Spanender Umweltschützer Fräswerkzeug hilft bei Verringerung von Fahrzeugemissionen

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Sandvik Tooling Deutschland GmbH GB Coromant

Hermann Kemper GmbH & Co. KG - Hersteller für CNC Drehteile

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McKinsey rechnet vor, dass Leichtbaumaßnahmen dazu beitragen, die CO₂-Emissionen um etwa 0,08 Gramm pro eingespartem Kilogramm eines Fahrzeugs zu senken. Der Coromill MF80 von Sandvik unterstützt das.

Gelingt es einem OEM aber, das Fahrzeuggewicht um 100 Kilogramm zu reduzieren, spart man etwa 8,5 Gramm CO₂ pro 100 Kilometer Fahrtstrecke ein. Als Reaktion auf diese Erkenntnisse, setzen Automobilhersteller verstärkt auf Leichtbaulösungen. Das heißt genau, dass sie immer leichtere Pkw und Lkw bauen, um den Kraftstoffverbrauch und die Fahrleistungen zu verbessern. Dabei kann der Einsatz von Leichtmetallen wie Aluminium und Magnesium helfen. Leichtbau ist laut Meinung von Experten aber mehr als die Wahl eines leichteren Werkstoffs, denn schwerere Werkstoffe wie Schmiedestähle, Kobalt-Chrom-Legierungen, Inconel oder Grau- und Sphäroguss (NCI) sind im Fahrzeugbau nach wie vor weit verbreitet.

Fahrzeughersteller stehen also vor der Aufgabe, die Komponenten aus schwereren Metallen so zu konstruieren, dass sie eine gewichtsreduzierte, aber dennoch stabile Alternative zu Bauteilen aus leichteren Metallen ergeben, heißt es weiter. Dieser Weg bedeutet, dass komplexere, endkonturnahe Teile auf Grundlage komplexerer Konstruktionen gefertigt werden müssen, was bei der Bearbeitung von schwer zerspanbaren ISO-K-Werkstoffen eine Herausforderung darstellt, wie der schwedische Werkzeughersteller Sandvik Coromant erklärt. Außerdem enthielten alle Gusseisenwerkstoffe Siliziumkarbid (SiC), das an der Schneide eines Zerspanungswerkzeugs sehr abrasiv wirke. Eine weitere Schwierigkeit für die OEMs sei, diese komplexeren Bauteile auch noch in ausreichend hoher Qualität, mit guter Produktivität und damit niedrigen Stückkosten herzustellen.

Ein neuartiges Fräserkonzept für das produktivere Eckfräsen

Wenn es aber darum geht, große Stückzahlen zu fertigen und schnell viel Material vom Werkstück abzutragen, ist das Eckfräsen das beste spanende Fertigungsverfahren, heißt es von den Schweden. Denn diese einfache, aber flexible Fräsanwendung sorge für leichtere Schnitte, was wiederum die Werkzeugbelastung minimiere und sicherstelle, dass das Werkstück seine gewünschte Form beibehalte. Das Fräswerkzeug schafft beim Eckfräsen übrigens gleichzeitig eine Plan- und eine Schulterfläche. Dabei ist es wichtig, den richtigen Winkel zu wählen, um unerwünschten Versatz zwischen Fräser und Werkstück zu vermeiden. Ein Winkel nahe 90 Grad ist zu bevorzugen. Aber je nach Anwendung, könnzen auch andere Winkel das Optimum sein.

Am Markt gibt es auch eine Reihe von Wendeschneidplatten zum Eckfräsen, die für Fräswinkel nahe 90 Grad ausgelegt sind. Normalerweise haben diese Wendeschneidplatten acht Schneidkanten – vier auf der Vorder- und vier auf der Rückseite, um Ecke und Fläche gleichzeitig zu bearbeiten. Es gibt auch Fräsertypen, die für bestimmte Anwendungen nur sechs Schneidkanten haben. Sandvik Coromant ist jedoch überzeugt, dass ein neues Eckfräskonzept die Sachlage verbessert. Es handelt sich um ein Konzept, das eine höhere Produktivität, verbesserte Werkzeugstandzeiten und wirtschaftliche Vorteile bietet.

Die Idee gipfelte bei Sandvik Coromant im Coromill MF80. Dessen Wendeschneidplatten sind nun speziell für Fräsanwendungen in der Automobilindustrie an ISO-K- und ISO-P-Werkstoffen konzipiert, wie der Hersteller sagt. Sie verfügen auch über acht Schneidkanten, Spanbrecher und eine optimierte Mikrogeometrie. Die Werkzeuge eigneten sich besonders für dünnwandige Bauteile und Maschinenkonfigurationen mit eingeschränkter Stabilität. Die, wie es heißt, geneigte Schneidkante sorgt für einen gleichmäßigen Schnitt bei relativ geringen Schnittkräften. Das Design des Coromill MF80 erhöhe die Sicherheit und verbessere die Spanabfuhr durch eine sogenannte Wiper-Schneide, die auch zu einer besseren Oberflächenqualität beitrage.

Ein Leichtbaufräser unterstützt den Fahrzeug-Leichtbau

Der Coromill MF80 ist, wie Sandvik Coromant anmerkt, aber kein völlig neuer Fräser, denn er basiert auf einer vergleichbaren Technologieplattform wie der Coromill 345. Das neue Fräserkonzept biete aber einen um 40 Prozent leichteren Fräserkörper mit Zwischenlagenschutz und eine hohe Anzahl an Wendeschneidplatten für eine sichere und stabile Bearbeitung, die selbst dann funktioniere, wenn es sich um vibrationsanfällige Bearbeitungen aufgrund von Auskragungen handle.

Und beim avisierten Eck- und Planfräsen werden, wie bereits erwähnt, in der Regel Fräswerkzeuge mit einem Einstellwinkel von nahezu 90 Grad bevorzugt, weil sie radiale Schnittkräfte erzeugen und vor allem mehr Energie vom Werkstück ableiten. Letzteres ist vor allem bei der Bearbeitung dünnwandiger oder endkonturnaher Bauteile von Vorteil. Der Coromill MF80 erlaubt nun einen Einstellwinkel von 89,5 Grad, wodurch der Mehrschneidenfräser während der Bearbeitung noch näher an der Spannvorrichtung angesetzt werden kann.

Dieser Einstellwinkel von fast 90 Grad reduziert zusätzlich die Axialkräfte und verbessert die Fräsbearbeitung von dünnwandigen Bauteilen und bei instabilen Aufspannungen, ohne die Gefahr von Vibrationen und Rattereffekten, wie es weiter heißt. Die wichtigsten Vorteile seien eine verbesserte Präzision und Maschinenauslastung. Aber auch längere Werkzeugstandzeiten mit weniger Ausschuss gehörten dazu.

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