Zerspanung Ausschussfreies Bohren von CFK-Metall-Stacks

Das Trockenbohren bietet sich nicht nur für CFK, sondern auch für CFK-Metall-Stacks an. Das zeigt die Entwicklung eines Bohrwerkzeugs, das die Werkstoffverbunde in einem Schritt ohne Ausschuss bearbeitet. Die Streuung der Lochdurchmesser über die Werkzeugstandzeit hinweg ist gering

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MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG

In neuen Luftfahrtprojekten, wie dem Airbus A350, der Boeing 787 und der C-Serie von Bombardier, erhalten Composite-Strukturbauteile Titanbeschläge zur Verstärkung stark beanspruchter Krafteinleitungen. Aus wirtschaftlichen Gründen werden diese Bauteile auch noch konventionell in Aluminium und Stahl ausgeführt. Dieser Werkstoffmix führt beim Zerspanen zu sehr unterschiedlichen Bearbeitungssituationen. Er lässt die Vielfalt der eingesetzten Zerspanwerkzeuge und -prozesse explodieren.

Beim Bohren von Composite-Metall-Verbunden kommt noch immer die Minimalmengenschmierung zum Einsatz

Hat sich das Trockenbohren von CFK als sicherer Prozess etabliert, der in einem Arbeitsgang beherrschbar ist, kommt beim Bohren von Composite-Metall-Verbunden noch immer die Minimalmengenschmierung (MMS) zum Einsatz. Eine hohe Ausschussquote sorgt dabei für viel Unmut in der Fertigung.

Im Automobilbau können die betroffenen Teile ausgesondert werden. In der Luftfahrtindustrie müssen die Bauteile aufgrund der hohen Wertschöpfung manuell aufwendig repariert werden. Die dazugehörige Dokumentation und die Genehmigung der Bauabweichung verursachen weitere Kosten und schmälern den Erlös des Flugzeugs.

Mapal, Aalen, hat daher für das Bohren dieser besonderen Werkstoffkombination ein Bohrwerkzeug entwickelt, das sowohl Composite-Werkstoffe als auch das angrenzende Metall trocken und garantiert ohne Ausschuss durch Fehler im Durchmesser bearbeiten kann. Der folgende Artikel soll zeigen, wie ein Werkzeug gestaltet sein muss, damit die Funktion des Werkzeugs auch am Ende der Standzeit prozesssicher gewährleistet ist.

Optimierter Bohrer hat Delamination und Gratbildung im Griff

Hat beim Bohren in CFK das Werkzeug einen kleinen Spitzenwinkel, wird die letzte CFK-Lage am Bauteil nur gering belastet. Dadurch lassen sich erste Delaminationen am Austritt des Bohrers vermeiden. Beim Vollbohren in Metall müssen dagegen nicht die Kräfte an der Bohrerspitze, sondern die Temperaturen an den Kanten des Bohrers beachtet werden, um unerwünschte Gratbildung zu vermeiden.

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