Kunststoffzerspanung Mit Kombinationswerkzeugen zu glasklaren Acrylglas-Oberflächen

Autor / Redakteur: Ralph R. Hufschmied / Josef-Martin Kraus

Sonderwerkzeuge steigern Qualität und Wirtschaftlichkeit der Acrylglasbearbeitung. Das zeigt die Bearbeitung mit Kombinationswerkzeugen, die Schruppen und Schlichten in einer Aufspannung ohne Nachbearbeitung ermöglichen. Es entstehen nahezu glasklare Oberflächen und Kanten ohne Polieren.

Anbieter zum Thema

Bild 1: Bei beiden Acrylglasteilen wurde die obere Seitenfläche mechanisch bearbeitet. Es fand keine Nachbearbeitung statt. Beim linken Bauteil kamen Kombinationswerkzeuge zum Schruppen und Schlichten zur Anwendung. (Bild: Hufschmied)
Bild 1: Bei beiden Acrylglasteilen wurde die obere Seitenfläche mechanisch bearbeitet. Es fand keine Nachbearbeitung statt. Beim linken Bauteil kamen Kombinationswerkzeuge zum Schruppen und Schlichten zur Anwendung. (Bild: Hufschmied)

Hochwertige Kunststoffe haben sich in vielen industriellen Anwendungen ausgezeichnet. Sanitärteile, Möbel, Gerätegehäuse und viele Haushaltswaren werden heute aus Kunststoffen hergestellt.

Acrylglas begeht, aber schwer zu bearbeiten

Ein wichtiger und vielfältig einsetzbarer Vertreter dieser Werkstoffgruppe ist Polymethylmethacrylat (PMMA), das umgangssprachlich als Acryl- oder Plexiglas bezeichnet wird. PMMA ist ein synthetischer, glasähnlicher thermoplastischer Kunststoff, der seit 1933 unter dem von Otto Röhm eingetragenen und damit geschützten Markennamen Plexiglas in großindustriellem Maßstab in Deutschland hergestellt wird. Heute gehört die ehemalige Röhm GmbH in Darmstadt zum Evonik-Konzern und Acrylglas gibt es unter einer Vielzahl von weiteren herstellerspezifischen Handelsnamen am Markt.

Wichtige Anwendungsbereiche für Acrylglas sind zum Beispiel die Medizintechnik, die Maschineneinhausung, der Modell- und Prototypenbau, die Licht- und Werbetechnik. Die Anwendungsbreite ist groß, denn der Werkstoff hat viele Vorteile. Allerdings ist die Bearbeitung des Kunstoffs nicht gerade einfach.

Acrylglas muss nach dem Zerspanen immer noch klar sein

Der Werkzeughersteller Hufschmied hat daher für den Bearbeiter ER-HA Schilderhaus, Neusäß, im Rahmen einer kontinuierlichen Anwendungs- und Prozessberatung eine ganze Reihe von Sonderwerkzeugen für die spanende Bearbeitung von Plexiglas entwickelt. Für ER-HA Schilderhaus ist Acrylgas ein wichtiger Werkstoff. Das inhabergeführte mittelständische Unternehmen macht für Kunden die Werbetechnik. So werden aus dem Kunststoff unter anderem Displays, Vitrinen und Lichtwerbung hergestellt.

Doch sind die Kunden anspruchsvoll, was die Qualität angeht. Sie erwarten nach der Bearbeitung ein glasklares Ergebnis. Displays, die Bearbeitungsspuren, Eintrübungen oder matte Stellen aufweisen, sind Ausschuss und betriebswirtschaftlich nicht zu verantworten. Sogenannter Stress im Werkzeug und Material führt zu aufwendiger Nachbearbeitung. Dennoch ist ein einwandfreies Ergebnis oft nicht mehr zu erreichen.

Die Probleme bei der spanenden Bearbeitung von Plexiglas sind bekannt: Werkzeuge mit schlechter Spanabfuhr sowie ein zu hoher Wärmeeintrag führen zu nicht korrigierbaren Beschädigungen im Kunststoff – vor allem bei kleinen Abmessungen und großen Tiefen. So hat ER-HA Schilderhaus klar definierte Vorstellungen vom Bearbeitungsprozess: Ein nachbearbeitungsfreies Ergebnis, saubere Kanten, ein sauberer Fräsgrund in den Nuten, eine perfekte Spanabfuhr und ein ratterfreier Lauf gehören zu den wichtigsten Anforderungen.

Spezielle Fräser für die Acrylglasbearbeitung ersparen Nacharbeit

Dafür hat Hufschmied geeignete Bearbeitungswerkzeuge im Programm, wie die Fräser Z1 der Reihe Universalline zur Thermoplast- und Duroplastbearbeitung und das Werkzeug 110FPE des Systems „Fräsen per Plex“ (FPP) speziell für Acryl- und PMMA-Kunststoffe. FPP ist ein Werkzeugsystem, das Schruppwerkzeuge mit einer Schneide und Schlichtwerkzeuge mit fünf Schneiden umfasst. Die sich daraus ergebenden Kombinationen ermöglichen bei entsprechenden Gegebenheiten, nahezu glasklare Oberflächen und Kanten ohne Polieren zu erreichen.

Diese Sonderwerkzeuge sind eigens auf bestimmte Werkstoffeigenschaften abgestimmt. Seit Kurzem sorgen Weiterentwicklungen bei ER-HA Schilderhaus für Qualitätsergebnisse (Bild 1). Für die Plexiglasbearbeitung kommen dort zwei dreiachsige CNC-Maschinen zur Anwendung.

Acrylglas in einer Aufspannung schruppen und schlichten

Die Anwendungsspanne dieser Werkzeuge wurde extrem erweitert. So ist Schruppen und Schlichten in einer Aufspannung mit den Kombinationswerkzeugen möglich. Bei ER-HA Schilderhaus wird damit gleich aus dem Vollen gearbeitet. Dabei werden beste Berarbeitungsergebnisse erzielt. Diese Qualität zeigt sich vor allem in den klaren Schnittkanten, die ohne Nachbearbeitung erzielt werden. Das verkürzt die Fertigungszeiten weiter, zusätzlich zum Wegfall der Werkstückumspannung.

Außerdem ist die Verwendung von Diamant-Polierwerkzeugen überflüssig. Bei ER-HA Schilderhaus – so heißt es dort – seien Werkzeugsystem und Maschinenleistung optimal aufeinander abgestimmt (Bild 2).

Zuvor erfolgte am Standort Neusäß das Schruppen und Schlichten in zwei getrennten Schritten. Zwei Mal musste dafür die Maschine programmiert und das Werkstück aufgespannt werden. Dieser Mehraufwand wurde eingespart und die Bearbeitungsqualität verbessert.

In Verbindung mit einer Verlängerung der Werkzeugstandzeit bewegt sich der Kostenvorteil für ER-HA Schilderhaus mit dem Werkzeugsystem im zweistelligen Prozentbereich.

* Dipl.-Ing. Ralph R. Hufschmied ist Geschäftsführer der Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH, 86399 Bobingen

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

(ID:29937840)