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Zerspanung von Hochleistungskeramik

Durchbruch beim Fräsen keramischer Composites

| Redakteur: Peter Königsreuther

In einem Projekt mit der BJS Composites hat die Hufschmied Zerspanungssysteme erstmals keramische Faserverbundstoffe (Ceramic Matrix Composites) erfolgreich zerspanend bearbeitet, heißt es.

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Die extrem korrosions-, hitze- und abrasionsbeständigen Ceramic Matrix Composites (CMC) mit Siliziumcarbidfaserverstärkung sind in der Energietechnik, der Wasseraufbereitung oder bei Turbinen im Einsatz, beschreibt Hufschmied. Der Werkzeugspezialist aus Bobingen kann dafür jetzt ein Zerspanungssystem bieten, das sein Können bereits bei der Bearbeitung dieser Keraman-SiC/SiC-Lagerhülsen unter Beweis gestellt hat.
Die extrem korrosions-, hitze- und abrasionsbeständigen Ceramic Matrix Composites (CMC) mit Siliziumcarbidfaserverstärkung sind in der Energietechnik, der Wasseraufbereitung oder bei Turbinen im Einsatz, beschreibt Hufschmied. Der Werkzeugspezialist aus Bobingen kann dafür jetzt ein Zerspanungssystem bieten, das sein Können bereits bei der Bearbeitung dieser Keraman-SiC/SiC-Lagerhülsen unter Beweis gestellt hat.
(Bild: Hufschmied)

Der auf Prozessoptimierung in der Bearbeitung schwieriger Werkstoffe spezialisierte Werkzeughersteller Hufschmied entwickelte dafür ein Fräswerkzeug mit dem schwer zu bearbeitende Keraman-SiC/SiC-Lagerhülsen der BJS Composites spanend auf Sollkontur gebracht werden können Der Proof of Concept (PoC) könne sich dabei als entscheidender Durchbruch in der Prozesskette zur Produktion von Hochleistungs-Keramikkomponenten herausstellen, weil CMC-Werkstücke bisher nur in einem aufwendigen Schleifverfahren auf Maß gebracht werden konnten, so Hufschmied.

Fast „unkaputtbare“ Keramik wirtschaftlich auf Endmaß fräsen

Die extrem korrosions-, hitze- und abrasionsbeständigen Ceramic Matrix Composites (CMC) mit Siliziumcarbidfasern finden ihre Einsatzfelder in der Energietechnik, der Wasseraufbereitung oder bei Turbinen, heißt es. Bisher seien Komponenten aus CMC aber durch die aufwendige Bearbeitung der Rohlinge extrem teuer. Die CMC-Werkstücke müssten dabei mit größerem Aufmaß hergestellt und dann auf das Endmaß nachbearbeitet werden. Letzteres war bisher nur durch Schleifen mit Diamantwerkzeugen möglich, so Hufschmied. Unter anderem durch Anpassung der Mikrogeometrie an den Schneidkanten, heißt es, ist Hufschmied die Entwicklung des neuen Werkzeugs auf Basis von PKD-Vollkopf-Fräswerkzeugen geglückt. Jetzt sei ein stabiler Fertigungsprozess festgelegt worden, bei dem auch die Werkzeugstandzeiten überzeugt haben sollen.

CMC braucht nur noch den wirklich allerletzten Schliff

„Das Schruppen und Vorschlichten des CMC-Bauteils mit dem Diamantwerkzeug von Hufschmied senkt die Bearbeitungszeit um 90 %. Nur das letzte Finish muss noch schleifend erfolgen. Damit reduziert sich die gesamte Bearbeitungszeit um etwa 70 %“, erklärt Kai Jäger, Prozessingenieur bei BJS Composites. Was bei dieser, wie Jäger beton, herrlich unkomplizierten sowie kollegialen Kooperation entstanden ist, ist ein beeindruckender Proof of Concept – und mehr noch: „Wenn es für ein Werkstück aus diesem Material eine passende Zerspanungsmöglichkeit gibt, so können wir davon ausgehen, dass wir auch für andere und weitaus komplexere Konstellationen geeignete Bearbeitungsstrategien finden“, ist Jäger überzeugt. Man sei in diesem Projekt Zeuge eines wichtigen Schritts in der Beschleunigung und Kostensenkung bei der Produktion von Komponenten aus Keramikverbundwerkstoffen gewesen.

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