Fräswerkzeuge OxiMaTec

Vollkeramische Fräswerkzeuge aus dem OxiMaTec-Werkstoff AZ25PPr. – Quelle: OxiMaTec

Hohe thermische und mechanische Belastungen, starke Abrasionskräfte - Werkzeuge für die Bearbeitung von glaserfaserverstärkten und kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen müssen extremen Anforderungen genügen. Den Werkstoffspezialisten von OxiMaTec ist es gelungen, eine Hochleistungskeramik mit hoher mechanischer Festigkeit und Bruchzähigkeit zu entwickeln, die sich für derartige Schneidwerkzeuge eignet. Die Fräswerkzeuge aus einem Aluminiumoxidmatrixwerkstoff übertreffen laut Hersteller in ersten Anwendungen die Erwartungen bezüglich Genauigkeit der Bearbeitung und Standzeit der Werkzeuge.

Das Besondere an dem neuartigen Aluminiumoxidmatrixwerkstoff ist, dass die in der Matrix dispergierten metastabilen tetragonalen Zirkoniumdioxidkörner über die Zulegierung von geringen Mengen an Praseodymoxid gegenüber herkömmlichen Werkstoffen aus diesem Stoffsystem einen noch innigeren Verbund haben. Zusätzlich sorgen darin homogen verteilte Plättchen für eine weitere Festigkeits- und Zähigkeitssteigerung bei gleichzeitig hoher Härte. Aus gesinterten Rundstäben dieser einzigartigen Werkstoffkomposition lassen sich Fräswerkzeuge mit extrem positiver Geometrie herstellen.

Diese Werkzeuge werden bereits für das Besäumen von GFK- und CFK-Werkstoffen eingesetzt und haben im Gegensatz zu beschichteten Hartmetallen den Vorteil der Notlaufeigenschaften. Beispielsweise hat ein Werkzeugbruch bzw. Verschleiß aufgrund der extremen Wärme¬entwicklung bei der Trockenzerspanung keine negative Auswirkung auf das zu bearbeitende Bauteil. Bei den heute überwiegend eingesetzten Hartmetallwerkzeugen besteht dagegen die Gefahr, dass die Bindephase wegen der bei der Zerspanung entstehenden hohen Temperaturen mit dem Kunststoff reagiert.

Vielversprechend verlaufen auch Tests zur Bearbeitung von faserverstärkten Polyethyletherketonen (PEEK) bei der Aesculap AG unter Federführung von Hans Keller. Sie zeigen eine sehr gute Zerspanbarkeit bei hohen Standzeiten. Damit reduziert sich auch der Aufwand für die Nachbearbeitung von Kanten (Konturen) und Oberflächen.

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