Werkstückmaterial

Werkstückmaterial bezeichnet den Werkstoff, aus dem ein herzustellendes Bauteil besteht. Es umfasst Metalle, Kunststoffe, Holz, Keramik, Verbundstoffe und Mischformen. Die Materialwahl beeinflusst maßgeblich Festigkeit, Verformbarkeit, Härte, Wärmeleitfähigkeit, Dichte, Ermüdungsresistenz, Korrosionsbeständigkeit und Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse. Ebenso prägt sie, wie sich das Bauteil zerspanen, formen oder bearbeiten lässt und welche Kosten für Produktion, Instandhaltung und Recycling entstehen.

Metallische Werkstückmaterialien wie Stähle, Aluminiumlegierungen, Kupfer oder Titan zeichnen sich durch hohe Festigkeit, gute Verarbeitbarkeit sowie unterschiedliche Korrosions- und Temperaturverhaltensweisen aus. Die Zerspanbarkeit variiert stark und beeinflusst Werkzeugauswahl, Schnittgeschwindigkeit und Spänebildung. Holz und Holzwerkstoffe ermöglichen leichte, kostengünstige Bauteile mit geringen Wärmebedürfnissen; sie sind hygroskopisch und feuchteabhängig, was Maßhaltigkeit und Stabilität beeinflusst. Kunststoffe umfassen Thermoplaste und duroplastische Materialien; sie bieten geringes Gewicht, gute chemische Beständigkeit und einfache Formgebung, zeigen aber Temperatur- und Verschleißgrenzen. Keramiken und Verbundwerkstoffe bieten hohe Härte und Temperaturbeständigkeit, sind jedoch spröde und teils schwierig zu bearbeiten.

Bei der Materialauswahl spielen Anforderungen an Festigkeit, Steifigkeit, Korrosion, Betriebstemperatur, Chemikalienbeständigkeit, Kosten, Verfügbarkeit und Recyclingfähigkeit eine zentrale Rolle. Fertigungsverfahren wie spanende Bearbeitung, Umformen, Gießen oder Additivverfahren sind oft materialabhängig. Die Auslegung eines Bauteils erfordert Kompatibilität von Material und Fertigungsverfahren, etwa Wärmebehandlung bei Metallen oder Feuchteempfindlichkeit bei Holz.

In der Praxis wird häufig eine Kombination von Materialien eingesetzt (Multimaterialbau), um spezifische Anforderungen in Funktion, Gewicht und Kosten zu erfüllen.