Vorrichtungsmaterialien sind ein Kernelement bei der Herstellung von Vorrichtungen und wirken sich direkt auf die Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Lebensdauer der Vorrichtung aus. Basierend auf Anwendungs- und Leistungsanforderungen werden sie hauptsächlich in die folgenden drei Kategorien unterteilt:
1. Metallische Materialien
- Kohlenstoffstahl (z. B. 45#-Stahl, Q235): Kostengünstig, leicht zu verarbeiten, für allgemeine Vorrichtungen geeignet, aber mit schlechter Verschleißfestigkeit. Die Härte beträgt typischerweise HRC20-30 (siehe *Mechanical Design Handbook*).
- Legierter Stahl (z. B. 40Cr, GCr15): Die Härte kann durch Wärmebehandlung erhöht werden (HRC50-60), verwendet für hochbelastete Vorrichtungen, wie z. B. Schweißvorrichtungen für die Automobilindustrie.
- Edelstahl (z. B. 304, 316): Korrosionsbeständig, geeignet für Armaturen in der Lebensmittel- und Medizinindustrie, aber teurer.
2. Nicht-metallische Materialien
- Technische Kunststoffe (z. B. Nylon, PEEK): Leicht, isolierend, geeignet für elektronische Montagevorrichtungen, Temperaturbeständigkeit bis 250 Grad (PEEK-Datenquelle: technischer Bericht von Victrex).
- Verbundwerkstoffe (z. B. kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe): Hohe Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit, werden in Armaturen für die Luft- und Raumfahrt verwendet, sind aber teuer.
3. Spezielle Materialien
- Hartmetall (z. B. YG8): Härte HRA90 oder höher, wird in Präzisionsschleifvorrichtungen verwendet, ist aber spröde.
- Ceramic materials (e.g., alumina): High temperature resistance (>1500 Grad), aber spröde, auf besondere Arbeitsbedingungen beschränkt.
