GFK lässt sich sauber fräsen, wenn diamantverzahnte, PKD- oder diamantbeschichtete Fräser auf flächig gespannten Teilen laufen. Der Katalogrichtwert für Nutenfräsen liegt bei etwa 0,06–0,2 mm Vorschub je Umdrehung für Fräserdurchmesser von 6 bis 12 mm (Heiler/Sartorius-Katalog SW-0760, 2022).
Aus einer Schnittgeschwindigkeit von rund 100 m/min (der Katalogauszug nennt 70–100 m/min) folgen Drehzahlen von nur 2.650 bis 5.300 min⁻¹, nicht die oft genannten 20.000 bis 45.000 min⁻¹. Das gilt für GFK-Platten, Formteile und Sandwichbauteile auf der CNC-Fräse.
Hinweis zum Arbeitsschutz: Beim Fräsen von GFK entstehen Faserstäube. Welche Maßnahmen im Betrieb gelten, legt die Gefährdungsbeurteilung fest. Die folgenden Angaben ersetzen sie nicht.
Warum GFK anders zerspant als Metall
GFK besteht aus Glasfasern in einer Kunststoffmatrix. Die Fasern sind hart und abrasiv, die Matrix ist weich und hitzeempfindlich. Ein Fräser schneidet deshalb nicht, wie in Stahl, einen Span ab, sondern trennt Fasern und schiebt Harz. Stumpfe Schneiden können zu Ausrissen und Faserüberstand an der Kante führen.
Dazu kommt die Schichtstruktur von Laminaten. Wirken Schnittkräfte senkrecht zur Plattenebene nach außen, lösen sich Lagen voneinander (Delamination). Werkzeugwahl, Spannung und Vorschub zielen daher auf zwei Dinge: Schneiden lange scharf halten und Kräfte so lenken, dass sie das Laminat zusammendrücken.
Der Begriff „GFK“ ist mehrdeutig. Neben dem Werkstoff meint er in Suchergebnissen häufig Gewaltfreie Kommunikation oder das Marktforschungsinstitut GfK. Gemeint ist hier ausschließlich glasfaserverstärkter Kunststoff.
Werkzeuge: Diamantverzahnung, PKD, CVD, Kompressionsfräser
Für lange Standzeiten nennen Werkzeughersteller wie LEUCO und Rabensteiner PKD-Werkzeuge und diamantbeschichtete (CVD) Fräser. Bei den Geometrien kommen Diamantverzahnung, Kreuzverzahnung, Kompressionsfräser und Honeycomb-Fräser zum Einsatz. Herstellerangaben zu Standwegen in Metern liegen nicht vor; pauschale Aussagen wie „wenige Meter Fräsweg“ lassen sich daher nicht belegen.
| Fräsertyp | Geeignet für | Hinweis |
|---|---|---|
| Diamantverzahnung / Kreuzverzahnung | Konturfräsen, Nuten | Standardwerkzeug für Platten und Formteile |
| Kompressionsfräser | Platten, beidseitig saubere Kante | Rechtsdrall an der Spitze, Linksdrall am Schaft |
| Honeycomb-Fräser | Sandwich mit Wabenkern | Für Kernmaterial ausgelegt |
| PKD | Serienfertigung | Lange Standzeit, höherer Werkzeugpreis |
| CVD-Diamant | Komplexe Geometrien | Beschichtung auf Hartmetallträger |
Der Kompressionsfräser leitet die Schnittkräfte an Ober- und Unterseite zur Plattenmitte hin. Dadurch bleiben beide Kanten sauber (maschinewerkzeug.de, 12/2025). Für Durchbrüche in dünnen Platten und für Konturen mit sichtbarer Kante ist er die naheliegende Wahl.
Schnittwerte: Drehzahl und Vorschub berechnen
Der Heiler/Sartorius-Katalog für faserverstärkte Kunststoffe gibt für das Nutenfräsen bei Ø 6–12 mm einen Vorschub von etwa 0,06–0,2 mm/U an. Die zugehörige Schnittgeschwindigkeit liegt im Katalogauszug bei 70–100 m/min. Die folgenden Werte sind Startwerte, keine Herstellervorgabe.
Rechenweg: Drehzahl n = vc · 1000 / (π · d), Vorschubgeschwindigkeit vf = f · n. Für vc = 100 m/min und Ø 8 mm gilt n = 100 · 1000 / (π · 8) ≈ 3.979 min⁻¹. Bei f = 0,06 mm/U ergibt sich vf ≈ 239 mm/min, bei f = 0,2 mm/U vf ≈ 796 mm/min.
| Ø Fräser | Drehzahl n bei 100 m/min | vf bei 0,06 mm/U | vf bei 0,2 mm/U |
|---|---|---|---|
| 6 mm | 5.305 min⁻¹ | 318 mm/min | 1.061 mm/min |
| 8 mm | 3.979 min⁻¹ | 239 mm/min | 796 mm/min |
| 10 mm | 3.183 min⁻¹ | 191 mm/min | 637 mm/min |
| 12 mm | 2.653 min⁻¹ | 159 mm/min | 531 mm/min |
Die Werte für Ø 6, 10 und 12 mm folgen aus derselben Formel mit den Drehzahlen der Tabelle. Zum Vergleich: Die häufig zitierten 20.000 bis 45.000 min⁻¹ entsprächen bei Ø 6 mm bereits 377 m/min und bei Ø 12 mm und 45.000 min⁻¹ rund 1.700 m/min. Wer hohe Drehzahlen fährt, sollte sie gegen die Herstellerdaten des jeweiligen Fräsers prüfen.
Für die Praxis gilt: Mit Vorschub am unteren Ende anfangen, Kantenbild und Werkzeugtemperatur beobachten, dann steigern. Die Matrix ist hitzeempfindlich; bei Harzschmieren Schnittwerte mit dem Werkzeughersteller abstimmen.
Spannen: Vakuum, Niederhalter, Opferplatte
Als Gegenmaßnahmen gegen Delamination gelten eine Opferunterlage, scharfe Hartmetall- oder Diamantwerkzeuge, gefühlvollen Vorschub und flächige Spannung per Vakuum. Das Teil liegt dabei vollflächig auf, damit es unter dem Schnittdruck nicht federt.
Die Opferplatte stützt die Unterkante des GFK. Verschraubungen und Niederhalter sitzen außerhalb der Kontur, damit der Fräser sie nicht trifft und das Teil nach dem Freischneiden nicht verrutscht.
Kühlung: trocken, Druckluft oder nass?
Die Quellenlage ist uneinheitlich. Die Regel „Verbundwerkstoffe trocken bearbeiten“ stammt aus der CFK-Bearbeitung. Dort kommen Leitfähigkeit des Kohlenstaubs und mögliche Schädigung durch Kühlschmierstoffe als Gründe hinzu (DGUV/Fraunhofer IPA, FBHM-074). Bei GFK entfällt das Leitfähigkeitsargument. Herstellerseiten wie KBM nennen für längere Fräsarbeiten teils Kühlung oder Nassschneiden.
Zu Trockenbearbeitung, Druckluft und Kühlung gibt es unterschiedliche Empfehlungen, eine verbindliche Pauschalregel existiert nicht. Die Entscheidung hängt von Matrixharz, Teilelänge und Folgeprozess ab und sollte mit dem Werkzeughersteller abgestimmt werden.
Staub und Arbeitsschutz
Für GFK-Faserstäube gilt der Allgemeine Staubgrenzwert nach TRGS 900: 1,25 mg/m³ für den alveolengängigen A-Staub (bei Dichte 2,5 g/cm³) und 10 mg/m³ für den einatembaren E-Staub (BG RCI). Der A-Staub-Wert skaliert mit der Dichte: 0,5 mg/m³ bei 1 g/cm³, also 0,5 × 2,5 = 1,25 mg/m³. Der E-Staub-Wert ist dichteunabhängig. Ob der Wert von 1,25 mg/m³ für das eingesetzte Glas passt, hängt von dessen Dichte ab.
Als Regelwerk gilt Abschnitt 9 der TRGS 500 (Fassung 10/2019). Die TRGS 504 ist aufgehoben. Texte, die sie weiterhin als geltend zitieren, sind veraltet.
| Merkmal | GFK | CFK |
|---|---|---|
| Grenzwert | Allgemeiner Staubgrenzwert: A-Staub 1,25 mg/m³, E-Staub 10 mg/m³ | Gefährdungsbeurteilung maßgeblich |
| Elektrische Leitfähigkeit | entfällt | Staub kann leitfähig sein |
| Sauger | Klasse H (ältere Quelle, Maschinenmarkt) | B1/IP65 oder Typ 22 IIIC, Filter mind. M |
| Besonderheit | Mischkomposite: KI > 40 vom Hersteller bestätigen lassen | Elektrik durch Staub gefährdet |
Die Absaugung gehört an die Entstehungsstelle, also direkt an Fräser und Schnittfuge. IFA-geprüfte Geräte der Klasse H gelten nach einer älteren Quelle (Maschinenmarkt) als für Umluftbetrieb geeignet. Wird auf derselben Maschine auch CFK bearbeitet, ist dessen leitfähiger Staub zu berücksichtigen (DGUV empfiehlt dafür Sauger der Klasse B1/IP65 bzw. Typ 22 IIIC).
Beim Atemschutz nennen Herstellerseiten FFP2 (KBM), andere P2/P3. Eine pauschale Maskenklasse schreibt kein Regelwerk vor. Sie ergibt sich aus der Gefährdungsbeurteilung, die Absaugleistung, Expositionsdauer und Arbeitsplatz berücksichtigt. Für Mischkomposite aus CFK und GFK verlangt die DGUV-Informationsschrift vom GFK-Hersteller eine Bestätigung des Kanzerogenitätsindex KI > 40.
Typische Fehler
- Delamination an der Kante: meist stumpfes Werkzeug, fehlende Opferplatte oder zu hoher Vorschub. Abhilfe: Kompressionsfräser, flächige Spannung, Vorschub reduzieren.
- Faserüberstand: Schneide verschlissen, Fasern werden nicht durchtrennt. Werkzeug wechseln, statt den Vorschub zu erhöhen.
- Harzschmieren und Verfärbung: Wärmeeintrag in die Matrix. Vorschub je Umdrehung innerhalb des Katalogbereichs anpassen, Druckluft am Werkzeug.
- Federndes Teil: Spannpunkte zu weit auseinander. Vakuumfläche oder zusätzliche Niederhalter nutzen.
- Staubnest an der Maschine: Absaugung zu weit von der Schnittstelle. Haube oder Düse direkt am Werkzeug.
Bohren, Sägen, Schleifen im Vergleich
Beim Bohren gelten dieselben Grundsätze wie beim Fräsen: scharfes Hartmetall- oder Diamantwerkzeug, Opferunterlage gegen Ausbrüche am Austritt, gefühlvoller Vorschub (gfk-formenbau.de). Konkrete Schnittwerte für Bohrer sind beim Werkzeughersteller zu erfragen. Sägen und Schleifen erzeugen ebenfalls Faserstaub, auch hier gehört die Absaugung an die Entstehungsstelle.
Häufige Fragen
Wie hoch ist die Vorschubgeschwindigkeit beim Fräsen von GFK?
Der Katalogwert liegt bei 0,06–0,2 mm Vorschub je Umdrehung. Bei Ø 8 mm und vc = 100 m/min entspricht das rund 240–800 mm/min. Das sind Startwerte, die an Werkzeug und Laminat angepasst werden.
Welcher Fräser eignet sich für GFK?
Für Konturen Diamant- oder Kreuzverzahnung, für Platten mit zwei sauberen Seiten Kompressionsfräser, für Sandwich Honeycomb-Fräser. Für Serien lohnen PKD oder CVD-Diamant.
Muss beim Fräsen von GFK Atemschutz getragen werden?
Das ergibt sich aus der Gefährdungsbeurteilung. Herstellerseiten nennen FFP2, teils bis FFP3. Eine Absaugung am Werkzeug ist in jedem Fall Grundlage.
Kann GFK nass gefräst werden?
Ja, einzelne Hersteller nennen Kühlung oder Nassschneiden bei längeren Arbeiten. Eine einheitliche Regel gibt es nicht; die Empfehlungen zu Trockenbearbeitung, Druckluft und Kühlung unterscheiden sich. Bei CFK wird Trockenbearbeitung empfohlen.
Fazit
GFK fräsen funktioniert zuverlässig mit Diamant-, PKD- oder CVD-Werkzeug, flächiger Spannung auf Opferplatte und 0,06–0,2 mm Vorschub je Umdrehung bei etwa 100 m/min. Für Ø 8 mm sind 3.980 min⁻¹ und 240–800 mm/min ein plausibler Start, der vor Serienfertigung gegen Herstellerangaben zu prüfen ist. Die Absaugung an der Schnittstelle ist Pflicht, Maskenklasse und Saugertyp folgen der Gefährdungsbeurteilung nach TRGS 500 Abschnitt 9. Wird auch CFK bearbeitet, sind dessen Zusatzanforderungen (leitfähiger Staub) zu beachten.
Quellen
- Sartorius Werkzeuge / Heiler · Fräser für Verbundwerkstoffe (SW-0760) · Abruf 10/2026 · sartorius-werkzeuge.de
- LEUCO · Composites Fräsen, Bohren, Senken · Abruf 10/2026 · leuco.com
- DGUV / Fraunhofer IPA · Bearbeitung von CFK Materialien (FBHM-074) · Abruf 10/2026 · ipa.fraunhofer.de
- BG RCI · Hilfestellungen gemäß TRGS 504 (Staub, TRGS 900) · Abruf 10/2026 · bgrci.de
- umwelt-online · TRGS 504, Hinweis zur Nachfolgeregelung (TRGS 500 Abschn. 9) · Abruf 10/2026 · umwelt-online.de
- KBM GmbH · GFK bearbeiten · Abruf 10/2026 · kbmgmbh.com
- Vogel/Maschinenmarkt · Die Bearbeitung von Composites birgt bisher unbekannte Gefahren · Abruf 10/2026 · maschinenmarkt.vogel.de
