Was ist HSC-Fräsen?
HSC (High Speed Cutting) bezeichnet die Zerspanung mit Schnittgeschwindigkeiten, die 3–10× über den konventionellen Richtwerten liegen. Der Grundgedanke: Bei sehr hohen vc sinkt die Schnittkraft wieder — die Wärme wird primär über den Span abgeführt, nicht über Werkzeug und Werkstück. Grundlagen zu Schnittparametern finden Sie in unserem Schnittgeschwindigkeit-Ratgeber.
Die HSC-Technologie wurde ursprünglich für die Aluminium-Bearbeitung im Aerospace-Bereich entwickelt (vc bis 3.000 m/min mit PKD). Heute ist sie auch für gehärteten Stahl (Hartfräsen), Graphit und Kupfer etabliert. Für allgemeine CNC-Fräsen-Grundlagen lesen Sie unseren CNC-Fräsen Komplett-Guide.
Abgrenzung: HSC ≠ HPC. HSC optimiert die Schnittgeschwindigkeit (hohe vc, kleine ap/ae), HPC optimiert das Zeitspanvolumen (große ap, kleine ae, moderate vc). Beide Strategien nutzen moderne Werkzeugbahnen, haben aber unterschiedliche Ziele.
Schnittdaten-Richtwerte für HSC
Die folgenden Richtwerte gelten für VHM-Schaftfräser Ø 6–10 mm mit PVD-Beschichtung. Beachten Sie: Bei HSC sind ap und ae deutlich kleiner als beim konventionellen Fräsen — das Zeitspanvolumen wird durch die hohe Bahngeschwindigkeit kompensiert.
| Werkstoff | vc HSC [m/min] | vc Standard [m/min] | fz [mm/z] | ap max | ae max |
|---|---|---|---|---|---|
| Aluminium AlMg3 (VHM) | 300–800 | 100–300 | 0,05–0,15 | 0,5×d | 0,3×d |
| Aluminium (PKD) | 1.000–3.000 | 200–500 | 0,03–0,10 | 0,3×d | 0,2×d |
| Stahl C45 (≤500 N/mm²) | 200–400 | 100–200 | 0,03–0,08 | 0,3×d | 0,1×d |
| Gehärteter Stahl (52–62 HRC) | 150–300 | 30–80 | 0,02–0,06 | 0,1×d | 0,05×d |
| Graphit | 300–800 | 100–200 | 0,03–0,08 | 1×d | 0,3×d |
| Kupfer / Messing | 500–1.500 | 200–400 | 0,05–0,12 | 0,5×d | 0,3×d |
Berechnen Sie die resultierende Drehzahl und den Tischvorschub mit unserem Schnittdaten-Rechner Fräsen. Weitere Richtwerte finden Sie in der Schnittdaten-Tabelle.
HSC-Drehzahl berechnen
Bei HSC-Schnittgeschwindigkeiten ergeben sich sehr hohe Drehzahlen. Unser Rechner prüft automatisch die Maschinengrenzen.
Maschinenvoraussetzungen für HSC
HSC stellt deutlich höhere Anforderungen an die Maschine als konventionelles Fräsen. Nicht jede CNC-Maschine ist HSC-fähig — die kritischen Kriterien:
Für Aluminium-HSC werden 24.000–42.000 U/min benötigt, für Stahl-Hartfräsen 15.000–24.000 U/min. Motorspindeln mit HSK-Aufnahme sind Standard. Riemengetriebene Spindeln eignen sich nicht für HSC.
Bei HSC-Schlichtbahnen mit kurzen Segmenten (0,1–0,5 mm) muss die Maschine ständig beschleunigen und bremsen. Ohne hohe Dynamik wird die programmierte Bahngeschwindigkeit nie erreicht.
Die Steuerung muss viele NC-Sätze vorauslesen, um Geschwindigkeitsprofile zu berechnen. Siemens SINUMERIK 840D sl, FANUC 30i oder Heidenhain TNC 640 erfüllen diese Anforderungen. Mehr zu Steuerungen in unserem Steuerungsvergleich.
Werkzeuge für HSC
- Feinstkorn-VHM (Korngröße <0,5 µm) — Höhere Härte (bis 93 HRA) und bessere Schneidkantenschärfe bei kleinen Durchmessern. Standard für Hartfräsen.
- Rundlauf ≤3 µm — Bei HSC-Drehzahlen erzeugt jeder µm Rundlaufabweichung signifikante Unwuchtkräfte. Schrumpffutter oder Hydrodehnspannfutter sind Pflicht.
- Wuchtgüte G2.5 bei 25.000 U/min — Werkzeuge müssen nach DIN 69888 gewuchtet werden. Unwucht verursacht Rattern und Lagerschäden.
- Beschichtung: AlCrN oder AlTiN — Für gehärteten Stahl: AlCrN mit Oxidationsbeständigkeit bis 1.100°C. Für Aluminium: poliert unbeschichtet oder ZrN.
Detaillierte Informationen zur Werkzeugstandzeit-Optimierung finden Sie in unserem separaten Ratgeber.
CAM-Strategien für HSC
HSC lebt von intelligenten Werkzeugbahnen — ohne passende CAM-Strategie verpufft der Vorteil hoher Spindeldrehzahlen:
Kreisförmige Werkzeugbahnen mit konstantem Eingriffswinkel. Reduziert die radiale Kraft und ermöglicht volle axiale Zustellung. Ideal für Nuten und Taschen.
CAM-Software berechnet Bahnen, die den Eingriffsbogen konstant halten (z.B. 40°). Eliminiert Lastspitzen an Ecken und Übergängen.
Statt scharfer Ecken werden stetige Kurven programmiert. Die Maschine muss nicht abbremsen — die Bahngeschwindigkeit bleibt hoch.
Spiralförmiges Eintauchen statt axialem Einstich. Reduziert die Axialkraft um 70–80% und schont die Werkzeugspitze.
HSC vs. HPC — Wann welche Strategie?
| Kriterium | HSC | HPC |
|---|---|---|
| Schnittgeschwindigkeit | 3–10× Standard-vc | 1–2× Standard-vc |
| Zustellung ap | Gering (0,1–0,5×d) | Groß (1–2×d) |
| Zustellung ae | Gering (0,05–0,3×d) | Gering (0,05–0,15×d) |
| Hauptziel | Oberfläche, Genauigkeit | Max. Zeitspanvolumen |
| Spindelanforderung | Hohe Drehzahl (>15.000) | Hohes Drehmoment |
| Typische Anwendung | Hartfräsen, Graphit, Schlichten | Schruppen, Taschen, Nuten |
In der Praxis werden beide Strategien oft kombiniert: HPC zum Schruppen (maximaler Materialabtrag) und HSC zum Schlichten (optimale Oberfläche). Berechnen Sie das resultierende Zeitspanvolumen mit unserem Leistungsrechner.