CFK sorgloser zerspanen

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Werkzeughersteller haben Sortimente an CFK-Zerspanung angepasst

In der Regel haben die marktführenden Werkzeughersteller, wie auch Mapal (Optimill-Composite) oder Sandvik Coromant, ein komplettes Sortiment aus Fräs- und Bohrwerkzeugen parat, mit denen CFK und andere Composites problemlos ohne Delamination, Grate oder Faserüberstände mit hohen Standzeiten bearbeitet werden können. Sandvik hat vor Kurzem erst einen frästechnischen Neuzugang auf den Markt gebracht, der sich Coromill Plura nennt. Speziell entwickelt für glatte und gratfreie Schlichtdurchgänge bei CFK-Werkstücken, verfügt dieser Schaftfräser über eine hohe Zähnezahl und eine Beschichtung, die hohe Vorschübe und zuverlässigen Hitzeschutz garantieren soll. Außerdem bietet der Werkzeughersteller die Option zwischen links- oder rechtsgäniger Spirale, um Vibrationseffekte durch labile Werkstückaufnahmen oder Werkstücküberhänge wirksam kompensieren zu können. Dadurch eigne sich der Neuling auch für die Bearbeitung relativ dünner Compositeteile.

Wenn es die Aufgabe und die Kundenvorgaben zulassen, sollten Werkzeug mit einer Innenkühlung das Mittel der Wahl sein. Denn die Trockenbearbeitung von CFK verursacht bekanntermaßen recht abrasiven, feinen Staub, welcher durch die Spülwirkung des Kühlschmiermittels (KSS) sicher gebunden und aus dem Bearbeitungsraum der Werkzeugmaschine abgeführt werden kann.

Wenn CFK-Staub an den Produktionssystemen nagt

Kann eine Bearbeitung mit KSS nicht verantwortet werden und es bleibt nur die Trockenbearbeitung von CFK übrig, stellt der dabei entstehende feine Staub ein nicht unerhebliches Risiko für ungeschützte Maschinenbediener, die Werkzeugmaschine an sich sowie für die Qualität des Bearbeitungsprozesses dar, wie Andreas Gebhardt, Gruppenleiter Bearbeitungstechnologie Leichtbautechnologien am Fraunhofer-IPA, betont. Abgesehen vom Gesundheitsrisiko, das die alveolengängigen CFK-Partikel darstellen, könne der abrasive Staub, setzt er sich in den beweglichen Komponenten der Maschine fest, etwa Spindellager und Elektromotoren relativ rasch zerstören, erklärt Gebhardt. Deshalb muss bei allen Anlagen, mit denen CFK zerspant werden soll, auf eine effektive Absaugung besonderer Wert gelegt werden.

Am besten funktioniert das bei völlig eingehausten Maschinen, wie der Forscher anmerkt. Zum einen kann dann eine sogenannte Arbeitsraumabsaugung den Staub erfassen. Für entstehende Späne biete sich dann eine möglichst werkzeugnah wirkende Absaugung an, die aber den Nachteil der nur relativ begrenzten Einbaumöglichkeit mit sich bringe. Ein werkzeuginternes Absaugsystem gilt laut Gebhardts Erfahrungen zwar als besonders effektiv, ist aber oft nur für Spezialanwendungen wirtschaftlich tragbar. Will man Großserien aus CFK bearbeiten, dann kommt auch die Absaugung der Partikel durch die Spannvorrichtung infrage, wie Gebhardt sagt. Doch arbeiten die IPA-Experten auch an einer neuartigen Absaugstrategie, heißt es weiter.

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