Was ist der Kostenunterschied zwischen CNC-Aluminium- und Titanbauteilen?

Hauptkostentreiber zwischen Aluminium und Titan

Aus fertigungstechnischer Sicht sind CNC-Titanbauteile in der Regel zwei- bis viermal teurer pro Stück als vergleichbare CNC-Aluminiumkomponenten. Dies wird durch drei Hauptfaktoren bestimmt: Rohstoffpreis, Bearbeitungszeit und Werkzeugverschleiß. Aluminiumlegierungen wie 6061 und 7075 bieten geringere Kosten pro Kilogramm, können mit höheren Schnittgeschwindigkeiten bearbeitet werden und ermöglichen kürzere Zykluszeiten. Damit sind sie ideal, wenn geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und mittlere Festigkeit ausreichen. Ein gut optimiertes Teil, das über einen flexiblen CNC-Bearbeitungsservice und CNC-Frässervice gefertigt wird, kann die Stückkosten für Aluminium sehr wettbewerbsfähig halten – sowohl für Prototypen als auch für Serienproduktionen.

Titan bietet eine überlegene spezifische Festigkeit, Ermüdungs- und Korrosionsbeständigkeit, wird jedoch langsamer bearbeitet, erzeugt mehr Wärme und erfordert steifere Spannungen sowie hochwertige Werkzeuge. Innengewinde, Taschen und dünne Wände erfordern eine sorgfältige Kontrolle durch CNC-Drehbearbeitung und Mehr-Achsen-Bearbeitungsdienste, was die Spindellaufzeit und die Vorrichtungskomplexität erhöht. Daher weisen Titanversionen eines Teils selbst bei ähnlicher Geometrie naturgemäß eine höhere Kostenbasis auf.

Oberflächenbehandlung und Lebenszykluskosten

Oberflächenanforderungen beeinflussen die Gesamtkostenunterschiede. Viele Aluminiumteile benötigen lediglich eine „as machined“-Oberfläche plus Harteloxierung zum Schutz vor Verschleiß und Korrosion – schnell und wirtschaftlich bei großen Serien. Dekorative oder schützende Pulverbeschichtungen für CNC-Teile sind ebenfalls unkompliziert umzusetzen.

Titanbauteile, obwohl teurer in der Bearbeitung, erfordern oft weniger schwere Beschichtungen, da Legierungen wie Ti-6Al-4V (TC4) und Ti-6Al-4V ELI (Grad 23) von Natur aus eine hervorragende Korrosions- und Ermüdungsbeständigkeit bieten. In kritischen Strukturen können fortschrittliche Legierungen wie Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr (Ti5553) das Gewicht oder die Teileanzahl reduzieren und so den höheren Stückpreis teilweise durch Leistungs- und Lebensdauervorteile ausgleichen.

Um ein realistisches Verhältnis von Kosten und Leistung zu definieren, ist ein frühes CNC-Prototyping mit beiden Materialien ein effektiver Weg, um Bearbeitungsverhalten, erreichbare Toleranzen und erforderliche Oberflächen zu vergleichen, bevor die endgültige Spezifikation festgelegt wird.

Anwendungsbasierte Materialauswahl: Wo jedes Material sinnvoll ist

In der Luft- und Raumfahrt wird Titan für tragende, ermüdungskritische und temperaturbelastete Komponenten verwendet, während Aluminium 6061 oder Aluminium 7075 für Gehäuse, Abdeckungen und nichttragende Strukturen geeignet ist. In der Automobilindustrie bleibt Aluminium die kostengünstige Wahl für Halterungen, Motorgehäuse und Kühlkomponenten, während Titan Nischenanwendungen im Hochleistungs- oder Motorsportbereich vorbehalten ist. In der Medizintechnik bieten biokompatible Titanlegierungen trotz höherer Bearbeitungskosten eine klare funktionale Rechtfertigung – insbesondere bei implantierbaren oder hochpräzisen Schnittstellen.

Kurz gesagt: Wenn Anforderungen an Steifigkeit, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder Biokompatibilität mit Aluminium 6061 oder ähnlichen Legierungen erfüllt werden können, ist CNC-Aluminium deutlich günstiger. Wenn jedoch die Betriebsumgebung oder Sicherheitsfaktoren tatsächlich die Leistung von Titan erfordern, wird dessen höherer Bearbeitungspreis in der Regel durch geringeres Gewicht, längere Lebensdauer und weniger Ausfälle ausgeglichen – nicht allein durch den Stückpreis.