Präzisionswerkzeuge

Werkzeuge bearbeiten auch ganz schwierige Werkstoffe

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Vermeiden von Delamination ist die Herausforderung beim CFK-Fräsen

Zu den besonderen Herausforderungen beim Fräsen von CFK zählt die Vermeidung von Delamination, das heißt dem teilweisen Herausreißen von Fasern aus dem Verbund. Dabei spielt die Geometrie der Schneiden eine wesentliche Rolle. Der Versuch, einfach nur Werkzeuggeometrien aus dem Durchmesserbereich von 6 mm und mehr auf kleinere Abmessungen herunterzuskalieren, führt unweigerlich in eine Sackgasse. In diesem Bereich verfügt ZCC-CT über spezielles Know-how bei selbst entwickelten VHM-Mikrofräsern mit Durchmessern bis herab zu 0,8 mm.

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Diese kommen unter anderem bei der Bearbeitung von CFK-Bauteilen für Premiumfahrzeuge sowie im Rennsport zum Einsatz. Eine wichtige Rolle spielt dabei auch die Entwicklung besonders leistungsfähiger Hartmetalllegierungen, welche eine optimale Haftfestigkeit der Diamantbeschichtung ermöglichen. Dies hat entscheidenden Einfluss auf die Schneidhaltigkeit.

Intensive Entwicklungsarbeit leistet ZCC Cutting Tools auch im Bereich der Bearbeitung von Titanwerkstoffen zum Beispiel für die Luft- und Raumfahrt. Titanlegierungen neigen zur Kaltverfestigung und zur Bildung langer Späne, die außerdem auch noch verkleben können. Die Kaltverfestigung kann dazu führen, dass die Werkzeuge schnell stumpf werden. Zudem kann die für Titan typische Kombination von Elastizität und Festigkeit insbesondere beim Gewindeschneiden ein „Festfressen“ des Werkzeugs bewirken.

Härte der Werkzeuge muss der Härte des Werkstoffs angemessen sein

Bei der Bearbeitung kommt es auf scharfe Werkzeuge, geeignete Eckenradien, die richtige Härte und den richtigen Vorschub an. Dabei muss die Härte der Werkzeuge der Härte des Werkstoffs angemessen sein. Zusammen mit einem Kunden und einem führenden Beschichter arbeitet man bei ZCC-CT aktuell an der Entwicklung verbesserter Werkzeuge für ein sehr filigranes Bauteil, das mit hohem Zerspanungsvolumen „aus dem Vollen“ gefräst wird. Die Entwicklung der Form und der Schneidengeometrie erfolgt durch ZCC-CT, die Beschichtung durch ein auf diesem Gebiet sehr bekanntes deutsches Unternehmen, die Versuche führt dann der Kunde durch. Nach einem ersten Fehlschlag wurden mit einem siebenschneidigen Werkzeug inzwischen akzeptable Ergebnisse erzielt, von einer jetzt nochmals verbesserten Geometrie erhofft man sich den entscheidenden Durchbruch.

Bei der Bearbeitung von Titan-Strukturbauteilen für die Luft- und Raumfahrt ist oft ein hohes Zerspanungsvolumen erforderlich. Die Abtragsraten werden dadurch zu einem wichtigen Wettbewerbsfaktor. Andererseits sind bei der Bearbeitung von Titan erhebliche Herausforderungen zu meistern. Es gibt eine große Bandbreite unterschiedlicher Titanlegierungen, die auch bezüglich ihrer Bearbeitbarkeit große Unterschiede aufweisen – vom traditionellen Ti6Al4V bis zu Legierungen mit höherer Festigkeit wie dem Ti10-2-3 oder Ti5553. Auch Ceratizit ist ein Experte auf diesem Gebiet. Der Zerspaner aus Luxemburg bietet eine pulvermetallurgische und anwendungstechnische Bearbeitungskompetenz – egal ob es sich um hoch legierte Stähle für Turbinenschaufeln, hochwarmfeste Werkstoffe oder Titanlegierungen handelt.

Titan hat eine vergleichsweise schlechte thermische Leitfähigkeit mit der Folge eines erhöhten Verschleißrisikos bei den Werkzeugen, weil diese stärker thermisch belastet werden. Ein weiterer Faktor ist die Neigung des Titans zum Schmieren. Dadurch verschweißt der Span örtlich mit der Wendeschneidplatte und verbackt beim erneuten Eingriff mit der Schneidkante.

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