Schwerzerspanung Schwerzerspanungs-Spezialisten bleiben auf Erfolgskurs

Titanwerkstoffe sowie Legierungen auf Nickelbasis sind ungebrochen auf dem Vormarsch. Treiber dieser Entwicklung finden sich in der Luftfahrtindustrie oder dem Turbinenbau, wenn es um hochtemperaturfeste oder besonders leichte und stabile Komponenten geht. Experten zeigen auf der EMO, was aktuell möglich ist.

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Mikron Switzerland AG, Division Tool

Nickelbasislegierungen und Titanmaterial gehören zu einer ganz besonderen Spezies von Werkstoffen, wenn es um die spanende Bearbeitung geht. Maschinen und Prozesse sowie die verwendeten Werkzeuge müssen vergleichsweise hohen Belastungen standhalten können und trotzdem für hochpräzise Ergebnisse sorgen. Es gibt nur relativ wenige Experten, die Werkzeugmaschinen und Prozess-Know-how anbieten, die den Anforderungen solch widerstandsfähiger Materialien gewachsen sind. Einige von ihnen verraten hier, was sie in Sachen Schwerzerspanung dem Messepublikum zu bieten haben.

Als Spezialist für Fertigungstechnik entwickelt etwa das Unternehmen Heller nicht nur Maschinen und Produktionssysteme. „Bei der Hochleistungsbearbeitung gelten ähnliche Regeln wie in der Formel 1: Nicht das schnellste Fahrzeug ist entscheidend, sondern das optimale Zusammenspiel von Auto, Fahrer und Strategie auf der jeweiligen Strecke“, beschreibt Manfred Maier, CEO der Heller-Gruppe die Zusammenhänge etwas bildhafter.

Das schwächste Glied bestimmt die Stärke der Kette in der Schwerzerspanung

Jede Werkzeugmaschine, so Maier, ist als eine mehrgliedrige, mechatronische Kette zu verstehen, bei der nahezu alle Bereiche für die Leistungsgrenze verantwortlich sein können. Eine Erhöhung der Antriebsleistung in den Achsen bringe beispielsweise wenig, wenn diese nicht mehr von der Spindel in eine genügende Zerspanleistung umgesetzt werden könne.

Anders herum betrachtet, ist es auch wenig zielführend, die Spindelleistung einfach zu erhöhen, wenn die verwendeten Vorrichtungen nicht in der Lage sind, den entstehenden Prozesskräften standzuhalten. Erheblich komplexer wird das Thema bei einer Analyse der dynamischen Eigenschaften einer Maschine: Hier können bereits kleine Kräfte den Schwerzerspanungsprozess aus dem Gleichgewicht bringen, wie Maier betont. „Bei der Konstruktion des Maschinenbettes und der Komponenten sowie bei der Entwicklung unserer Maschinen richten wir bei Heller deshalb von Anfang an besonderes Augenmerk auf das dynamische Verhalten der gesamten Maschine“, erklärt Maier. Zu einem guten Angebot gehören außer leistungsstarken Bearbeitungsmaschinen mitunter auch umfangreiche Fallstudien, die in die aktuellen Grenzbereiche der Zerspanungsaufgabe vordringen, wie der Heller-CEO anmerkt. „Unser Ziel ist es, den Kunden eine wirtschaftlich optimale Systemlösung für die Bearbeitung seiner Bauteile anbieten zu können.“

Titan und seine Legierungen erfordern Steifheit und Dämpfungn beim Zerspanen

Nun stellt die Schwerzerspanung aber auch besondere Anforderungen an die eingesetzte Werkzeugtechnik. Wichtig für wirtschaftliche Prozesse sind in diesem Zusammenhang vor allem stabile Schneidkanten, zähe Schneidstoffe, harte und robuste Plattensitze und eine prozesssichere Fixierung der Wendeschneidplatten beziehungsweise der Werkzeugaufnahme, berichtet Maier weiter. Damit nicht genug: Im Rahmen verschiedener Fallstudien habe sich auch die NC-Bahngenerierung im Rahmen der CAD/CAM-Kette als mögliche Störgröße herauskristallisiert. Auch hier wird deutlich, dass das dynamische Zusammenspiel aller Prozesskomponenten qualitätsbestimmend ist und aufeinander abgestimmt werden muss. „Aufgrund dieser Erkenntnisse können wir Hochleistungswerkstoffe jetzt sogar mit unseren Standardmaschinen bearbeiten,“ lässt Maier wissen.

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