Hohe Zerspanraten und lange Standzeiten auch bei harten Werkstoffen: Moderne Präzisionswerkzeuge haben einen großen Anteil an kurzen Durchlaufzeiten und wettbewerbsfähigen Produktionskosten im Werkzeug- und Formenbau.
Härtere Schneidstoffe, bissigere Geometrien und widerstandsfähigere Beschichtungen – neue, leistungsfähige Zerspanungswerkzeuge bearbeiten Formen und Gesenke nicht nur schneller und wirtschaftlicher, in vielen Fällen machen sie das Zerspanen überhaupt erst möglich. So schieben Werkzeughersteller und Beschichtungsanbieter die Grenzen in der Hartbearbeitung weiter hinaus. Folge: Der Trend zum Fertigen komplexer Bauteile in einer Aufspannung hält an, und das Senkerodieren wird weiter in spezielle Anwendungen wie die Mikrobearbeitung oder das Fertigen tiefer Kavitäten verdrängt.
Werkzeuge aus ultrafeinkörnigem Hartmetall, versehen mit einer Schutzschicht auf Titan-Basis, spanen bis auf 65 HRC gehärtete Stähle. Zu dieser Gruppe gehören die zwei- und vierschneidigen Vollhartmetall-Fräser der Fürther Kennametal GmbH & Co. KG, die aus der Sorte KC637M hergestellt sind. „Durch die Kombination des extrem feinkörnigen Grundmaterials und der dünnen, harten TiAlN-Beschichtung konnten wir sowohl die Härte als auch die Biegebruchfestigkeit steigern“, sagt Martin Bieber. „Das Resultat sind sehr gute Stand- und kurze Fräszeiten.“ Bieber ist bei Kennametal für den Bereich Formen- und Gesenkbau verantwortlich. Die Franken bieten diese Fräser ab einem Durchmesser von 0,3 mm an. „Damit lassen sich selbst sehr kleine Formen sicher bearbeiten“, verspricht der Ingenieur. Gegenüber dem Erodieren sei das Spanen damit meist schneller und effektiver. Zudem entfallen die Kosten für die Erodierwerkzeuge.
Eine neue Schichtgeneration hat die Balzers GmbH, Bingen, vorgestellt. Sie soll Metallbearbeitungs-Werkzeuge in bisher nicht erreichte Leistungsbereiche vorstoßen lassen. Diese AlCrN-Schichten übertreffen nach Aussage der Bingener das Leistungsvermögen von Titan-basierten Schichten deutlich. Die als G6 bezeichnete Schichtgeneration soll in Tests erheblich bessere Standzeiten erreicht haben, als bisher auf dem Markt befindliche Systeme. Sie sind oxidationsbeständiger und weisen eine höhere Warmhärte auf. Balzers entwickelt jetzt aus der G6-Generation gezielt Balinit-Schichten für spezifische Anwendungen, mit denen sowohl Hartmetall- als auch HSS-Werkzeuge gezielt beschichtet werden können.
Ausgehend von einem Anteil der Werkzeuge an den Produktionskosten eines Bauteils in Höhe von 3 %, verringert eine um 50 % erhöhte Standzeit der Tools die Gesamtkosten lediglich um 1,5 %. Signifikanter lassen sich die Kosten senken, wenn es gelingt, die Produktivität des Prozesses zu steigern. Diesen Ansatz verfolgt die Ettlinger Iscar Hartmetall GmbH mit der Fast Metal Removal (FMR) genannten Bearbeitungsstrategie. Anders als beim High Productive Manufacturing (HPM) geht es bei FMR ausschließlich um hohe Abspanraten, ums Schruppen mit hohen Vorschüben und großen Spantiefen. Dazu haben die Iscar-Techniker beim Fräser-System Shredmill das Prinzip der runden Wendeschneidplatte weiterentwickelt und mit einem Schrupp-Profil versehen. „Durch den immer wieder unterbrochenen Schnitt konnten wir den Schnittdruck deutlich reduzieren“, beschreibt Kai Rubin, Mitglied der Geschäftsleitung bei der deutschen Niederlassung des israelischen Werkzeugherstellers. Der verminderte Schnittdruck ermögliche es, das Verfahren auch auf älteren, weniger leistungsfähigen Maschinen einzusetzen. Besonders gut geeignet sei Shredmill für das Schruppen in tiefen Kavitäten. „Das Problem der Spanbildung haben wir durch die Geometrie der Platten in den Griff bekommen, die kleine Späne erzeugt“, erläutert Rubin. Die Fertigbearbeitung kann mit der verbreiteten runden Schneidplatte erfolgen. Die Produktionskosten pro Teil sollen so um bis zu 15 % sinken. Bei gleichem Werkzeugkostenanteil. hw
Hohe Zerspanungsraten verbessern die Produktivität
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