Ausschussfreies Bohren von CFK-Metall-Stacks

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Fastems Systems GmbH

trivid GmbH

Mikron Switzerland AG, Division Tool

MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG

Geringe Streuung des Durchmessers über die Werkzeugstandzeit hinweg

Eine weitere Anforderung der Kunden ist die geringe Streuung der Bohrungsdurchmesser (CpK > 1,7) und eine abgesicherte Konstanz auch über das Standzeitende des Bohrers hinaus. Normalerweise zeichnet sich das Standzeitende eines Bohrers dadurch aus, dass der gebohrte Durchmesser nicht mehr im Rahmen der geforderten Toleranz liegt. Aus diesem Grund können die Präzisionswerkzeuge von Mapal mit einem „Durchmesserstabilisator“ ausgestattet werden. Dieser Stabilisator – eine patentierte Mikroreibstufe unmittelbar nach der Bohrerspitze – verfügt über eine rund achtfach größere Standzeit als der Bohrer selbst. Damit lässt sich der konstante Durchmesser der Bohrung auch nach Ende der Standzeit mit einem CpK-Wert von größer als 1,7 gewährleisten.

Eine weitere Möglichkeit zur generellen Steigerung der Standzeit und der Effizienz ist der Einsatz von PKD oder von CVD-Diamantbeschichtungen. Dabei sollten jedoch maximale Schnittgeschwindigkeiten von 20 m/min bei Titan nicht überschritten werden. Andernfalls wird der Diamant mit Titan zu Titancarbid (TiC) reagieren.

Buchsen in Bohrvorschubeinheiten verhindern Vibrationen am Werkzeug

Bei der Auslegung großer Werkzeugmaschinen wird viel Wert auf Stabilität und Dämpfungseigenschaften gelegt. Das ermöglicht zwar eine CFK- und Stackbearbeitung in zwei Schritten (Bohren und Reiben), doch ist die bevorzugte Lösung die Bearbeitung in einem Arbeitsgang (one way assembly), wie sie insbesondere bei halbautomatischen Bohrvorschubeinheiten zum Einsatz kommt. Diese Bohrvorschubeinheiten werden in einer Vorrichtung zum Beispiel über einen Bajonettverschluss verriegelt. Sie sind mit speziell angefertigten Buchsen ausgestattet, um den Bohrer zu führen. Diese Führung hilft, Vibrationen am Werkzeug beim Einritt in das Bauteil zu vermeiden. So können auch sehr lange Werkzeuge eingesetzt werden. Sogar mit PKD-Schneiden lassen sich IT8-Qualitäten in einem Schuss erreichen.

Bei der Bearbeitung mit dem Roboterendefektor gibt es dagegen keine Führungsbuchse, die den Verlauf des Bohrers beim Anschnitt verhindert. Das Werkzeug muss daher eigene Führungs-, Stabilisierungs- und Dämpfungsstrategien aufweisen. Diese Maßnahmen ermöglichen es, Bohrungen in sehr hoher Qualität auch mit einem Roboter herzustellen. Auch dabei ist die Herstellung von IT8-Bohrungen mit PKD-Werkzeugen in einem Schuss möglich.

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