Das richtige Werkzeug kann Prozesse in der Zerspanung deutlich verbessern. -(Bild: Grob)
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Sei es der Leichtbau, Bauteile mit extrem strengen Toleranzen oder neue Materialien – all das stellt Zerspanungsprozesse vor immer neue Herausforderungen. Um diese zu meistern, benötigt es entweder extrem komplexe Bearbeitungsstrategien oder spezielle Werkzeuge, die komplizierte Bearbeitungen wieder einfach machen.
PRODUKTION zeigt Ihnen zehn innovative Präzisionswerkzeuge, die konkrete Probleme in Zerspanungsprozessen lösen. Eine schnelle Übersicht erhalten Sie in der Bildergalerie. Was die Werkzeuge genau bewirken und wie sich dadurch die Zerspanungsverfahren verändern erfahren Sie im Artikel - inklusive Videos von den Werkzeugen im Einsatz.
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Bildergalerie: Das sind die innovativsten Werkzeuge 2021
Mit dem MonsterMill FRP CR von Ceratizit können kohlefaserverstärkte Kunststoffe längenunabhängig bearbeitet werden. -(Bild: Ceratizit)
Emuges Cut&Form-Werkzeuge erlauben das Schlichten und Polieren in einem Arbeitsgang. -(Bild: Emuge Franken)
Mit dem RF 100 Speed bietet Gühring einen Schruppfräser für ein extremes Zeitspanvolumen. -(Bild: Gühring)
Das Tonnenfräsen mit PPC-Fräsern der Hoffmann Group verkürzt Schlichtzeiten und erhöht Oberflächengüten. -(Bild: Hoffmann Group)
Das vom Werkzeughersteller Horn entwickelte Speed Forming macht das Herstellen von Nuten produktiver. -(Bild: Horn)
Der Harvi Ultra 8X Fräser von Kennametal macht leistungsstarkes Schruppen in Superlegierungen möglich. -(Bild: Kennametal)
Die Hydrodehnspannfutter Hydro Mill Chuck (links) und Hydro Dream Chuck 4,5° (rechts) von Mapal können bei Bearbeitungen eingesetzt werden, die bisher Schrupffuttern vorbehalten waren. -(Bild: Mapal)
Das Eckfrässystem Turbo 16 von Seco ist so flexibel, dass es das Vorhalten vieler verschiedener Fräser unnötig macht. -(Bild: Seco Tools)
Die Xtra-tec XT M5130 Fräswerkzeuge von Walter verdreifachten den Vorschub beim Schlichten. -(Bild: Walter)
Die Iguana-Serie von Zecha besteht aus Diamantfräsern für besonders strenge Toleranzen, die extrem hohe Vorschübe ermöglichen – unter anderem dank einer besonderen Schaftkühlung. -(Bild: Zecha)
Faserverstärkte Kunststoffe (FVK), wie zum Beispiel CFK, werden immer häufiger eingesetzt, vor allem im Leichtbau. Diese Materialien stellen allerdings Zerspanungswerkzeuge vor Herausforderungen. Die Werkzeuge müssen der hohen Abrasion standhalten und hinsichtlich der Bauteilqualität optimal arbeiten. Der Monstermill ist ein spezieller Fräser für solche FVK, der es schafft die Fasern in jeder Richtung sauber abzutrennen, ohne die Bauteilqualität zu beinträchtigen.
Dies ermöglichen die gleichmäßigen Links- und Rechtsschneiden auf jedem Schneidelement und die damit einhergehende Faserkompression über die gesamte Schneidlänge. So werden Delamination und Faserüberstände reduziert. Die Kombination aus leistungsstarkem Hartmetall und einer speziellen Diamantbeschichtung bringt weitere Vorteile
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Die Vorteile des Fräsers: Aufgrund des Materials und der maximalen Ausnutzung der Schneidkante werden Werkzeugkosten gesenkt, Programmieraufwände an den Maschinen reduziert und die Standwege des Werkzeugs erhöht.
Im folgenden Video erhalten Sie weitere Informationen und sehen den Fräser im Einsatz:
Jeder Werkzeugschneide der Cut&Form-Fräser folgt ein Drücksteg, der spanlos das Material verdichtet und über diese Glättung eine polierte Oberfläche mit Rauheitskennzahlen von N1 bis N3 erzeugt. Dadurch kann ein zusätzlicher Arbeitsgang mit oft aufwendiger maschineller oder manueller Nacharbeit entfallen. So lassen sich Fertigungskosten und Produktionszeiten reduzieren.
Das Tonnenfräsen, auch Parabolic Performance Cutting (PPC) genannt, ist eine Weiterentwicklung des Vollradiusfräsens. Möglich machen das Verfahren spezielle Werkzeuge.
Das Speed Forming mit dem Supermini-System von Horn
Horn hat Werkzeuge entwickelt, die das Fertigen von schmalen und tiefen Nuten produktiver macht. Sie basieren auf dem System Supermini Typ 105.
Das mit diesen Werkzeugen mögliche Speed-Forming-Verfahren ist eine spezielle Art des Hobelns. Ähnlich wie beim Nutstoßen verfährt das Werkzeug auf einer programmierten Bahn bei fest ausgerichteter Werkzeugspindel. Im Vergleich zum Nutfräsen sind kürzere Bearbeitungszeiten möglich, da die Tropfenform des Supermini-Systems höheren Belastungen standhält als die üblichen Nutfräser.
Der Harvi Ultra 8X Fräser von Kennametal
Besonders harte Metalle oder Superlegierungen sind häufig sehr schwer zu zerspanen und es bedarf spezieller Werkzeuge. Eines davon: der Harvi Ultra 8X von Kennametal. Mit dem Walzenstirnfräser können pro Minute 328 Kubikzentimeter Titanlegierung (Ti-6Al-4V) entfernt werden, und das bei einer Standzeit von 60 Minuten pro Schneide.
Dies ist der besonderen Konstruktion des Fräsers zu verdanken: Der Fräser verfügt über doppelseitige Wendeschneidplatten mit positivem Spanwinkel, eine Helix-Geometrie, eine AlTiN+TiN-PVD-Beschichtung und eine aufschraubbare Kegelflansch-Aufnahme.
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Das Hydro Mill Chuck ist speziell für das Spannen von Fräswerkzeugen mit HA-Schaft ausgelegt. Es ist universell für den Einsatz bei Schrupp-, Semi- und Schlichtoperationen geeignet. Das Hydro Dream Chuck 4,5° ist für Reib- und Bohranwendungen sowie zum Einsatz mit Schlichtfräsern optimiert.
Auch die Bedienbarkeit der Spannfutter ist laut Hersteller sehr einfach und selbsterklärend. Anwender sollen das Werkzeug prozesssicher und mit geringem Kraftaufwand in der Aufnahme spannen können.
Das Eckfrässystem Turbo 16 von Seco
Das Eckfrässystem Turbo 16 von Seco bringt vor allem eines: Flexibilität. Es eignet sich vom Plan- und Nutfräsen über Eckfräsen hin zum Tauchfräsen und ist für die Bearbeitung von Stahl, Rostfrei, Guss, Nichteisenmetalle, Superlegierungen sowie Titan optimiert. Somit können Anwender ihr bereits vorhandenes Fräsersortiment deutlich verkleinern und weitere Anschaffungen einsparen.
Weitere Vorteile des Systems: Das Zeitspanvolumen ist laut Herstellerangaben höher als bei herkömmlichen Fräsern und Schneidverhalten reduziert die Zerspankraft. Auch für die digitale Datenerfassung ist das System gewappnet. Dank Data-Matrix-Code auf den Wendeplatten, lassen sich Produkt- und Schnittdaten per App abrufen.
Das Xtra-tec XT M5130 Eckfräser-Programm von Walter
Ein Beispiel zeigt den Effekt: Beim Semi-Schlichten einer Turbinenschaufel konnte die Vorschubgeschwindigkeit mehr als verdreifacht werden – von 1.399 auf 4.775 mm/min. Bisher sind Eckfräser und ein Planfräser erhältlich, weitere Werkzeuge der Serie folgen.
Die Iguana-Fräser von Zecha
Einen neuen Maßstab bei Mikropräzisionswerkzeugen will Zecha mit den diamantbeschichteten Iguana-Fräsern setzen. Sie sollen die Grenzen bei der Bearbeitung hochabrasiver Werkstoffe, NE-Metallen oder Kupfer verschieben. Die Kugel-, Torus- und Schaftfräser sind Mehrschneider im kleinen Durchmesserbereich von 0,5bis 4 Millimeter.
Mithilfe von Laserbearbeitung werden scharfe Schneidkanten auf mehrschneidige CVD- beschichtete Vollhartmetallwerkzeuge übertragen – ohne die Härte und Festigkeit der Diamantschicht zu verändern. Besonders dabei sind die bei geschlossener Diamantschicht gezielt hergestellten Schneidkantenradien von 1 Mikrometer, welche bisher nur mit Radien oberhalb von 5 Mikrometern realisierbar waren.
