kaltverfestigung. Die Extrusion des Werkstückmaterials durch die Werkzeugspitze verursacht Verformungen in der Schnittzone, die zu interkristalliner Gleitung, Gitterverzerrung und mikrostruktureller Verdichtung führen. Dadurch kann die Schnitthärte um das Zwei- bis Dreifache ansteigen, wobei die gehärtete Schicht mitunter mehrere hundert Mikrometer tief wird. Darüber hinaus tragen die starke Haftung und die geringe Wärmeleitfähigkeit der Edelstahlspäne zur Bildung von Aufbauschneiden an Werkzeugspitze und Schneidkante bei, was die Vibrationen während der Bearbeitung verstärkt und den Werkzeugverschleiß beschleunigt.

3.      Probleme bei der Gewindebearbeitung
Häufige Probleme sind eine ungenügende Oberflächenrauheit der Gewinde und starker Werkzeugverschleiß. Beim CNC-Gewindeschneiden von Edelstahl treten oft typische Probleme wie mangelhafte Gewindeoberflächen, schuppenartige Strukturen und Werkzeugverklemmung auf. Diese sind hauptsächlich auf einen zu kleinen Freiwinkel an beiden Seiten des Gewindeschneidwerkzeugs zurückzuführen, wodurch die Reibung mit der Gewindeoberfläche erhöht und die Bearbeitungsqualität verschlechtert wird. Darüber hinaus darf der Werkzeugverschleiß nicht vernachlässigt werden, da er den Span- und Freiwinkel verändert, was zu erhöhter Schnittkraft, Vibrationen und einer Verschlechterung der bearbeiteten Oberfläche führt.

4.      Werkzeug- und Werkzeugmaschinenfaktoren
Unzureichende Steifigkeit und mangelnde Genauigkeit der Werkzeugmaschine verursachen Vibrationen und beeinträchtigen die Bearbeitungsqualität. Die Steifigkeit der Werkzeugmaschine und des Werkzeugsystems ist ebenfalls entscheidend. Probleme wie eine unsichere Einspannung des Gewindeschneidwerkzeugs, ein zu großer Werkzeugüberstand, eine unzureichende Steifigkeit des Werkzeughalters und eine mangelhafte Genauigkeit der Werkzeugmaschine können Vibrationen hervorrufen und dadurch die Gewindeoberflächenqualität mindern. Daher ist es während des Betriebs unerlässlich, die Stabilität von Werkzeugmaschine, Werkzeug und Werkstück zu gewährleisten und die Werkzeugspitzenhöhe sorgfältig einzustellen, um ein Verklemmen des Werkzeugs zu vermeiden.

Obwohl Präzisions-CNC-Bearbeitung Edelstahl bietet zwar eine beeindruckende Kombination vorteilhafter Eigenschaften, bringt aber auch gewisse Herausforderungen mit sich. Austenitische Edelstähle neigen besonders zur Kaltverfestigung während der Bearbeitung, was ihre Härte erhöhen kann. Ist der Zerspanungsmechaniker mit der Edelstahlverarbeitung nicht vertraut, kann dies den Werkzeugverschleiß beschleunigen und die Qualität des Endprodukts beeinträchtigen.

Darüber hinaus weist Edelstahl im Allgemeinen eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit auf, was zu einer Wärmeentwicklung in der Schnittzone führt. Ohne ausreichende Kühlung und geeignete Schnittparameter können die Temperaturen so hoch ansteigen, dass der Edelstahl sensibilisiert wird. Je nach vorgesehener Anwendung des Edelstahlbauteils kann dies zu Problemen wie interkristalliner Korrosion und Spannungsrisskorrosion führen.

Trotz dieser Herausforderungen können erfahrene Maschinenbediener zuverlässig hochwertigen Edelstahl herstellen. CNC-Teile sofern geeignete Werkzeuge und Ausrüstungen sowie gut optimierte Bearbeitungsverfahren eingesetzt werden.