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Werkzeuge

Fräser mit optimierter Geometrie für die Luft- und Raumfahrt

| Autor / Redakteur: Niklas Lehming / Rüdiger Kroh

Bild 1: Ob unbeschichtet oder mit der spezieller Diamantbeschichtung ausgerüstet – die HM-Kompressionsfräser der Serie CCR sind optimal zum Bearbeiten von Verbundwerkstoffen ausgelegt.
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Bild 1: Ob unbeschichtet oder mit der spezieller Diamantbeschichtung ausgerüstet – die HM-Kompressionsfräser der Serie CCR sind optimal zum Bearbeiten von Verbundwerkstoffen ausgelegt. (Bild: SGS Tool)

Hochwarmfeste Stähle, Titan, Composites oder Aluminium – Hersteller in der Luft- und Raumfahrt sind mit Werkstoffen konfrontiert, die in vielen Fällen selbst mit beschichteten Werkzeugen nur schwer wirtschaftlich zerspant werden können. Dabei erfordern die sensiblen Bauteile eine prozesssichere und genaue Bearbeitung.

Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist durch internationale Technologieführerschaft und das Bündeln strategischer Schlüsseltechniken mit einem jährlichen Umsatzvolumen von gegenwärtig rund 28,4 Mrd. Euro ein wesentlicher Wachstumsmotor der europäischen Wirtschaft. Über 100.000 Menschen sind laut Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie (BDLI) allein in Deutschland direkt dort beschäftigt. Besonders die Werkzeugindustrie erhält angesichts der ständig neu entwickelten Werkstoffe sowie Anforderungen, wie etwa Ressourceneffizienz bei hoher Qualität und Produktivität, starke Impulse zur Entwicklung innovativer Werkzeugkonzepte und Bearbeitungsstrategien.

Bearbeitungsstrategien von Verbundwerkstoffen bieten noch Optimierungspotenzial

Die SGS Tool GmbH hat sich auf die Bearbeitung von Hightech-Materialien für die Luft- und Raumfahrt, den Motorsport, die Automobilindustrie und die Medizintechnik spezialisiert. Neben einer breit gefächerten Produktpalette für die unterschiedlichen Applikationen und Werkstoffe bietet das Unternehmen zusätzlich das Engineering spezieller, auf die individuelle Anwendung abgestimmter Werkzeuge an. Dabei hat sich SGS Tool nicht nur auf dem Gebiet der Vollhartmetall-Werkzeuge etabliert, sondern ist auch bekannt für fortschrittliche Beschichtungen und individuelle kyrogene Lösungen.

Composites wie etwa carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) und glasfaserverstärktes Aluminium werden in zahlreichen Leichtbauprodukten verwendet, denn sie bieten sich überall dort an, wo niedriges Gewicht, geringes Bauteilvolumen und hohe mechanische Leistungsfähigkeit erforderlich sind. Obwohl in der Luft- und Raumfahrt zunehmend auf Composites zurückgegriffen wird, steckt in Bearbeitungsstrategien von Verbundwerkstoffen enormes Optimierungspotenzial. So müssen beispielsweise Bohrungsdurchmesser von der ersten bis zur letzten Bohrung in der geforderten Toleranz sauber und glatt sein. Denn kleinste Faserrückstände könnten später beim Vernieten im schlimmsten Fall zum Lockern der Nietverbindung führen.

Abrasivität bei der Zerspanung erfordert Spezialbeschichtung

In vielen Fällen verursachen die harten Kohlenstofffasern bei der zerspanenden Bearbeitung einen sehr hohen Verschleiß, wogegen oftmals nur Schneidstoffe und Beschichtungen hoher Härte helfen. Die Abrasivität bei der Zerspanung von Verbundwerkstoffen erfordert unter Umständen eine Spezialbeschichtung, wie die kristalline Diamantbeschichtung von SGS. In einigen Fällen sind Werkzeuge gefragt, die sogar noch mehr aushalten müssen. Daher entwickelt das Unternehmen spezielle PKD-Lösungen – zum Beispiel mit dem Flugzeugbauer Airbus. SGS passte dort die HM-Kompressionsfräser der Serie 20 CCR (Carbon-Fiber Composite Router) aus dem Standardprogramm auf das Nutenfräsen von kohlenstoff-faserverstärkten Kunststoffen unter Trockenbearbeitung im Vakuum an (radiale Schnitttiefe: 12 mm, axiale Schnitttiefe: 5 mm).

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