Schlüssel für die Effizienz: Die Kühlung wird durch die Spindel direkt an das Zentrum des

Schlüssel für die Effizienz: Die Kühlung wird durch die Spindel direkt an das Zentrum des Schneidstoffs geleitet (Bild: Walter).

TÜBINGEN (hi). Dadurch wird die Schneidkante des Werkzeugs wesentlich effektiver gekühlt als mit herkömmlichen Methoden. Dies ermöglicht vor allem bei schwer zerspanbaren Materialien deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten und längere Standzeiten.
Wie bei jedem tribologischen System unterliegt auch die Schneide in der Zerspanung ständig zunehmendem Verschleiß, hervorgerufen durch mechanische und thermische Belastungen. Welche Verschleißformen auftreten, hängt neben den Eigenschaften des Werkstoffs hinsichtlich der Zerspanbarkeit davon ab, ob die mechanische oder die thermische Belastung überwiegt und ob die Belastung gleichmäßig (glatter Schnitt beim Drehen) oder schwankend (unterbrochener Schnitt beim Fräsen) erfolgt. Die thermische Belastung hängt hauptsächlich von der Schnittgeschwindigkeit (eine hohe Schnittgeschwindigkeit bedingt eine hohe Temperatur) und vom Werkstoff ab. Bei Werkstoffen mit schlechter Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise bei Titanlegierungen, Nickelbasislegierungen oder hochlegierten Stählen mit hohem Nickelanteil, wird die Zerspanungswärme nur schlecht mit dem Span und in das Werkstück abgeleitet und konzentriert sich direkt an der Schneide. Mit konventionellen Kühlverfahren lässt sich diesem Problem oft nur unzureichend beikommen, dem gesamten Zerspanungsprozess wird zwar Wärme entzogen, die Kühlung erfolgt aber nicht direkt an der Schneidkante in der Spanbildungszone.

MAG, ein führender Anbieter individueller Produktions-, Technologie- und Servicelösungen für die zerspanende Fertigung und Composites-Verarbeitung hat ein System entwickelt, mit dem effektiver als mit bisherigen Methoden gekühlt werden kann. Das so genannte kryogene System basiert auf Flüssigstickstoff und kann je nach Bearbeitungsanforderung mit Minimalmengenschmierung (MMS) kombiniert werden, um Werkzeugreibung und Adhäsion weiter zu reduzieren. Der Schlüssel für die Effizienz des neuen Systems liegt darin, die Kühlung durch die Spindel direkt an das Zentrum des Schneidstoffs zu leiten und so den Kühleffekt im Körper des Schneideinsatzes zu konzentrieren. Bei der Entwicklung der neuen Werkzeuge arbeiteten MAG und Walter eng zusammen, so das Unternehmen.

Gerade bei der sehr anspruchsvollen Bearbeitung von schwer zerspanbaren Werkstoffen wie beispielsweise Titan, nickelbasierten Legierungen und Sphäroguss oder Gusseisen mit Vermiculargraphit bringt das stickstoffbasierte System von MAG deutliche Produktivitätssteigerungen. Besonders Kunden in der Luft- und Raumfahrt, der Energieindustrie, aber auch in der Automobilindustrie können mit Walter-Cryo.tec-Werkzeugen die Schnittgeschwindigkeiten signifikant steigern und die Standzeiten erhöhen.
Testbearbeitungen ergaben Geschwindigkeitszunahmen von 60 Prozent beim Fräsen von Vermiculargraphit (GJV) mit Hartmetallschneiden. Durch den geringen Verbrauch und die verhältnismäßig niedrigen Beschaffungskosten für Flüssigstickstoff sowie entfallende Entsorgungskosten und verschiedenen Kühlmittel-Aggregaten lassen sich erhebliche Kosten einsparen. Außerdem werden die Umweltbelastungen verringert.

aus Produktion Nr. 45, 2011