Bohrer mit optimierten Schneiden verbessern die CFK-Bearbeitung

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Die entwickelten PKD-Werkzeuge wurden in Zerspanungsversuchen getestet, um so die am besten geeignete PKD-Sorte und Schneidengeometrie herauszufinden. Der Testaufbau und die Zerspanungsparameter sind wie folgt:

Als Testwerkzeuge kommt ein gelöteter PKD-Bohrer mit einem Durchmesser von 11,113 mm und drei verschiedenen PKD-Sorten (G4, KD1415 und KD1425) im Vergleich zu einem unbeschichteten VHM-Bohrer der gleichen Geometrie zum Einsatz.

Der Testwerkstoff besteht aus einer 8,7 mm dicken CFK-Platte, die über Schrauben fest mit einer 10,8 mm starken TI-6Al-4V-Platte verbunden ist. Der Bohrungseintritt der Testwerkzeuge liegt auf der CFK-Seite, der Bohrungsaustritt auf der Titanseite.

Es kommt ein CNC-Bearbeitungszentrum (Heckert CWK 400) mit horizontaler Spindel und Minimalmengenschmierung durch die Spindel zum Einsatz.

Sowohl für CFK als auch für Titan liegen die Schnittwerte bei 20 m/min Schnittgeschwindigkeit und 0,05 mm Vorschub pro Umdrehung. Die Versuche fanden ohne Rückzugszyklen zum Spanbrechen statt.

Um den Werkzeugverschleiß zu überwachen, wurden die Testwerkzeuge nach dem Bohren von jeweils vier Löchern unter dem Mikroskop untersucht. Eine Untersuchung des Verschleißes unter dem Rasterelektronenmikroskop erfolgte nach dem Bohren von 24 Löchern.

Nach Abschluss der Zerspanungsversuche wurden die Testplatten gereinigt und markiert. Alle Bohrungen wurden untersucht. Bei jeder Bohrung wurde der Bohrungsdurchmesser an vier verschiedenen Stellen gemessen, in der CFK- und in der Titan-Schicht jeweils in der Nähe der Eintritts- und der Austrittsflächen. Die Höhe der Gratbildung an der Unterseite der Titanschicht wurde ebenfalls messtechnisch erfasst.

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