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Nur die Ruhe!

So fräst man auch knifflige Titan-Flugzeugteile wirtschaftlich

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Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH
Weil Technology GmbH
Mikron Switzerland AG, Division Tool

Bestätigte Titan-Präzisionsbearbeitung

Dass das neue Fräserkonzept für Titanbauteile aufgeht, beweist folgendes Beispiel: Ein Zulieferer für die Luft- und Raumfahrtindustrie hatte Probleme bei der Bearbeitung langer, dünner Dornkomponenten. Die drehenden Bauteile aus einer Inconel-Legierung werden bei Flugzeugen am Propeller befestigt. Sie stützen dann die Bohrung, die über die Propellerwelle leitet, damit sich diese frei und stabil drehen kann, wie die Experten erklären. Diese Dornkomponenten, für den Hersteller übrigens ganz neue Bauteile, waren aber aufgrund exzentrischer und teilweise extremer Abmessungen eher schwierig zu bearbeiten – in einigen Fällen ließen sie sich gar nicht drehen.

Die in das Werkstück zu fräsenden Taschen sind teilweise zwei bis drei Millimeter exzentrisch. Auch hielt das zuvor genutzte Werkzeug nicht lange durch und es gab eine Menge Ausschuss. In einigen Fällen verbogen sich die Dornkomponenten sogar, weil das Fräswerkzeug anstatt Material abzutrennen gegen die Komponente stieß. Die prozesstechnische Lösung hieß irgendwann Drehfräsen, bei dem das Werkstück um seinen Mittelpunkt rotiert. Diese Frästechnik sei ideal, wenn, wie bei den Dornkomponenten, die Bauteilform stark von denen für die konventionelle Fräsbearbeitung abwichen. Genau betrachtet, handelte es sich sogar um zwei verschiedene Dornkomponenten.

Bei den ersten Drehfräsversuchen kam es allerdings zu starken Vibrationen, weshalb Sandvik Coromant den Einsatz des Coromill MH20 empfahl. Der Hochvorschub-Fräser wurde wegen seiner sehr leichten Schneidwirkung ausgewählt, was verhindert, dass sich das Bauteil verbiegt, aber gleichzeitig für einen wirtschaftlichen Fertigungsprozess sorgt. Weil der Hersteller zuvor auch noch das Drehfräsen genutzt hatte, unterstützen die Experten von Sandvik Coromant zum Beispiel in puncto passendem CNC-Fräsprogramm.

2-Zahniger Fräserneuling schlägt Konkurrenz

Die Dornkomponenten bestanden im Übrigen aus Inconel 718 und A286 – beide Legierungen basieren auf Eisen und sind aufgrund ihrer hohen Festigkeit und guten Fertigungseigenschaften in der Luft- und Raumfahrt sehr beliebt, merken die Schweden an. Der Coromill MH20 lief dabei mit einer Schnittgeschwindigkeit (vc) von 40 Metern pro Minute, einem Vorschub (fz) von 0,3 Millimetern pro Zahn und einer axialen Schnitttiefe (ap) von 0,5 Millimetern. Entscheidend dabei war, dass der Hochvorschub-Fräser das bestehende Werkzeug während der 30-minütigen Bearbeitungszeit deutlich an die Wand gespielt hatte, schon weil Vibrationen nicht auftraten.

Am Ende hielt der Coromill MH20 deutlich länger Stand, was sich durch die leicht erreichbare Schneidwirkung erklärt. Auch konnte mit dem 2-zahnigen Neuling trotz erhöhter Schnittparameter präziser und flotter gefräst werden. Unter dem Strich hat das neue Bearbeitungssystem von Sandvik Coromant dem Aerospace-Zulieferer also neue Möglichkeiten beim Taschenfräsen von schwer zu bearbeitenden Bauteile eröffnet.

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