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Kfz-Antriebsstrang birgt viel Leichtbaupotenzial durch Alu

Der Antriebsstrang eines europäischen Pkw enthält in der Regel rund 80 Kilogramm Aluminium, wie man weiter erfährt, weshalb speziell die Komponenten Motor, Getriebe, Aufhängungsteile und Gehäuse zu einem Bereich gehören, in dem sich Maßnahmen zur Gewichtsreduzierung anbieten. Auch in den Batterien selbst kann Aluminium für Leichtbauzwecke eingesetzt werden. So empfiehlt die EU-China Energy Cooperation Platform (ECECP) sogenannte Aluminium-Luft-Batterien (AI-air) als günstige, leichte und dennoch leistungsstarke Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion).

Und Batteriegehäuse aus Aluminium haben im Allgemeinen kleinere Oberflächen mit mehr Gewinden, Bohrungen und anderen Merkmalen. Ein weiterer wichtiger Bereich sind Batteriegehäuse für Lkw – insbesondere für größere Modelle, die nicht in Ballungsräumen eingesetzt werden und eine Länge von bis zu zwei Metern haben. Bei der Fertigung von deren Batteriegehäusen werden eine Reihe Zerspanungsprozessen genutzt, wie zum Beispiel Fräsen oder Entgraten. Selbst größere Batteriegehäuse würden nicht mit großen Werkzeugen bearbeitet, weil sie kleinere Oberflächen mit mehr Details, Gewinden und Bohrungen aufweisen. Diese erfordern Eck- und Planfräser oder Reibahlen, mit denen die Teile in der geforderten Qualität und mit den geforderten Toleranzen hergestellt werden können. Dabei kommt das Zerspanungswerkzeug-Know-how von Sandvik Coromant ins Spiel.

Produktiver Planfräser spart bei Aluminiumzerspanung Zeit

Die Schweden empfehlen für die Bearbeitung der Batteriegehäuse den Einsatz seiner M5-Fräser für die Automobilindustrie. Darunter etwa den Planfräser M5F90, der für eine Bearbeitung ohne Grate, Kratzer oder Ausbrüche entwickelt wurde. Der Fräser ist für die Bearbeitung von dünnwandigen Aluminiumteilen konzipiert und dafür mit einem kleineren Fräskörper von 25 bis 80 Millimeter Durchmesser ausgestattet. Er fräst mit gelöteten PKD-Schneiden (polykristalliner Diamant), was keinen Einstellungsaufwand bedarf und einen sehr geringen Rundlauf garantiert, wie es weiter heißt. Dadurch ermöglicht der M5F90 hohe Vorschubgeschwindigkeiten, ohne dass man Vibrationen befürchten muss, verspricht der Hersteller.

Die gelöteten PKD-Wendeschneidplatten des M5F90 haben sowohl radial als auch tangential abgestufte Schneidkanten. Diese Eigenschaft reduziert die Leistungsaufnahme und ermöglicht das Fräsen mit höheren Schnittgeschwindigkeiten, wodurch Gratbildung und Vibrationen während der Bearbeitung reduziert werden, erklärt Sandvik. Vor allem Letzteres trage zu einer zuverlässigen Leistung mit verbesserter Werkzeugstandzeit bei und erhöhe die Anzahl der gefertigten Bauteile.

In einem konkreten Anwendungsfall wurde der neue Planfräser eingesetzt, um bei der Fertigung eines Aluminiumbatteriegehäuses die Oberflächen des neu gegossenen Aluminiumteils in einem Arbeitsgang gratfrei zu bearbeiten. Die Abmessungen des Bauteils betrugen circa 980 Millimeter × 600 Millimeter × 130 Millimeter. Bei der Bearbeitung des Bauteils kamen insgesamt 48 Werkzeuge zum Einsatz. Darunter fanden sich Vollhartmetallbohrer und -fräser, HSS-Gewindebohrer, PKD-Reibahlen und -Fräser sowie eben der M5F90. Das Aluminiumteil wurde auf einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum bearbeitet, das mit einem Hochgeschwindigkeits-Werkzeughalter HSK 63 ausgestattet war.

Bei der Fertigung der Batteriegehäuse aus Aluminium zeigte sich ein entscheidender Vorteil der M5F90. Denn durch das zeitsparende Schruppen und Schlichten in nur einer Aufspannung konnte das Bauteil in 20,3 Minuten bearbeitet werden. Mit dieser verbesserten Werkzeugperformance können OEMs also verstärkt in die Produktion von Batteriesystemen einsteigen und sich gleichzeitig vom Wettbewerb differenzieren, sagt Sandvik Coromant.

Kommen wir nun aber zum neuen Werkzeugsystem, das die Heavy-Duty-Zerspanung auf ein neues Niveau hebt ...

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