10 Ausg. Nr._06/2024 Ein Span wie aus dem Bilderbuch Neue Werkstoffe, der Trend zur Miniaturisierung, Wettbewerbsdruck, Digitalisierung und nachhaltigeres Wirtschaften – so lauten nur einige der Herausforderungen, mit denen Fertigungsbetriebe umgehen müssen. Das gilt auch für den Start der Wertschöpfungskette, an der meist eine Methode der Metallbearbeitung steht. Nicht selten sind es die WerkzeugSpezialistinnen und -Spezialisten, bei denen die Anfragen zuerst landen, komplexe und problematische Zerspanungsprozesse zu optimieren. Zu den häufigsten Problemen der Zerspanerinnen und Zerspaner gehören Werkzeugverschleiß, Bearbeitungszeiten und Kosten. Wie Herstellerinnen und Hersteller moderner Werkzeuge den vielfältigen Herausforderungen begegnen, zeigt ein Streifzug durch die Innovationen der AMB-Ausstellerinnen und -Aussteller, die ihre Neuigkeiten vom 10. bis 14. September 2024 in den ausverkauften Hallen der Messe Stuttgart zeigen werden. Sie finden im Zusammenspiel mit Maschinenbauern und Anwenderinnen und Anwendern Antworten, um auch komplexe Formen, herausfordernde Materialien oder große Stückzahlen effizienter und präziser zu produzieren. Schneidstoffe und Beschichtungen Die Entwicklung neuer Schneidstoffe und Beschichtungen ist ein Schlüsselbereich in der Weiterentwicklung von Präzisionswerkzeugen. Hartmetall, Keramik und Diamantbeschichtungen reduzieren den Verschleiß und verlängern Standzeiten. Am Ende sind häufig sie es, die für ein unterbrechungsfreies Arbeiten sorgen. Bei ISCAR kommt noch ein weiteres Element hinzu, das sich positiv auf die Produktivität auswirkt: Der Werkzeugspezialist hat bei den Wechselkopfbohrern aus seiner LOGIQ3CHAM-Serie innere Kühlmittelkanäle für eine verbesserte Bearbeitungsleistung integriert, die das Kühlmittel direkt in die Schnittzone transportieren. Diese Technologie verlängert die Lebensdauer der Schneide, erleichtert die Spanabfuhr und ermöglicht höhere Oberflächengüten. Die drei Schneiden des Werkzeugs verhelfen dem Anwender zu einer sehr guten Bohrungsqualität auch unter schwierigen Bedingungen, etwa bei unterbrochenem Schnitt, Anbohrprozessen auf schrägen Flächen oder Querbohrungen. Die Bohrkopfgeometrie des LOGIQ3CHAM mit den geschwungenen Hauptschneiden wurde für den Einsatz bei ISO-P- und ISO-K-Werkstückstoffen entwickelt und ermöglicht ein weiches Schnittverhalten mit kurz brechenden Spanlocken. ISCAR konzipierte das Bohrkopf-Zentrum mit den drei spitz zulaufenden Schneiden im Hinblick auf eine gute Zentrierfähigkeit bei maximaler Stabilität. Daraus resultieren geringe Axialkräfte und Drehmomentwerte während des Anbohrens sowie eine hervorragende Eigenzentrierfähigkeit. Auf die LOGIQ3CHAMBohrkörper lassen sich zehn verschiedene Bohrkopfdurchmesser montieren. Die Werkzeuge sind in 3xD-, 5xD- und 8xD-Ausführung für Durchmesser von zwölf bis 25,9 Millimetern erhältlich. ISCAR hat auch spezielle Geometrien für Bohrungen mit flachem Grund im Portfolio. Verbundwerkstoffe und neue Materialien Auch Verbundwerkstoffe wie Kohlefaser oder Titanlegierungen erfordern spezielle Werkzeuge, die extremen Belastungen standhalten können. Mit der steigenden Nachfrage nach diesen leichteren und dennoch robusten Materialien steigt auch der Bedarf an Werkzeugen, die diese Materialien bearbeiten können. Forschung und Entwicklung vieler Unternehmen konzentrieren sich daher auf die Herstellung solcher Werkzeuge, mit einem Fokus auf deren Beschichtungen. Auch Hersteller Mapal aus Aalen entwickelt seine Oberflächentechnologien weiter. Extrem harte und verschleißbeständige Diamantschichten zerspanen Materialien wie CFK, Keramik, Graphit und Aluminiumverbindungen. Vor allem in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, im Werkzeug- und Formenbau und in der Medizintechnik fordern die Anwenderinnen und Anwender hohe Standzeiten und Prozesssicherheit. Im Aalener Kompetenzzentrum für Beschichtungstechnologien werden Wendeschneidplatten und Vollhartmetallwerkzeuge mittels PVD- oder CVD-Verfahren für den späteren Einsatz vorbereitet. Für die Trockenbearbeitung und für hohe Schnittgeschwindigkeiten empfehlen die Expertinnen und Experten in der Regel CVD. Bei der chemischen Gasphasenabscheidung (Chemical Vapour Deposition) werden Verbindungen bis knapp über 1000 °C aufgebracht. Sind eher instabilen Bearbeitungssituationen oder schwierige Zerspanungsbedingungen zu erwarten, kommen die zäheren PVD-Schichten zum Einsatz. Die Physical Vapour Deposition verbindet metallische Hartstoffe wie Titannitrit oder Titanaluminiumnitrit mit den Hartmetall-Grundkörpern. Spielen adhäsive Verschleißvorgänge ein Rolle, fällt die Wahl häufig auf diamantähnlichen Kohlenstoffschichten (DLC). Diese werden ebenfalls mit PVD oder einem plasmaunterstützten CVD-Verfahren abgeschieden. Für die Beschichtung seiner Werkzeuge beschränkt sich Mapal derzeit auf den Bereich zwischen 3 und 15 µm, abhängig der jeweiligen Anwendung. Der optimierte HF-CVD-Prozess erzeugt Schichten mit nahezu homogener Dicke. Ein Ziel bleibt immer gleich: In der jeweiligen Zerspanungsanwendung soll die gesamte Schneidenlänge unabhängig von der Schnitttiefe prozesssicher genutzt werden können. Ein Beispiel ist der OptiMillComposite-Speed-Plus Vollhartmetallfräser für CFK-Werkstoffe. Hier ist es die homogene CVD-Diamantbeschichtung, die für lange Standzeiten und hohe Prozesssicherheit sorgt: „In den vergangenen Jahren haben wir uns intensiv mit der Verbesserung des Diamantbeschichtungsprozesses beschäftigt und bei der Werkzeugherstellung neue MögEin Span wie aus dem Bilderbuch
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