TL;DR: Die 4 Kriterien, die Materialkosten wirklich treiben
Mechanische Anforderungen
Nur so viel Festigkeit wie nötig – besser bearbeitbar spart mehr Geld als maximale Kennwerte.
Umgebungsbedingungen
Korrosion? Temperatur? Nur dann zu Edelstahl oder Speziallegierung greifen.
Fertigungsverfahren
Material und Bearbeitung müssen zusammenpassen – Edelstahl ist teurer zu fräsen.
Kosten & VerfĂĽgbarkeit
Standard-Legierungen sind schneller lieferbar als Exoten – Zeit ist Geld.
Materialauswahl: Entscheidungsmatrix fĂĽr Entscheider
Diese Matrix ermöglicht eine wirtschaftliche Vorauswahl basierend auf Funktion, Fertigbarkeit, Lieferzeit und Kostenrisiko. Nutzen Sie sie als Orientierungshilfe – bei Unsicherheit helfen wir gerne mit einer technischen Prüfung.
| Material | Standard, wenn… | Vermeiden, wenn… | Fertigungs-Hinweis | Liefer-/Kostenrisiko |
|---|---|---|---|---|
| EN AW-6061/6082 | Leichtbau, gute Bearbeitbarkeit nötig, mittlere Festigkeit ausreichend | sehr hohe Festigkeit oder Schweißkonstruktion mit 7075 | sehr gut zerspanbar, Gewinde direkt einsetzbar, anodisierbar | niedrig |
| EN AW-7075 | maximale Festigkeit nötig, kein Schweißen erforderlich | Korrosionsschutz nötig, Schweißverbindungen erforderlich | eingeschränkt schweißbar, Rissgefahr, gute Zerspanung | mittel |
| S235/S355 | einfache Strukturbauteile, Kosten wichtig, Korrosionsschutz separat | korrosive Umgebung, Lebensmittelkontakt, medienbeständig | gut bearbeitbar, Schweißnahtfestigkeit gut, Nacharbeit nötig | niedrig |
| C45 | höhere Festigkeit, verschleißbeanspruchte Flächen | korrosive Umgebung ohne Beschichtung, Lebensmittelkontakt | gute Zerspanung, härtbar, Verzug bei Wärmebehandlung | niedrig |
| 1.4301 | korrosive Umgebung, Hygieneanforderungen, Nahrungsmittel | Meerwasser, Chlorid, extreme Temperaturen | anspruchsvollere Zerspanung, höherer Werkzeugverschleiß | mittel |
| 1.4404 | höhere Korrosionsbeständigkeit nötig, chloridhaltige Umgebung | Standard-Korrosionsschutz ausreicht (1.4301 günstiger) | ähnlich 1.4301, etwas anspruchsvoller | mittel bis hoch |
| POM | Gleitlager, Präzisionsteile, elektrisch isolierend | Temperatur >100°C, starke UV-Exposition | sehr gut bearbeitbar, geringe Wärmeentwicklung | niedrig |
| PA6/PA66 | zähe Bauteile, Stoßdämpfung, Gewinde | Dimensionsstabilität kritisch, Feuchtigkeitsaufnahme | Wärmeentwicklung beachten, Spannungen abbauen | niedrig |
| PEEK | Temperatur >200°C, chemische Beständigkeit | Kosten kritisch, Standard-Thermoplaste ausreichend | anspruchsvolle Bearbeitung, hohe Temperatur nötig | hoch |
| PA12 (SLS) | schneller Prototyp, komplexe Geometrien | seriennahe Funktion, enge Toleranzen nötig | anisotrop, raue Oberfläche, Post-Processing nötig | niedrig |
| ABS/PETG (FDM) | einfache Prototypen, Optikprüfung, schnelle Iteration | mechanische Belastung, Temperaturbeständigkeit | sichtbare Schichtlinien, Warping bei großen Teilen | niedrig |
Zwischen zwei Materialien unsicher? Wir rechnen die Fertigung mit – nicht nur Kennwerte.
Angebot anfragenWarum €/kg nicht entscheidet: 5 Kostenhebel in der Fertigung
1 Bearbeitungszeit / Zerspanbarkeit
Edelstahl kostet pro kg zwar nicht viel mehr als Stahl, aber die Bearbeitung dauert länger und verschleißt Werkzeuge. Aluminium ist oft günstiger, obwohl es teurer pro kg ist.
2 Nacharbeit (Entgraten/Schleifen/Oberflächenfinish)
Teile mit komplexer Geometrie oder scharfen Kanten brauchen mehr Handarbeit. Eine Design kann Nacharbeit minimieren.
3 Ausschuss & Verzugsrisiko (dĂĽnnwandig/Spannungen)
Dünnwandige Bereiche oder asymmetrische Wandstärken erhöhen Ausschuss. Spannungsarm glühen kostet extra, spart aber Nacharbeit.
4 Oberflächen- & Korrosionsschutz
Beschichten oder eloxieren kostet mehr als Materialwechsel. Manchmal ist Edelstahl günstiger als Stahl + Beschichtung. Mehr zu Oberflächenbehandlungen.
5 VerfĂĽgbarkeit / Lieferzeitrisiko
Exotische Legierungen erfordern lange Vorlaufzeiten und Mindestmengen. Standardmaterialien sind ab Lager verfĂĽgbar. FĂĽr schnelle Projekte: 48h Prototypenfertigung.
Executive Takeaway: Lieferzeit ist ein Konstruktionsparameter.
In diesem Guide
WeiterfĂĽhrend
Vertiefen Sie Ihr Wissen rund um Fertigung und Materialwahl:
Laserschneiden vs Wasserstrahl
Welches Verfahren fĂĽr welches Material?
Prototypenfertigung in 48h
Schnelle Umsetzung von der CAD bis zum fertigen Teil
Toleranzen richtig spezifizieren
DIN ISO 2768 – wann sind enge Toleranzen wirklich nötig?
Oberflächenbehandlung im Vergleich
Eloxieren, Pulverbeschichten, Verzinken & mehr
Mehr erfahren: Für Laserschneiden vs. Wasserstrahl oder schnelle Prototypenfertigung – oder Vergleich aller Oberflächenbehandlungen.
Warum die Materialauswahl so oft falsch läuft
- Überdimensionierung „für alle Fälle"
- fehlende Kenntnis ĂĽber Fertigbarkeit
- Unterschätzung von Lieferzeiten
- Materialwahl ohne Bezug zur Funktion
Ein Material ist nicht dann gut, wenn es maximale Kennwerte hat, sondern wenn es die Anforderung ausreichend erfüllt – bei minimalen Kosten und maximaler Verfügbarkeit.
Die vier entscheidenden Kriterien der Materialauswahl
1 Mechanische Anforderungen
Festigkeit
Steifigkeit
VerschleiĂź
Schlagbeanspruchung
Nicht jede Struktur benötigt hochfeste Stähle oder Speziallegierungen. Oft reichen Standardwerkstoffe mit deutlich besserer Bearbeitbarkeit.
Daumenregel: Je höher die Festigkeit, desto schwieriger die Bearbeitung – oft mehr Kosten als Nutzen.
Grenzfall: Hochfester Stahl wird gewählt, obwohl Aluminium die Anforderungen erfüllt – Mehrkosten ohne Vorteil.
2 Umgebungsbedingungen
Temperatur
Korrosion
Feuchtigkeit
Chemikalien
Hier entscheidet sich, ob ein unlegierter Stahl ausreicht oder ob Edelstahl oder Aluminium sinnvoller ist.
Daumenregel: Edelstahl nur bei konkreter Korrosionsbelastung – nicht „zur Sicherheit".
Grenzfall: Edelstahl 1.4301 wird in chloridhaltiger Umgebung eingesetzt – Korrosion trotz Edelstahl.
3 Fertigungsverfahren
Material und Fertigung sind untrennbar verbunden. Nicht jedes Material ist fĂĽr jede Bearbeitung sinnvoll.
CNC-Fräsen / Drehen
Blechbearbeitung
3D-Druck
Daumenregel: Materialwahl folgt aus dem Fertigungsverfahren – nicht umgekehrt.
Grenzfall: Edelstahl fürs Lasern gewählt, obwohl die Werkzeugkosten die Materialeinsparung übersteigen.
4 Kosten und VerfĂĽgbarkeit
Ein technisch ideales Material bringt nichts, wenn es lange Lieferzeiten oder hohe Mindestmengen erfordert.
Daumenregel: Standardmaterialien = schnellere Lieferung + gĂĽnstigere Bearbeitung.
Grenzfall: Exotische Legierung bestellt, obwohl Standardmaterial lieferbar gewesen wäre – Wochen Wartezeit.
Materialwahl nach Fertigungsverfahren
CNC-Bearbeitung
- Aluminium (6061/6082) – schnellste Bearbeitung, niedrigste Werkzeugkosten
- Stahl (S235/C45) – gut bearbeitbar, Standardwerkzeuge ausreichend
- Edelstahl – höherer Werkzeugverschleiß, längere Bearbeitungszeit
- Gewinde in Aluminium direkt schneidbar – in Stahl nachschneiden
- Kunststoffe – Wärmeentwicklung und Spannungen beachten
Blechbearbeitung
- Verfügbarkeit als Tafel – Aluminium und Stahl in gängigen Dicken ab Lager
- Biegeeigenschaften – Aluminium lässt sich enger biegen als Stahl
- Oberfläche – Edelstahl bleibt rostfrei, Stahl braucht Beschichtung
- Korrosionsschutz – Feuerverzinkung oder Pulverbeschichtung nötig bei Stahl
- Dicke vs. Steifigkeit – dünnere Bleche mit Versteifungsprofilen kompensieren
3D-Druck (Prototyping)
- Anisotrop – Belastbarkeit quer zur Baurichtung geringer
- Oberflächen – rauer als CNC, Post-Processing für Sichtteile nötig
- Toleranzfenster – weiter als bei CNC (ca. ±0,3mm), nicht für Passungen
- Seriennähe – PA12 SLS kommt der Spritzguss-Funktion am nächsten
- Schnelle Iteration – Designänderungen innerhalb von Stunden umsetzbar
Sie haben Funktion + Umgebung?
Wir schlagen das passende Material vor – inklusive Fertigbarkeit.
Gängige Metalle in der Praxis
Aluminium – leicht, gut bearbeitbar, vielseitig
Aluminium ist eines der wichtigsten Materialien fĂĽr Prototypen und Funktionsbauteile.
Typische Legierungen:
- EN AW-6061 / 6082 – Struktur- und Maschinenteile
- EN AW-7075 – hochfest, eingeschränkt schweißbar
Typischer Fehler: 7075 für Schweißkonstruktionen verwendet – Rissgefahr bei der Schweißung.
Besser so: 6061/6082 fĂĽr SchweiĂźkonstruktionen oder 7075 mit Nieten/Schrauben verbinden.
Stahl – robust und wirtschaftlich
Unlegierte und niedriglegierte Stähle sind kostengünstig und mechanisch belastbar.
- S235 / S355 – einfache Strukturbauteile
- C45 – höher belastete Maschinenteile
Nachteil: Korrosionsschutz meist erforderlich.
Typischer Fehler: S355 statt S235 verwendet, obwohl S235 völlig ausreicht – unnötige Kosten.
Besser so: Festigkeitsanforderung realistisch berechnen und S235 verwenden, wenn möglich.
Edelstahl – korrosionsbeständig, aber anspruchsvoll
Edelstahl wird eingesetzt, wenn Korrosion, Hygiene oder Medienbeständigkeit relevant sind.
- 1.4301 – Standard-Edelstahl
- 1.4404 – höhere Korrosionsbeständigkeit
Zu beachten:
- höhere Materialkosten
- schwierigere Zerspanung – mehr dazu unter Toleranzen
Typischer Fehler: Edelstahl „zur Sicherheit" verwendet, obwohl Stahl mit Beschichtung günstiger gewesen wäre.
Besser so: Nur Edelstahl bei konkreter Korrosionsbelastung – Kosten und Bearbeitung abwägen.
Unsicher zwischen Alu, Stahl oder Edelstahl?
Wir prĂĽfen Kosten, Lieferzeit und Bearbeitbarkeit fĂĽr Ihr Teil.
Kunststoffe in der Prototypenfertigung
Technische Kunststoffe
- POM – gleitfähig, maßstabil
- PA6 / PA66 – zäh, belastbar
- PEEK – hochtemperaturbeständig (kostenintensiv)
Kunststoffe eignen sich besonders fĂĽr:
- Gleit- und Lagerstellen
- isolierende Bauteile
- gewichtssensitive Anwendungen
3D-Druck-Kunststoffe
Für schnelle Prototypen werden häufig verwendet:
- PA12 (SLS)
- ABS / PETG (FDM)
Diese Materialien sind funktional, aber nicht immer seriennah.
Typischer Fehler: Kunststoff für temperaturexponierte Bereiche ohne Temperaturprüfung eingesetzt – Verformung.
Besser so: Einsatztemperatur prüfen und PEEK/Temperatureinsatz prüfen, wenn >100°C.
Kunststoff statt Metall?
Wir prĂĽfen, ob das funktional & wirtschaftlich passt.
Am schnellsten mit CAD: Upload → technische Rückmeldung → belastbares Angebot.
CAD hochladenCheckliste fĂĽr Konstruktion & Einkauf
Damit Angebote schnell und belastbar sind, sollten folgende Informationen vorliegen:
FĂĽr Konstruktion
- CAD-Datei im STEP-Format (preferiert) oder Parasolid
- Funktionsflächen eindeutig definiert
- Lastfall / Umgebungsbedingungen dokumentiert
- Oberflächenanforderungen (Ra-Wert, Optik)
- Toleranzlogik: Nur dort eng, wo funktionsnotwendig
FĂĽr Einkauf
- Stückzahl / Losgröße definiert
- Zieltermin (Testdatum / Projektmeilenstein)
- Materialalternativen erlaubt? (spart oft Kosten)
- PrĂĽfanforderungen (Messprotokoll, Werkszeugnis)
- Lieferadresse / Incoterms falls relevant
Je klarer diese Infos, desto schneller: technische Rückmeldung → belastbares Angebot.
Materialauswahl nach Anwendungsfall
| Anwendung | Empfohlenes Material | Upgrade-Pfad |
|---|---|---|
| Funktionsprototyp | Aluminium 6082, POM | → 7075 bei höherer Festigkeit → Stahl bei Kostenoptimierung |
| Strukturbauteil | S235 / S355 | → 1.4301 bei Korrosionsschutz → Aluminium bei Leichtbau |
| Korrosive Umgebung | Edelstahl 1.4404 | → Beschichteter Stahl wenn Kosten kritisch (nur bei milder Umgebung) |
| Leichtbau | Aluminium 6061 | → 7075 wenn Festigkeit reicht nicht → Titan bei extremen Anforderungen |
| Gleit-/Verschleißstelle | POM, PA6 | → PEEK bei höherer Temperatur → PTFE-Einlagen bei extremer Gleitfähigkeit |
| Temperaturkritisch | Aluminium, Stahl | → Edelstahl bis 400°C → PEEK/PTFE bei Kunststoff bis 250°C |
| Elektrisch isolierend/geräuscharm | POM, PA6, PEEK | → Keramik bei extremen Temperaturen → Metall mit Isolierbeschichtung |
| Sehr schnelle Designiteration | PA12 (SLS), ABS (FDM) | → Spritzguss für Serie → Aluminium für funktionale Prototypen |
Typische Fehler bei der Materialauswahl
- Edelstahl ohne Korrosionsanforderung
- hochfeste Legierungen ohne Notwendigkeit
- Kunststoff ohne TemperaturprĂĽfung
- Materialwahl ohne RĂĽcksicht auf Bearbeitung
Fazit: Material folgt Funktion – nicht umgekehrt
Eine gute Materialauswahl orientiert sich an der realen Belastung, der Fertigung und dem Einsatzumfeld – nicht an maximalen Kennwerten.
Bei partflow.net wird die Materialwahl immer bauteilbezogen geprĂĽft und bei Bedarf optimiert, damit Prototypen schnell, funktional und wirtschaftlich entstehen.
CAD hochladen. Einsatz definieren. Material sinnvoll wählen.