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Material & Werkstoffe

Materialauswahl im Maschinenbau: Der praxisnahe Guide fĂĽr Konstruktion & Einkauf

PartFlow Team

Material-Experten

Januar 2025
10 Min. Lesezeit

Die richtige Materialauswahl entscheidet über Funktion, Lebensdauer, Kosten und Lieferzeit eines Bauteils. In der Praxis werden Materialien jedoch häufig nach Gewohnheit oder „zur Sicherheit" gewählt – mit unnötigen Mehrkosten oder Fertigungsproblemen als Folge.

Dieser Guide zeigt, wie Materialien realistisch, fertigungsgerecht und wirtschaftlich ausgewählt werden – mit Fokus auf Werkstoffe, die sich in der Prototypen- und Kleinserienfertigung zuverlässig umsetzen lassen.

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Warum die Materialauswahl so oft falsch läuft

  • Ăśberdimensionierung „fĂĽr 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.

2 Umgebungsbedingungen

Temperatur

Korrosion

Feuchtigkeit

Chemikalien

Hier entscheidet sich, ob ein unlegierter Stahl ausreicht oder ob Edelstahl oder Aluminium sinnvoller ist.

3 Fertigungsverfahren

Material und Fertigung sind untrennbar verbunden. Nicht jedes Material ist fĂĽr jede Bearbeitung sinnvoll.

CNC-Fräsen / Drehen

Blechbearbeitung

3D-Druck

4 Kosten und VerfĂĽgbarkeit

Ein technisch ideales Material bringt nichts, wenn es lange Lieferzeiten oder hohe Mindestmengen erfordert.

Gängige Metalle in der Praxis

Aluminium – leicht, gut bearbeitbar, vielseitig

Aluminium ist eines der wichtigsten Materialien fĂĽr Prototypen und Funktionsbauteile.

geringes Gewicht
sehr gute Zerspanbarkeit
korrosionsbeständig

Typische Legierungen:

  • EN AW-6061 / 6082 – Struktur- und Maschinenteile
  • EN AW-7075 – hochfest, eingeschränkt schweiĂźbar

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.

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

Kunststoffe in der Prototypenfertigung

Technische Kunststoffe

  • POM – gleitfähig, maĂźstabil
  • 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.

Materialauswahl nach Anwendungsfall

Anwendung Empfohlenes Material
Funktionsprototyp Aluminium 6082, POM
Strukturbauteil S235 / S355
Korrosive Umgebung Edelstahl 1.4404
Leichtbau Aluminium 6061
Schneller Designprototyp PA12 (3D-Druck)

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.