Soll ich kaltgewalzten Stahl oder verzinktes Blech verwenden?

Kaltgewalzter Stahl für Innenteile, die Sie ohnehin pulverbeschichten oder lackieren; verzinktes Blech für Außenanwendung, feuchte Umgebungen oder blanke Oberflächen. Wenn Sie lackieren, ist kaltgewalzt die bessere Wahl, weil die Zinkbeschichtung unter dem Lack zum Abblättern neigt und die Schnittkante ohnehin blank ist.

Wann sollte ich Edelstahl statt Baustahl wählen?

Edelstahl, wenn das Teil Feuchtigkeit, Chemikalien, Lebensmittelkontakt oder erhöhte Temperatur ausgesetzt ist, oder wenn das Aussehen nicht oxidieren darf. 304 ist die Allgemeingüte; 316L fügt Molybdän für Chloridbeständigkeit hinzu und ist die richtige Wahl in der Nähe von Salz oder maritimer Exposition. Baustahl ist die Standardwahl für alles andere: billiger, leichter zu schneiden und zu biegen und er hält nach der Beschichtung ein engeres optisches Finish.

Ist Aluminium immer die bessere Wahl für ein Leichtgewichtsteil?

Nein. Aluminium hat etwa ein Drittel der Dichte von Stahl, dasselbe Teil wiegt also etwa 65 Prozent weniger, kostet aber mehr je Kilogramm, ist auf ein Teil bezogen teurer zu schneiden und federt beim Biegen stärker zurück. Ist Steifigkeit wichtiger als Masse, ist Aluminium die schwächere Wahl: der E-Modul liegt bei etwa einem Drittel von Stahl, ein Paneel muss also dicker oder stärker versteift sein, um gleich steif zu sein.

Was ist der Unterschied zwischen kaltgewalzt, warmgewalzt und verzinktem Blech?

Kaltgewalzter Stahl wird bei niedriger Temperatur gefertigt: glatter, maßhaltiger, mit besserer Oberfläche zum Lackieren. Warmgewalzt ist billiger und rauer und wird normalerweise für dickere Strukturquerschnitte verwendet. Verzinkt ist kalt- oder warmgewalzt mit einer Zinkbeschichtung zum Korrosionsschutz. Bei Laserschnitt und Abkanten oberhalb etwa 3mm wird warmgewalzt üblich, weil es billiger ist und die Oberflächengüte weniger zählt.

Welche Aluminiumgüte sollte ich angeben?

5052 für allgemeines Blech und maritime Exposition, es hat die beste Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit der gängigen Legierungen. 6061 ist die stärkste ohne Weiteres erhältliche Güte mit guter Schweißbarkeit und eine gute Allgemeinwahl für gefräste Teile. 6061-T6 ist steifer, federt aber stärker zurück. 5052-H32 ist die übliche Form für gebogenes Blech; 6061-T6 ist die übliche Form für gefräste Bauteile.

Verändert die Materialwahl meinen Toleranzverlauf?

Ja, hauptsächlich über den Biegewinkel. Aluminium und Edelstahl federn deutlich stärker zurück als Baustahl, dieselbe Federung erfordert also eine andere Überbiegung. Auch die K-Faktor-Werte des Materials und das Schwindverhalten beim Schweißen unterscheiden sich. Bauen Sie die Toleranzen nicht für einen Durchschnittswert, den kein Material hat.

Und wie steht es um die Dicke der Zinkbeschichtung?

Geben Sie die Beschichtungsmasse an, üblicherweise in g/m2 pro Seite angegeben: Z100, Z180, Z275. Eine schwerere Zinklage ist beständiger, vergrößert aber alle Maße und Ihre Passungen. Wenn Sie verzinken und anschließend lackieren, sagen Sie es, weil die Kombination eine sehr gute Oberflächenvorbereitung braucht.

Wie entscheide ich mich zwischen zwei Materialien für ein echtes Produkt?

Ordnen Sie die Anforderungen in dieser Reihenfolge: Umgebung und Korrosionsexposition, dann erforderliche Festigkeit, dann Gewicht, dann Kosten. Korrosion ist der Grund, warum ein Material falsch ist; Gewicht ist der Grund, warum ein Material richtig ist. Wenn die beiden in Konflikt geraten, gewinnt die Umgebung.

Blech-Materialauswahl

Die meisten Materialentscheidungen bei Blech sehen nach Kostenplanung aus und sind in Wahrheit Korrosionsplanung. Diese Seite vergleicht die vier Materialfamilien, zwischen denen Sie realistischerweise wählen werden — Baustahl, verzinktes Blech, Edelstahl und Aluminium — danach, wie sie schneiden, wie sie sich formen, wie sie schweißen, wie sie altern und was jede kostet.

Die vier Materialfamilien im Vergleich

Eigenschaft	Baustahl	Verzinktes Blech	Edelstahl	Aluminium
Dichte	7.85 g/cm³	7.85 g/cm³	7.90 g/cm³	2.70 g/cm³
Relative Kosten	Am niedrigsten	Niedrig	Hoch (2–4×)	Mittel bis hoch
Laserschneidgeschwindigkeit	Am schnellsten	Schnell	Mittel (braucht sauberen Schnitt)	Mittel
Biegen / Rückfederung	Gering, gutmütig	Gering	Hoch	Hoch
Schweißbarkeit	Einfach (MIG/TIG)	Mäßig — Zinkdämpfe	Gut, TIG bevorzugt	Gut, braucht saubere Oxidhaut
Korrosionsbeständigkeit	Schlecht blank	Gut, Kante blank	Sehr gut	Gut (5052 am besten)
Steifigkeit (E-Modul)	200 GPa	200 GPa	193 GPa	70 GPa — ein Drittel
Am besten geeignet für	Lackierte Innenteile	Außen, feuchte Umgebung	Lebensmittel, Chemie, Reinraum	Gewichtskritisch, Küste

Baustahl: die Standardwahl

Wenn nichts in den Anforderungen eine andere Wahl erzwingt, ist Baustahl die Antwort. Er schneidet am schnellsten, biegt sich am gleichmäßigsten, schweißt sich leicht und nimmt Lack oder Pulverbeschichtung gut an. Seine Schwäche ist, dass blanker Baustahl rostet — und das ist ein Spezifikationsproblem, kein Materialproblem.

Form	Übliche Güten	Anwendung	Anmerkungen
Kaltgewalzt (CR)	Q235 / S235JR, DC01	Dicken unter etwa 3mm, lackierte oder beschichtete Teile	Glatte Oberfläche, maßhaltige Dicke, am besten zum Biegen
Warmgewalzt (HR)	Q235B, S355JR	Strukturteile, 3mm und mehr, selten fein lackiert	Billiger und rauer. Die Zunderhaut muss vor dem Beschichten oder Schweißen entfernt werden.
Verzinkt	SGCC, DX51D, Z100/Z180/Z275	Außen- oder feuchte Umgebungen, oder blanke Oberfläche	Zink brennt an der Laserschnittkante ab. Kantenschutz angeben.
Vorbeschichtet / vorlackiert	RAL- oder Pantone-beschichtet	Sichtbare Teile, bei denen keine zweite Beschichtung gewünscht ist	Nicht schweißbar, ohne die Beschichtung nahe der Naht zu zerstören. Wird beim Handling leicht verkratzt.

Edelstahl: wenn die Korrosion entscheidet

Edelstahl verdient seine Kosten, wenn die Umgebung nass, salzhaltig, chemisch aggressiv oder mit Lebensmittelkontakt ist. Er braucht keine Beschichtung, um zu überleben, und behält sein Aussehen jahrelang ohne Wartung.

Güte	Wesentliches Merkmal	Anwendung
304 / 304L	Allgemeiner austenitischer	Trockene Innenumgebungen, allgemeine Fertigung, Lebensmitteltechnik
316 / 316L	Mit Molybdän, chloridbeständig	Marine, Salzsprühnebel, Chemikalien, Außenexposition an der Küste
430	Ferritisch, günstiger, magnetisch	Innenbleche und Haushaltsgeräte, wo volle Korrosionsbeständigkeit nicht nötig ist
303	Automatenstahl, mit Schwefelzusatz	Gefräste Edelstahlteile, nicht zum Schweißen

Zwei edstahlspezifische Fallen.Erstens ist die Rückfederung deutlich höher als bei Baustahl, rechnen Sie also bei 90° mit 4–7° und kalkulieren Sie Überbiegen ein. Zweitens hinterlässt das Schweißen von Edelstahl ohne ordnungsgemäße Spülung eine verfärbte, oxidierte Naht, die rostet; TIG mit Spülung ist der Standard. SieheVerzugsbeherrschung beim Schweißen..

Aluminium: leicht, aber nicht immer besser

Aluminium senkt das Gewicht eines Teils um ungefähr zwei Drittel, was bei Transport, Handgeräten und luftfahrtnahen Konstruktionen entscheidend ist. Es ist aber nur ein Drittel so steif wie Stahl, dieselbe Steifigkeit erfordert also größere Dicke oder mehr Rippen — und dort verschwindet der Gewichtsvorteil wieder.

Güte	Form	Merkmal	Anwendung
5052	H32-Blech	Beste Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit der gängigen Legierungen	Marine, allgemeine Blechbearbeitung
6061	T6	Fest, gut schweißbar, die allgemeine Konstruktionslegierung	Gemischte Teile, gefräste Bauteile, Struktur
6063	T5/T6	Leichter zu pressen und zu finishen, geringere Festigkeit	Pressprofile, dekorative Teile
7075	T6	Höchste Festigkeit der gängigen Legierung, schlechte Schweißbarkeit	Hochbelastete gefräste Teile, keine geschweißten Baugruppen

Achten Sie auf die Oberfläche.Aluminium reflektiert den größten Teil des Laserstrahls zurück zur Quelle, und ein öliges oder verkratztes Blech erzeugt Spritzer statt eines sauberen Schnitts. Es bildet außerdem eine harte Oxidhaut, die vor dem Schweißen oder Kleben entfernt werden muss. Vermerken Sie das auf der Zeichnung, wenn das Teil sichtbar ist.

Entscheidungshilfe nach Anwendung

Anwendung	Empfohlenes Material	Begründung
Elektronikgehäuse, innen	Kaltgewalzter Stahl, pulverbeschichtet	Am billigsten, steifsten, bestes Aussehen nach der Beschichtung
Schrank oder Gehäuse im Freien	Verzinkter Stahl, pulverbeschichtet	Zink für den Grundschutz, Beschichtung für das Aussehen
Marine oder Küste	Edelstahl 316L oder Aluminium 5052	Beide sind chloridbeständig; wählen Sie nach Aussehen und Kosten
Lebensmittel- oder Medizinkontakt	Edelstahl 304 oder 316L	Inert, reinigbar, keine Beschichtung die versagen kann
Gewichtskritische Abdeckung	Aluminium 5052-H32	Massenreduktion ohne Festigkeitsanforderung
Strukturhalter, lackiert	Kaltgewalzt Q235 oder S355	Festigkeit und Steifigkeit zu den niedrigsten Kosten
Bauteil mit Wärmeeinwirkung	Edelstahl oder Aluminium statt Baustahl	Baustahl verliert near Wärmequellen seine Festigkeit und verzieht
Kälte- oder Tieftemperaturbetrieb	Edelstahl 316L	Zähigkeit bleibt bei tiefer Temperatur erhalten; Aluminium wird spröde

Material und Oberflächenbehandlung wirken aufeinander

Die Materialwahl schränkt die Beschichtungsoptionen ein, und die falsche Paarung ist eine häufige Ursache für abgelehnte Erstmuster.

Verzinkt + Pulverbeschichtung:funktioniert, aber die Oberflächenvorbereitung ist entscheidend und Schweißen nahe einer beschichteten Fläche schädigt das Zink.
Edelstahl + Pulverbeschichtung:selten angegeben. Wenn Sie Farbe auf Edelstahl möchten, sprechen Sie früh darüber — das ist unüblich und kostet extra.
Aluminium + Eloxieren:die natürliche Paarung. Eloxieren ist eine dielektrische Schicht und addiert daher eine kleine Maßzunahme in der Größenordnung der halben Schichtdicke pro Seite.
Vorlackiertes Blech + Schweißen:die Beschichtung brennt zurück. Geben Sie vor der Kalkulation an, ob die Naht optisch, strukturell oder beides ist.
Passivieren:wird für Edelstahl im Lebensmittel-, Medizin- oder Chemiebereich angegeben. Es entfernt freies Eisen und ist ein billiger Versicherungsschutz gegen spätere Rostflecken.

Häufige Fehler

#	Fehler	Folge	Richtiger Ansatz
1	Verzinktes Blech ohne Kantenschutz angegeben	Die Schnittkante rostet innerhalb von Wochen und Teile werden abgelehnt	Pulverbeschichtung oder Kantenversiegelung angeben, oder blanke Kanten nur für den Innenbereich akzeptieren.
2	316L angegeben, wo 304 genügt, oder umgekehrt	Überdimensionierung kostet, oder Korrosion tritt zu früh auf	Güte an die tatsächliche Chlorid- und Chemikalienbelastung anpassen.
3	Aluminium wegen des Gewichts gewählt, ohne die Steifigkeit zu prüfen	Das Teil wird dünner, schwächer und nach dem Versteifen trotzdem schwerer	Nach Steifigkeit pro Gewicht vergleichen, nicht nach Dichte allein.
4	7075 an einer geschweißten Baugruppe angegeben	Schlechte Schweißbarkeit, Risse in der Wärmeeinflusszone	6061 oder 5052 für geschweißte Teile; 7075 nur für gefräste.
5	Rückfederung bei Edelstahl oder Aluminium nicht berücksichtigt	Der Bördel passt nicht zu seinem Passungsteil	Rückfederung des Materials berücksichtigen; am Erstmuster prüfen.
6	Warmgewalzt angegeben, wo ein lackiertes Finish erwartet wird	Die Zunderhaut schimmert durch die Beschichtung, schlechte Haftung	Kaltgewalzt für lackierte Teile; warmgewalzt nur für Statik.
7	Materialgüte auf der Zeichnung weggelassen	Der Lieferant setzt eine ähnliche Güte ein, Eigenschaften unterscheiden sich	Güte sowie Zustand oder Beschichtungszustand angeben.
8	Eloxieren angegeben, ohne die Maßänderung zu berücksichtigen	Gleitpassungen passen nach der Oberflächenbehandlung nicht mehr	Beschichtungsaufbau in den Passmaßen berücksichtigen, oder beschichten und dann zerspanen.