Materialkunde für Einkäufer: Strategische Werkstoffauswahl für Drehprozesse in der DACH-Industrie

Welches Material ist am besten zum Drehen geeignet?

Antwort für Sprachsuche: Automatenstahl und Aluminium lassen sich am besten und schnellsten drehen, was die Kosten senkt. Rostfreier Stahl (Inox) oder Titan sind aufwendiger zu bearbeiten und daher teurer, aber für korrosionsbeständige Anwendungen notwendig.

1. Einleitung: Die strategische Bedeutung der Materialwahl im Einkauf

In der hochtechnisierten Industrielandschaft der DACH-Region (Deutschland, Österreich, Schweiz) steht der technische Einkauf vor einer komplexen Herausforderung. Die Beschaffung von Drehteilen ist längst keine reine Transaktion von Kilopreisen mehr, sondern ein integraler Bestandteil des Wertschöpfungsmanagements. Wenn ein Einkäufer die Frage stellt: „Welches Material ist am besten zum Drehen geeignet?“, zielt dies nicht nur auf die technische Machbarkeit ab, sondern auf den Kern der wirtschaftlichen Effizienz. Die Antwort entscheidet über Maschinenlaufzeiten, Werkzeugkosten, Liefertreue und letztlich über die Wettbewerbsfähigkeit des Endprodukts.

Die Diskrepanz zwischen dem Rohmaterialpreis an der Börse (LME) und den tatsächlichen Herstellkosten eines Bauteils ist oft immens. Ein Werkstoff, der im Einkauf vermeintlich günstig erscheint, kann in der Fertigungskette immense versteckte Kosten verursachen – sei es durch reduzierten Maschinendurchsatz, erhöhten Ausschuss oder massiven Werkzeugverschleiss. Umgekehrt kann ein teurer Spezialwerkstoff durch exzellente Zerspanbarkeit die Stückkosten so weit senken, dass er unter dem Strich die wirtschaftlichere Wahl darstellt. Dieses Verständnis der „Total Cost of Ownership“ (TCO) ist das, was den strategischen Einkäufer vom reinen Besteller unterscheidet.

In diesem Bericht analysieren wir die Materialkunde aus der spezifischen Perspektive des Einkaufs in der DACH-Region. Wir beleuchten die physikalischen Mechanismen der Zerspanbarkeit ohne die Verwendung komplexer Formeln, untersuchen die Tücken vermeintlich „einfacher“ weicher Materialien und widmen uns ausführlich den für die Schweiz und Süddeutschland so kritischen Hochleistungsbranchen: der Medizintechnik und der Uhrenindustrie. Dabei werden wir sehen, dass Begriffe wie „Zerspanbarkeit“ keine abstrakten technischen Daten sind, sondern harte Währung in der Kalkulation darstellen.

2. Das Konzept der Zerspanbarkeit: Eine ökonomische Definition

Zerspanbarkeit wird oft als rein technischer Wert missverstanden, dabei ist sie der primäre Kostentreiber in der Fertigung von Drehteilen. Sie beschreibt, wie effizient sich ein Werkstoff durch spanabhebende Verfahren – in diesem Fall das Drehen – bearbeiten lässt. Für den Einkäufer lässt sich Zerspanbarkeit in vier wirtschaftlich relevante Dimensionen übersetzen, die direkt die Kalkulation des Zulieferers beeinflussen.

Erstens: Die Spanbildung. Im automatisierten Drehprozess, wie er auf modernen CNC-Langdrehautomaten oder Mehrspindlern stattfindet, ist der Span das kritische Abfallprodukt. Ein idealer Werkstoff bildet kurze, gebrochene Späne (Bröselspäne), die sich leicht vom Bauteil lösen und über Förderbänder aus der Maschine transportiert werden können. Lange, zähe Bandspäne hingegen wickeln sich um Werkzeug und Werkstück, erzwingen Maschinenstopps und erfordern manuelle Eingriffe des Bedieners. Jeder dieser Eingriffe kostet Geld und verhindert die kostengünstige „Geisterschicht“ – die mannlose Fertigung in der Nacht. Ein Werkstoff mit guter Spanbildung ermöglicht also eine höhere Automatisierung und senkt die Lohnstückkosten drastisch.

Zweitens: Die Schnittkraft und der Energiebedarf. Die Kraft, die notwendig ist, um den Span vom Werkstück zu trennen, bestimmt die Belastung der Maschine. Werkstoffe, die hohe Schnittkräfte erfordern, zwingen den Fertiger dazu, robustere und damit teurere Maschinen einzusetzen. Zudem steigt der Energieverbrauch, was in Zeiten volatiler Strompreise in der DACH-Region zunehmend in die Teilekalkulation einfliesst. Niedrigere Schnittkräfte bedeuten weniger Vibrationen, was wiederum präzisere Toleranzen ohne teure Nacharbeit ermöglicht.

Drittens: Der Werkzeugverschleiss (Standzeit). Dies ist oft der versteckte Kostentreiber. Manche Materialien wirken auf die Schneidwerkzeuge wie Schmirgelpapier (abrasiver Verschleiss) oder reagieren chemisch mit der Beschichtung des Werkzeugs (Diffusionsverschleiss). Wenn ein teurer Wendeplattensatz bei Material A 10.000 Teile fertigen kann, bei Material B aber nur 500, explodieren die Rüst- und Werkzeugkosten. Ein Einkäufer, der Material B spezifiziert, muss verstehen, dass der höhere Teilepreis nicht nur Materialaufschlag ist, sondern Werkzeugkosten kompensiert.

Viertens: Die Oberflächengüte. Bei Sichtteilen oder Dichtflächen ist die erreichbare Oberfläche (Rauheit) ein Qualitätsmerkmal. Gut zerspanbare Materialien hinterlassen nach dem Drehen eine glatte, glänzende Oberfläche. Schlecht zerspanbare Werkstoffe neigen zu Rattermarken oder Materialausrissen, was teure Sekundärprozesse wie Schleifen, Polieren oder Gleitschleifen notwendig macht. Der Verzicht auf diese Nachbearbeitung durch kluge Materialwahl ist einer der grössten Hebel zur Kostensenkung.

3. Das Paradoxon der weichen Materialien: Warum „weich“ oft teuer ist

Ein weit verbreiteter Irrglaube, besonders bei Einkäufern ohne tiefen fertigungstechnischen Hintergrund, ist die Gleichsetzung von „weichem Material“ mit „einfacher Bearbeitung“. Die Intuition legt nahe, dass ein weiches Metall dem Werkzeug weniger Widerstand entgegensetzt und daher günstiger zu zerspanen sei. In der Realität des industriellen Drehens ist oft das Gegenteil der Fall.

3.1 Das Phänomen der Aufbauschneide

Das zentrale Problem bei sehr weichen, duktilen (zähplastischen) Werkstoffen – wie reinem Aluminium (Al99.5), weichem Kupfer oder niedriggekohltem Weichstahl – ist die sogenannte Aufbauschneide (Built-up Edge). Unter den extremen Druck- und Temperaturbedingungen direkt an der Schneidkante neigt das weiche Material dazu, am Werkzeug festzukleben, anstatt sauber abzuscheren. Materialpartikel verschweissen regelrecht mit der Schneide und bilden einen harten, unregelmässigen Wulst. Dieser Wulst übernimmt nun anstelle der eigentlichen scharfen Klinge den Schneidprozess. Da dieser Wulst jedoch stumpf und unregelmässig geformt ist, „pflügt“ er mehr durch das Material, als dass er schneidet.

Die Konsequenzen für das fertige Bauteil sind gravierend: Die Masshaltigkeit geht verloren, da die effektive Werkzeuggeometrie durch den anhaftenden Wulst ständig verändert wird. Periodisch bricht diese Aufbauschneide ab und reisst dabei Partikel aus der Werkstückoberfläche mit sich, was zu einer rauen, „zerrupften“ Oberfläche führt. Um dies zu verhindern, muss der Fertiger die Schnittgeschwindigkeit drastisch reduzieren oder spezielle, extrem scharfe und polierte Werkzeuge sowie spezielle Kühlschmierstoffe einsetzen, was die Prozesskosten in die Höhe treibt.

3.2 Die Kostenfalle Reinaluminium

Ein klassisches Beispiel für dieses Phänomen ist Reinaluminium oder sehr niedrig legierte Knetlegierungen. Während sie im Materialeinkauf pro Kilogramm oft günstig erscheinen und exzellente Korrosions- oder Leiteigenschaften besitzen, sind sie zerspanungstechnisch ein Albtraum. Sie erzeugen lange, weiche Fliessspäne, die sich unkontrollierbar im Maschinenraum verteilen (Vogelnester) und Sensoren oder Werkzeugwechsler blockieren können. Für den Einkäufer bedeutet dies: Wenn die technische Spezifikation nicht zwingend Reinaluminium erfordert (z. B. für elektrische Leiterbahnen oder chemische Behälter), sollte immer eine Legierung bevorzugt werden. Der Wechsel von einem weichen Al99.5 zu einer speziell für die Zerspanung optimierten Legierung kann die Fertigungsgeschwindigkeit verdreifachen und die Prozesssicherheit garantieren, was den eventuell höheren Materialpreis mehr als kompensiert.

4. Aluminium: Der Champion der Leichtbau-Zerspanung

In der DACH-Region, mit ihrer starken Präsenz im Maschinenbau und der Automobilzulieferindustrie, ist Aluminium einer der dominierenden Werkstoffe. Doch für den Einkäufer ist es essenziell, die feinen Unterschiede zwischen den verschiedenen Legierungsklassen zu verstehen, da diese die Fertigungskosten massiv beeinflussen.

4.1 Die Legierungsklassen und ihre Eignung zum Drehen

Nicht jedes Aluminium ist gleich. Die Normung unterscheidet verschiedene Serien, die sich durch ihre Hauptlegierungselemente definieren.

• Serie 2xxx (Aluminium-Kupfer): Hier finden sich die klassischen „Automaten-Legierungen“ wie EN AW-2007 (AlCuMgPb) oder EN AW-2011. Diese Legierungen wurden chemisch so designt, dass sie sich perfekt drehen lassen. Früher sorgte der Zusatz von Blei (Pb) für mikroskopische Sollbruchstellen im Span, was zu extrem kurzen Spänen und glatten Oberflächen führte. Diese Materialien erlauben höchste Schnittgeschwindigkeiten und sind die erste Wahl für komplexe Drehteile in hohen Stückzahlen. Die Herausforderung liegt heute in der Umweltgesetzgebung (siehe Kapitel 8), die Blei zunehmend verbannt. Dennoch bleiben die bleifreien Nachfolger dieser Serie die Referenz für Zerspanbarkeit.

• Serie 6xxx (Aluminium-Magnesium-Silizium): Diese Legierungen, wie EN AW-6082 (AlMgSi1) oder 6061, sind die „Allrounder“ der Technik. Sie bieten eine exzellente Balance aus mittlerer Festigkeit, guter Korrosionsbeständigkeit und Schweissbarkeit. Zerspanungstechnisch sind sie gutmütig, bilden jedoch tendenziell längere Späne als die 2000er Serie, was ein gewisses Augenmerk auf das Spanbruchmanagement erfordert. Sie sind der Standard für Strukturbauteile, Rahmen und Profile. Da sie sich hervorragend eloxieren lassen, sind sie auch für sichtbare Gehäuseteile ideal.

• Serie 7xxx (Aluminium-Zink): Bekannt als „Flugzeugaluminium“ (z. B. EN AW-7075), erreichen diese Legierungen Festigkeiten, die an Baustahl heranreichen. Durch ihre hohe Härte ist der Spanbruch exzellent – der Span bricht spröde und kurz. Die Zerspanbarkeit ist daher sehr gut, und es lassen sich hochpräzise Gewinde und Passungen fertigen. Der Nachteil liegt im Preis: 7075 ist deutlich teurer als 6082 und zudem anfälliger für Spannungsrisskorrosion, wenn es nicht korrekt wärmebehandelt oder geschützt wird.

4.2 Knet- vs. Gusslegierungen

Während für Stangenmaterial meist Knetlegierungen zum Einsatz kommen, kann bei komplexen Geometrien auch Gussmaterial auf der Drehmaschine landen. Hier ist Vorsicht geboten: Gusslegierungen enthalten oft einen hohen Anteil an Silizium (Si), um die Fliessfähigkeit beim Giessen zu verbessern. Silizium ist extrem hart und wirkt auf die Drehwerkzeuge wie Schleifpartikel. Der Werkzeugverschleiss steigt bei siliziumreichen Gusslegierungen signifikant an. Ein Einkäufer, der Gussrohlinge zur Nachbearbeitung einkauft, muss dies in der Kalkulation der Werkzeugkosten berücksichtigen.

4.3 Strategische Beschaffung bei Aluminium

Ein wichtiger Aspekt für den Einkäufer ist die Verfügbarkeit der Halbzeuge. Während Automatenlegierungen (2007) standardmässig als Stangenmaterial (rund, sechskant) verfügbar sind, sind hochfeste Legierungen oft nur als Plattenware oder in begrenzten Durchmessern lieferbar. Dies kann bei Drehteilen zu erhöhtem Materialverschnitt führen, wenn aus einer Platte gesägt werden muss. Die Abstimmung mit der Konstruktion auf verfügbare Standarddurchmesser kann hier Materialkosten sparen.

5. Stahl: Das Rückgrat der industriellen Fertigung

Stahl bleibt der mengenmässig wichtigste Werkstoff. Doch die Bandbreite der Zerspanbarkeit ist bei Stahl so gross wie bei keiner anderen Materialgruppe.

5.1 Automatenstahl: Effizienz durch Chemie

Wenn die Anwendung keine hohen Anforderungen an Festigkeit oder Schweissbarkeit stellt, ist Automatenstahl (z. B. 11SMn30 / 1.0715) unschlagbar. Diese Stähle sind metallurgisch darauf optimiert, zerspant zu werden. Der Schlüssel liegt im Schwefel (S) und oft auch Phosphor (P) oder Blei (Pb). Schwefel bildet im Stahlgefüge Mangansulfideinzelschlüsse. Diese mikroskopischen Einschlüsse unterbrechen die metallische Matrix und wirken als Sollbruchstellen für den Span. Das Ergebnis: Der Span bricht sofort, die Schnittkräfte sinken dramatisch, und die Werkzeuge halten extrem lange. Automatenstahl ermöglicht Schnittgeschwindigkeiten, die fast an die von Messing herankommen, bei einem Bruchteil des Materialpreises. In Zerspanbarkeits-Rankings wird Automatenstahl oft als Referenzwert (100 % oder mehr) gesetzt. Für Massendrehteile wie einfache Verschraubungen, Distanzstücke oder Hydraulikkomponenten gibt es keine wirtschaftlichere Alternative.

5.2 Bau- und Einsatzstähle: Der Standard

Stähle wie S355 (Baustahl) oder 16MnCr5 (Einsatzstahl) sind das Brot-und-Butter-Material für belastete Bauteile. Sie enthalten weniger Schwefel, um die Zähigkeit nicht zu gefährden (Schwefel macht Stahl spröde). Die Zerspanbarkeit ist gut (Index ca. 70–80 %), aber nicht exzellent. Die Späne sind länger und zäher, was mehr Leistung von der Maschine fordert. Hier lohnt es sich für den Einkäufer, nach speziellen „behandelten“ Varianten zu fragen (z. B. +C für kaltgezogen oder +A für weichgeglüht), die eine definierte Gefügestruktur für konstantere Bearbeitung bieten.

5.3 Vergütungsstähle: Härte als Herausforderung

Vergütungsstähle wie 42CrMo4 werden für hochbelastete Wellen und Achsen eingesetzt. Oft werden diese Materialien „vorvergütet“ eingekauft (z. B. im Zustand +QT), um den Härteverzug nach der Bearbeitung zu vermeiden. Das Drehen von bereits gehärtetem Stahl (Hartdrehen) ist technisch anspruchsvoll. Die hohen Schnittkräfte erfordern sehr steife Maschinen und teure Schneidstoffe (Keramik oder CBN). Der Werkzeugverschleiss ist hier ein signifikanter Kostenfaktor.

6. Rostfreier Stahl (Inox): Die Herausforderung der Beständigkeit

Der Begriff „Edelstahl“ löst in der Fertigung oft Seufzen aus. Obwohl unverzichtbar für die Lebensmittelindustrie, Chemie und Medizintechnik, ist er fertigungstechnisch eine Hürde.

6.1 Die Mechanismen der schweren Bearbeitbarkeit

Austenitische Stähle (die klassische V2A/V4A-Gruppe, z. B. 1.4301 oder 1.4404) kombinieren mehrere Eigenschaften, die das Drehen erschweren:

1. Kaltverfestigung (Work Hardening): Austenitische Stähle haben die Eigenschaft, unter mechanischer Belastung sofort härter zu werden. Wenn das Drehwerkzeug in das Material eindringt, verfestigt sich das Material unmittelbar vor der Schneide. Das Werkzeug muss also ständig gegen eine sich verhärtende Zone anarbeiten. Ein kurzer Stopp im Vorschub („Verweilen“) führt dazu, dass die Oberfläche so hart wird, dass die Schneide beim Wiederanfahren sofort ausbricht.

2. Schlechte Wärmeleitfähigkeit: Edelstahl leitet Wärme sehr schlecht. Die beim Schneiden entstehende Prozesswärme kann nicht schnell genug über den Span oder das Bauteil abfliessen. Sie staut sich in der Schneidkante des Werkzeugs, was zu thermischem Verschleiss führt.

3. Zähigkeit: Das Material ist extrem zäh ("gummiartig"), was zu langen, festen Spänen führt, die schwer zu brechen sind und sich oft um das Werkzeug wickeln.

6.2 Konsequenzen für den Einkauf

In Zerspanbarkeits-Tabellen liegt Edelstahl (z. B. 316L) oft bei einem Index von nur 40–50 % im Vergleich zu Automatenstahl. Das bedeutet konkret: Die Maschine muss mit halber Geschwindigkeit laufen. Die Teilekosten steigen also nicht nur durch den höheren Materialpreis (Legierungszuschläge für Nickel und Chrom), sondern vor allem durch die doppelt so hohe Maschinenbelegungszeit. Um die Kosten zu kontrollieren, bieten Stahlwerke heute „zerspanungsoptimierte“ Güten an (z. B. mit kontrolliertem Schwefelgehalt oder speziellen Calcium-Behandlungen), die die Bearbeitbarkeit verbessern, ohne die Korrosionsbeständigkeit zu opfern. Der Einkäufer sollte gezielt nach solchen Güten (z. B. „Ugima“ oder „Imatra“) fragen.

7. Titan: Hochleistungswerkstoff für Nischenmärkte

Titan ist ein Schlüsselelement für die Schweizer Medizintechnik und Luftfahrt. Es vereint geringes Gewicht mit hoher Festigkeit und exzellenter Biokompatibilität.

7.1 Die technischen Hürden

Ähnlich wie Edelstahl ist Titan ein schlechter Wärmeleiter. Die Hitze konzentriert sich an der Schneide, was zu schnellem Kolkverschleiss führt. Zudem ist Titan chemisch sehr reaktiv: Bei hohen Temperaturen neigt es dazu, mit dem Schneidstoff zu legieren (zu verkleben). Ein weiteres Problem ist der niedrige Elastizitätsmodul: Titan „federt“. Beim Drehen weicht das Werkstück dem Druck des Werkzeugs aus und federt zurück, sobald die Schneide vorbei ist, was zu Reibung und Vibrationen führt. Dies zwingt die Fertiger zu niedrigen Schnittgeschwindigkeiten und dem Einsatz von Hochdruck-Kühlsystemen, um die Wärme abzuführen und die Späne zu brechen. Titan-Späne sind zudem feuergefährlich, was spezielle Brandschutzmassnahmen an den Maschinen erfordert.

7.2 Grade und Anwendungen

• Grade 1-4 (Reintitan): Werden oft für Implantate oder in der Chemie verwendet. Sie sind weicher und neigen ähnlich wie Reinaluminium zum Schmieren, sind aber generell bearbeitbar.

• Grade 5 (Ti6Al4V): Die Standardlegierung für Technik und Medizin. Sie ist fester und härter, lässt sich aber kontrollierter zerspanen als Reintitan, solange die Kühlung stimmt.

• Grade 23 (ELI): Eine reinere Version von Grade 5 für kritische medizinische Implantate.

Für den Einkauf ist Titan extrem preissensitiv und volatil (siehe Kapitel 10). Die Zerspanbarkeit liegt bei einem Index von nur ca. 30–35 %, was Titan zu einem der teuersten Materialien in der Fertigung macht – sowohl im Einkauf als auch in der Bearbeitung.

8. Schweizer Spezialitäten: Werkstoffe für Uhren und Medizintechnik

Die DACH-Region, und hier speziell der Schweizer Jura, ist das Weltzentrum der Präzisionsdreherei (Décolletage). Die Anforderungen hier sind einzigartig: Kleinste Durchmesser, extreme Präzision und ästhetische Perfektion.

8.1 Neusilber (Maillechort): Das Material der Haute Horlogerie

Neusilber, im Französischen Maillechort genannt, ist eine Legierung aus Kupfer, Nickel und Zink. Es enthält kein Silber, verdankt seinen Namen aber dem silberähnlichen Glanz. In der Uhrenindustrie ist es der Standardwerkstoff für Platinen und Brücken hochwertiger Uhrwerke.

• Eigenschaften: Es ist härter und korrosionsbeständiger als Messing. Unbeschichtet entwickelt es mit der Zeit eine Patina, weshalb es oft rhodiniert oder vernickelt wird.

• Zerspanbarkeit: Traditionell war Maillechort bleihaltig, was eine exzellente Zerspanbarkeit und Polierbarkeit garantierte. Die kurzen Späne sind essenziell, um die filigranen Strukturen der Uhrwerke nicht zu beschädigen.

8.2 Das Bleiverbot und die neuen Legierungen

Ein massiver Umbruch findet derzeit statt: Neue Vorschriften wie REACH beschränken die Verwendung von Blei. Die Industrie muss auf bleifreie Varianten umsteigen.

• Herausforderung: Bleifreies Neusilber oder Messing (z. B. Ecobrass, Cuphin) nutzt oft Silizium als Spanbrecher. Diese Materialien sind härter und verhalten sich in der Zerspanung anders. Die Werkzeuge verschleissen schneller, und die Oberflächengüte, die für Zierschliffe wie die „Côtes de Genève“ notwendig ist, ist schwieriger zu erreichen.

• Einkaufsimplikation: Der Wechsel auf bleifrei ist nicht nur ein Materialtausch. Es erfordert oft neue Werkzeuge und angepasste Schnittparameter. Die Preise für bleifreie Speziallegierungen sind derzeit oft noch höher als für die Standardware, und die Verfügbarkeit kann eingeschränkt sein.

8.3 Der legendäre Stahl 20AP

In der Uhrenindustrie hat der Stahl „Sandvik 20AP“ einen fast mythischen Ruf.

• Warum er einzigartig ist: Es ist ein härtbarer Automatenstahl. Im Lieferzustand lässt er sich hervorragend drehen (fast wie normaler Automatenstahl), was die Fertigung winziger Achsen und Triebe (Pignons) auf Langdrehern ermöglicht. Nach dem Drehen kann er gehärtet und poliert werden, um die notwendige Verschleissfestigkeit für das Uhrwerk zu erreichen.

• Marktposition: Dieser Stahl ist ein klassisches Nischenprodukt, das fast exklusiv für die Uhrenindustrie (und zunehmend die Medizintechnik für chirurgische Instrumente) produziert wird. Die Beschaffung erfolgt oft über spezialisierte Distributoren in der Schweiz (z. B. L. Klein, Jacques Allemann).

8.4 Medizinstahl: Die Reinheit zählt

Für Implantate kommen Edelstähle wie 1.4441 (316L Mod) zum Einsatz. Der Unterschied zum normalen 1.4435 oder 1.4404 liegt in der metallurgischen Reinheit. Diese Stähle werden oft im Vakuum umgeschmolzen (VAR – Vacuum Arc Remelting), um nichtmetallische Einschlüsse zu minimieren, die im Körper als Korrosionsherde dienen könnten. Für den Einkäufer bedeutet das: Ein Zertifikat (3.1 oder sogar 3.2 nach EN 10204) ist hier bares Geld wert. Die Rückverfolgbarkeit bis zur Schmelze ist zwingend. Preislich liegen diese „Medical Grades“ um ein Vielfaches über Standard-Inox.

9. Kupferlegierungen jenseits der Uhr

Auch ausserhalb der Uhrenindustrie spielen Kupferlegierungen eine Rolle, vor allem Messing (CuZn39Pb3) und Bronze.

• Messing: Es ist der unangefochtene König der Zerspanbarkeit (Index > 200 %). Es erlaubt höchste Drehzahlen bei minimalem Verschleiss. Trotz des hohen Kupferpreises ist Messing für komplexe Drehteile (Fittings, Ventile, Elektronikstecker) oft die wirtschaftlichste Lösung, da die extrem kurzen Taktzeiten die Materialkosten kompensieren. Auch hier ist der Trend zu bleifreien Legierungen (z. B. für Trinkwasseranwendungen nach UBA-Liste) das dominante Thema für den Einkauf.

• Sondermessing/Bronze: Für Lagerbuchsen oder hochbelastete Teile kommen Zinnbronzen (CuSn8) oder Sondermessinge zum Einsatz. Diese sind deutlich zäher und schwerer zu zerspanen als Automatenmessing.

10. Strategische Einkaufspolitik und TCO

Die Materialauswahl ist immer eine Abwägung von Risiken und Kosten.

10.1 Legierungszuschläge und Preismechanismen

Besonders bei Edelstahl, Neusilber und Titan setzt sich der Preis oft aus einem Basispreis und einem variablen Legierungszuschlag (LZ) zusammen. Der LZ schwankt monatlich mit den Börsenkursen für Nickel, Chrom, Molybdän oder Kupfer.

• Strategie: Einkäufer müssen diese Zuschläge tracken. Bei Grossprojekten kann es sinnvoll sein, Legierungszuschläge festzuschreiben (Hedging) oder Material beizustellen.

10.2 Späne-Management

Bei gut zerspanbaren Materialien wie Messing oder Aluminium entsteht ein hohes Volumen an Spänen. Der Rückverkaufswert dieser Späne ist ein integraler Bestandteil der Kalkulation. Sortenreine Messingspäne können einen signifikanten Teil des Materialpreises zurückbringen. Der Einkauf sollte darauf drängen, dass Fertiger die Späne nicht vermischen (z. B. Stahlspäne in Aluspänen), da dies den Schrottwert ruiniert.

10.3 Geopolitische Risiken

Titan und Nickel (für Edelstahl und Neusilber) sind geopolitisch sensible Rohstoffe. Lieferkettenstörungen oder Sanktionen können Preise und Verfügbarkeit über Nacht verändern. Eine Dual-Sourcing-Strategie und die Qualifizierung alternativer Legierungen sind für den strategischen Einkauf im DACH-Raum essenziell, um die Versorgungssicherheit der hiesigen Schlüsselindustrien zu gewährleisten.

11. Fazit und Entscheidungstabelle

Die Frage nach dem „besten“ Material zum Drehen ist vielschichtig. Technisch sind Automatenstahl und Automaten-Aluminium die klaren Sieger in Bezug auf Geschwindigkeit und Werkzeugstandzeit. Sie ermöglichen die niedrigsten Fertigungskosten. Doch sobald Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität oder Ästhetik (Uhren) hinzukommen, müssen schwerer zerspanbare Materialien gewählt werden. Die Kunst des Einkaufs besteht darin, den Sweet-Spot zwischen Materialpreis, Bearbeitungskosten und Funktionserfüllung zu finden.

Tabelle: Material vs. Kostenfaktoren (DACH-Markt Orientierung)

Legende: Vc = Schnittgeschwindigkeit. Der Index bezieht sich auf einen Standardstahl (11SMn30 = 100% oder AISI 1212 = 100%). Werte >100% bedeuten schnellere Bearbeitung.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Wer billiges, weiches Material kauft, zahlt oft doppelt in der Fertigung. Wer teure Speziallegierungen kauft, muss sicherstellen, dass deren Vorteile in der Zerspanung auch prozesstechnisch genutzt werden. Für den Einkäufer in der DACH-Region bedeutet Materialkunde heute, die gesamte Wertschöpfungskette von der Mine bis zum Span zu verstehen.