Top 10 materialen voor CNC-frezen in precisieproductie: de ultieme gids (2025)

Aluminium is licht, goed te verspanen en van nature corrosiebestendig. Het is het meest gebruikte materiaal voor CNC-frezen en wordt veel toegepast in de lucht- en ruimtevaart, de automotive en de elektronica. Legering 6061 biedt een goede balans tussen sterkte en verspaanbaarheid. Legering 7075 is veel sterker en geschikt voor zwaarbelaste onderdelen. Aluminium 6061-T6 heeft een treksterkte van 310 MPa en een dichtheid van slechts 2,7 g/cm³ (datasheet van ASM Aerospace Specification Metals).

Kerngegevens: Kwaliteiten: 6061 (EN AW-6061), 7075 (EN AW-7075), 5083 | Verspaanbaarheid: uitstekend | Ideaal voor: behuizingen, beugels, prototypes, onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart | Let op: het zachte oppervlak raakt snel bekrast, dus anodiseer onderdelen die slijtvast moeten zijn.

Roestvast staal combineert sterkte met een uitstekende corrosiebestendigheid. De kwaliteiten 304 en 316 zijn standaard voor onderdelen in de medische sector, de voedingsmiddelenindustrie en de maritieme sector. Het is moeilijker te verspanen dan aluminium, maar de onderdelen gaan veel langer mee. 316L heeft in gegloeide toestand een treksterkte van 515 MPa (ASM / MatWeb), terwijl 304 tot 505 MPa komt (datasheet van ASM Aerospace Specification Metals).

Kerngegevens: Kwaliteiten: 303, 304 (1.4301), 316L (1.4404), 17-4 PH | Verspaanbaarheid: matig; 303 is het makkelijkst | Ideaal voor: medische hulpmiddelen, apparatuur voor de voedingsmiddelenindustrie, scheepsbeslag | Let op: verstevigt snel door koudvervorming en vraagt daarom om scherp gereedschap en een constante voeding.

Messing is een van de makkelijkst te verspanen metalen. Het geleidt elektriciteit en warmte goed, is corrosiebestendig en heeft een fraaie goudkleur. Veelvoorkomende toepassingen zijn elektrische connectoren, sanitaire fittingen, afsluiters en decoratieve onderdelen. Messing veroorzaakt weinig gereedschapsslijtage en is daardoor zeer efficiënt in serieproductie. Automatenmessing C36000 heeft afhankelijk van de hardheidstoestand een treksterkte van 338–469 MPa (datasheet van Smith Metal).

Kerngegevens: Kwaliteiten: C36000 / CW603N (automatenmessing) | Verspaanbaarheid: uitstekend, de maatstaf voor koperlegeringen | Ideaal voor: connectoren, fittingen, afsluiters, kleine precisieonderdelen | Let op: loodhoudende kwaliteiten kunnen beperkt zijn voor drinkwater en onder sommige EU-regels voor RoHS/REACH, dus controleer of ze aan de eisen voldoen.

Titanium heeft een uitzonderlijke sterkte-gewichtsverhouding en een uitstekende corrosiebestendigheid. Het is bovendien biocompatibel en daardoor ideaal voor medische implantaten. In de lucht- en ruimtevaart wordt het gebruikt voor onderdelen van de vliegtuigstructuur en motoren. Titanium is moeilijk te verspanen en vraagt om stijve opspanningen en speciaal gereedschap. Ti-6Al-4V (Grade 5) heeft een treksterkte van 950 MPa bij een dichtheid van slechts 4,43 g/cm³ (ASM / MatWeb).

Kerngegevens: Kwaliteiten: Grade 2 (commercieel zuiver), Grade 5 / Ti-6Al-4V (3.7165) | Verspaanbaarheid: moeilijk | Ideaal voor: implantaten, onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart, hoogwaardige componenten | Let op: door de lage warmtegeleiding concentreert de warmte zich op de snijkant, dus werk met lagere snijsnelheden en veel koelmiddel.

Koolstofstaal biedt een goede sterkte en verspaanbaarheid tegen een lage prijs. Het is een standaardkeuze voor assen, tandwielen, opspanmiddelen en constructiedelen. Kwaliteit 1018 is goed te verspanen en te lassen. Kwaliteit 1045 bevat meer koolstof en is daardoor sterker en hardbaar. AISI 1018 heeft een treksterkte van 440 MPa, terwijl 1045 tot 565 MPa komt (AZoM – 1018; AZoM – 1045).

Kerngegevens: Kwaliteiten: 1018, 1045 (C45 / 1.0503), gelegeerd staal 4140 | Verspaanbaarheid: goed | Ideaal voor: assen, tandwielen, mallen, opspanmiddelen, machineonderdelen | Let op: roest zonder bescherming, dus plan een galvanische laag, lak of olie in.

PEEK is een van de sterkste technische kunststoffen. Het is bestand tegen hoge temperaturen, chemicaliën en slijtage. Bedrijven in de lucht- en ruimtevaart, de medische sector en de halfgeleiderindustrie gebruiken het als vervanging voor metaal waar gewicht of isolatie belangrijk is. Ongevuld PEEK heeft een smeltpunt van 343 °C en een treksterkte van 98 MPa (datasheet van Victrex PEEK 450G).

Kerngegevens: Kwaliteiten: ongevuld, glasgevuld, koolstofgevuld, medische kwaliteit | Verspaanbaarheid: goed, maar vraagt om scherp gereedschap | Ideaal voor: medische onderdelen, afdichtingen, isolatoren, vervanging van metaal | Let op: een van de duurste kunststoffen; onderdelen moeten soms worden getemperd om interne spanningen weg te nemen.

Nylon is licht, taai en slijtvast. Het heeft een lage wrijving en vangt schokken goed op. Daardoor is het een goede keuze voor tandwielen, bussen, rollen en glijplaten. Nylon 6/6 heeft een treksterkte bij vloei van 12.000 psi (ongeveer 83 MPa) (datasheet van Protolabs). Bij verzadiging kan het echter tot 8,5% water opnemen, waardoor de afmetingen veranderen.

Kerngegevens: Kwaliteiten: PA6, PA6/6, glasgevuld PA | Verspaanbaarheid: goed | Ideaal voor: tandwielen, bussen, rollen, slijtstrips | Let op: neemt vocht op en zwelt, dus vermijd het voor onderdelen met nauwe toleranties in een vochtige omgeving.

Delrin is de merknaam voor acetaalhomopolymeer (POM-H). Het is stijf, heeft een lage wrijving en is zeer vormvast. Het is een van de makkelijkst te verspanen kunststoffen als het om nauwe toleranties gaat. Typische onderdelen zijn tandwielen, lagers, bussen en klepcomponenten. Delrin 150 neemt bij verzadiging slechts 0,9% water op en heeft een dynamische wrijvingscoëfficiënt van 0,2 (datasheet van Plastics International).

Kerngegevens: Kwaliteiten: Delrin 150 (POM-H), acetaalcopolymeer (POM-C) | Verspaanbaarheid: uitstekend | Ideaal voor: precisietandwielen, lagers, bussen, opspanmiddelen | Let op: de gebruikstemperatuur op lange termijn is beperkt tot ongeveer 85 °C (185 °F), en het is moeilijk te verlijmen.

Magnesium is het lichtste constructiemetaal. Het is ongeveer een derde lichter dan aluminium en biedt toch een goede sterkte in verhouding tot het gewicht. Fabrikanten in de lucht- en ruimtevaart, de automotive en de elektronica gebruiken het waar elke gram telt. Magnesium AZ31B heeft een dichtheid van 1,77 g/cm³ en een treksterkte van 290 MPa (datasheet van TechSteel).

Kerngegevens: Kwaliteiten: AZ31B, AZ91D | Verspaanbaarheid: uitstekend | Ideaal voor: lichte behuizingen, onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart en de automotive, elektronicabehuizingen | Let op: fijne spanen en stof zijn ontvlambaar, dus het verspanen vraagt om een goede spaanbeheersing en geen koelmiddel op waterbasis bij fijne deeltjes.

Bronnen: de datasheets die hierboven bij elk materiaal zijn gelinkt, plus TechSteel voor de hardheid van magnesium. De kostenindicaties zijn relatief en veranderen met de marktprijzen.

De meest duurzame materialen combineren sterkte, slijtvastheid en corrosiebestendigheid:

• Titanium (Ti-6Al-4V): de hoogste sterkte-gewichtsverhouding en bestand tegen corrosie en vermoeiing.
• Roestvast staal 316: uitstekende corrosiebestendigheid in zout water en chemicaliën.
• Gelegeerd staal (4140): kan worden warmtebehandeld voor een hoge sterkte en taaiheid.
• PEEK: de duurzaamste kunststof, bestand tegen hitte, chemicaliën en slijtage.

Bekijk voor onderdelen die aan abrasieve slijtage blootstaan onze slijtvaste onderdelen.

Een geslaagd CNC-freesproject vraagt om vier groepen gereedschappen en materialen:

• Snijgereedschap: vingerfrezen, vlakfrezen, boren en draadtappen, meestal van hardmetaal met een TiN-, TiAlN- of DLC-coating.
• Opspanning: machineklemmen, opspanmiddelen op maat, spanklauwen en vacuümtafels die het onderdeel star vasthouden.
• Meetgereedschap: schuifmaten, micrometers, hoogtemeters, meettasters in de machine en een CMM (3D-meetmachine) voor de eindcontrole.
• Grondmateriaal: staf, plaat of blok in de juiste kwaliteit en afmeting. Voor de traceerbaarheid moet het worden geleverd met materiaalcertificaten, zoals EN 10204 3.1.

Lees meer over onze diensten voor CNC-frezen en CNC-draaien.

In contractproductie zijn de beste materialen eenvoudig verkrijgbaar, snel te verspanen en stabiel in prijs. Aluminium 6061, roestvast staal 304/316L, messing C36000, koolstofstaal 1045 en Delrin zijn de populairste keuzes. Ze zijn in heel Europa en de VS in standaardmaten verkrijgbaar, laten zich voorspelbaar verspanen en houden de stukprijs laag. Gebruik ze voor rapid prototyping en schaal hetzelfde materiaal daarna op naar productie in grote series.

Welk materiaal geschikt is voor precisiebewerkte onderdelen, hangt af van drie groepen eisen:

• Mechanische eisen: kies voor sterkte, stijfheid en slijtvastheid staal, roestvast staal of titanium. Kies aluminium als gewicht belangrijk is.
• Thermische eisen: kies voor warmteoverdracht koper of aluminium. Kies voor hoge bedrijfstemperaturen titanium, roestvast staal of PEEK. Houd er rekening mee dat kunststoffen bij warmte meer uitzetten dan metalen.
• Elektrische eisen: kies voor geleidbaarheid koper of messing. Kies voor isolatie PEEK, Delrin of nylon. Bekijk onze kunststof precisieonderdelen.

Microprecisiecomponenten vragen om materialen die zeer nauwe toleranties aanhouden en schone, braamvrije randen opleveren:

• Roestvast staal 316: corrosiebestendig en biocompatibel voor medische micro-onderdelen.
• Messing: het makkelijkst te verspanen metaal bij kleine afmetingen, ideaal voor connectoren en pinnen.
• Titanium: sterk en biocompatibel voor implantaten en tandheelkundige onderdelen.
• PEEK: een stabiele, isolerende kunststof voor medische en elektronische micro-onderdelen.

Het juiste materiaal hangt af van sterkte, gewicht, corrosiebestendigheid, thermische en elektrische eisen en budget. Aluminium is de meest veelzijdige keuze. Titanium en roestvast staal bieden de hoogste duurzaamheid. PEEK is de koploper onder de hoogwaardige kunststoffen. Twijfelt u? Ons team voor engineeringondersteuning helpt u het juiste materiaal voor uw ontwerp te kiezen. Norck levert CNC-precisieonderdelen in een breed scala aan materialen in heel Europa en de VS. Vraag een offerte aan voor uw volgende project.

Over de auteur

Rose Bennet is contentspecialist bij Norck. Ze schrijft over CNC-bewerking, 3D-printen en plaatbewerking. Met haar artikelen helpt ze engineers en inkoopteams in Europa en de VS om de juiste materialen en processen voor hun onderdelen te kiezen.