Hufschmied CFK-Zerspanung CFK mit vereinten Kräften auf den Punkt genau fräsen

Faserverstärkte Kunststoffe, wie CFK oder GFK sind in Sachen mechanischer beziehungsweise spanender Bearbeitung völlig anders zu betrachten als die homogen aufgebauten Metalle. So manche zerspanungstechnische Herausforderung kann jedoch mit erstaunlichen Ergebnissen gemeistert werden, wenn Experten aus verschiedenen Disziplinen ihr geballtes Know-how bündeln.

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Föhrenbach GmbH

Knuth Werkzeugmaschinen GmbH

Rhenus Lub GmbH & Co KG

Hufschmied Zerspanungs- systeme GmbH

Zwei Spezialisten bündeln ihre Fachkräfte! Und heraus kommt dabei ein punktgenauer Fräsprozess für carbonfaserverstärkten Kunststoff (CFK). Welchen hohen Anforderungen dieser komplexe Werkstoff dank der Zusammenarbeit von ubc und Hufschmied, gerecht werden kann, erstaunt sogar manchen Experten auf dem Gebiet. Beide Unternehmen sind in der Branche bestens bekannt: Die ubc GmbH aus Murr ist seit fast einem Vierteljahrhundert eine feste Größe im Carbon-Geschäft und hat als leistungsfähiger Partner der Automobilindustrie fast alles gebaut, was sich aus diesem Werkstoff fertigen lässt. Ganz gleich ob es sich um Modelle, Prototypen oder in Serie gefertigte Komponenten handelt. Die Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH aus dem bayerischen Bobingen bietet als Ideenschmiede für Werkzeuge auch für knifflige Fertigungsprozesse die passende Technologie. Erst kürzlich stellte Hufschmied für eine mobile Fräseinheit vor, die eine automatische Instandsetzung und Reparatur von Composites im Flugzeugbau erlaubt.

Beim bis dato anspruchsvollsten Serienprojekt für die Porsche AG haben sich nun die praktische Erfahrung in der Konstruktion und Fertigung von ubc mit der Werkzeug-Expertise von Hufschmied zu einem leistungsfähigen Innovator für alle Beteiligten Partner kombiniert.

Hoch präzise Bearbeitung pusht Porscheleistung

Für den Porsche 911 GT 3 RS fertigt ubc die Fronthaube sowie die vorderen Kotflügel mit Tankdeckel und integrierter Radhausentlüftung in Serie. Der GT 3 RS bildet die sportliche Spitze der Modellreihe und ist der stärkste „frei atmende“ 911er. Entsprechend hoch sind natürlich die Anforderungen an die Qualität der Komponenten. Seine hohe Leistung zieht der „Schwabenpfeil“ dabei nicht nur aus dem Motor sondern auch aus den Kotflügeln von ubc. Denn in den Carbonteilen steckt modernste Motorsporttechnik: Die Radhäuser werden über zwölf Lamellen – so genannte Louver – entlüftet. So wird der Überdruck reduziert, der durch die sich drehenden Räder entsteht, sowie auch der Auftrieb.

Die Lüftungsschlitze liegen sichtbar über den Vorderrädern und damit standen ubc und Hufschmied bereits vor der ersten Herausforderung: Die Anordnung verlangt höchste Oberflächenqualität und Passgenauigkeit. Denn die komplexen Teile werden aus CFK im Prepreg-Autoklavenverfahren produziert sowie im Zusammenbau mit Teilen, die auch im Prepreg-Pressverfahren sowie im Spritzgussverfahren gefertigt werden. Als Systemlieferant liefert ubc täglich bis zu 22 fertig lackierte Fahrzeugsätze just in sequence. Das Projekt umfasst dabei 5500 Fahrzeuge in nur 1,5 Jahren. Das klappt nur mit Bestleistungen beim Fräsprozess – genau die richtige Aufgabe für Hufschmied.

Hoch präzise gefräst werden Konturen, Ausschnitte sowie Anlageflächen. Für maximale Ausbringung und niedrige Rüstkosten sorgt ein Fräszentrum mit Wechseltisch. Weitere Anforderungen, wie die kostenoptimierte Fertigung durch schnelles und verschleißarmes Fräsen sowie ein stabiler Prozess mit sehr guter Beschnittqualität, konnten die beiden Innovationsträger gemeinsam erfüllen.

Ein Erfolgsgarant sind die Hufschmied-Werkzeuge: Für die lackierten Class-A-Oberflächen muss die Schnittkante glatt, faserfrei und delaminationsfrei sein. Jede Aussplitterung in der Kante würde die Oberfläche zerstören. Der Fräser T-REX Typ 194 verhindert das zuverlässig. Dank einer geschützten variablen Schnittgeometrie zerspant er CFK gut, schneidet aber Deck- und Bodenlagen sauber und ohne Überstände. Versuchen zeigten, dass das nur der T-REX kann.

Beim Befräsen der Anlagepunkte und Anspiegelungen ist dagegen Effizient gerfragt: Mit dem 97DC erhöhten ubc und Hufschmied die Standzeit des Werkzeugs um 30 %. Denn die nanokristalline Diamantschicht DIP ist genau für die CFK-Zerspanung konzipiert: extrem glatt, verhindert sie, dass sich Mahlgut in der Oberflächentopografie festsetzt und das Werkzeug abstumpft. Hart wie Diamant, macht DIP das Werkzeug auch besonders standfest.

Für die Klebespalte nutzt man den Sonder-Vollradiusfräser vom Typ 067HOR. Mit ihm gelingen sehr glatte, homogene Oberflächen, die nicht durch Staub oder Fasersplitter verunreinigt sind. Der gesamte Fertigungsprozess läuft „wie am Schnürchen“. Bisher sind 3500 Fahrzeuge mit hochkomplexen Teilen, die mit Hufschmied-Werkzeugen gefertigt wurden, auf der Straße. Dank 500 PS und hochpräziser Karosserieteile aus CFK, auch noch superschnell mit einer Höchstgeschwindigkeit von 300 km/h.

Motorsport-Expertise hilft bei der alltäglichen Problemlösung

Das Know-how für diesen Erfolg schöpft der Hufschmied-Partner ubc auch aus den Erfahrungen in anderen Einsatzgebieten, allen voran im Motorsport von der Formel 1 über die 24 Stunden von Le Mans bis hin zur Deutschen Tourenwagenmeisterschaft DTM. Das gilt insbesondere für den zuvor erwähnten Porsche, dessen Renngene genau aus diesem Umfeld stammen. Gleichzeitig profitieren die anderen Bereiche auch wieder von allen neu gemachten Erfahrungen. Bei ubc zählen Modell- und Prototypenbau, Aerospace und Sonderlösungen auf CFK-Basis für unterschiedliche Kunden zum Leistungsportfilo. So garantiert die ständige Weiterentwicklung und Verbesserung der Prozesse eine hohe Qualität zu fairen Preisen – das ubc-Markenzeichen seit fast einem Vierteljahrhundert. MM

* Heiko Simonis ist Key Account bei der Hufschmied Zerspanungswerkzeugssysteme GmbH in 86399 Bobingen, Tel. (0 82 34) 96 64-0, info@hufschmied.net, www.hufschmied.net. Magnus Olofsson ist Key Account und Thorsten Lengwenus Leiter der CNC-Abteilung bei der ubc GmbH in 17711 Murr, www.ubc-gmbh.com.

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