Überkopf Werkstückbearbeitung im Aerospace-Bereich auf einer Grob-Maschine

Das richtige Werkzeug kann Prozesse in der Zerspanung deutlich verbessern. - Bild: Grob

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.

Der Monstermill FRP CR Fräser von Ceratizit

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

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:

Die Cut&Form-Fräser von Emuge Franken

Emuges Cut&Form-Fräser verfügen über eine spezielle Werkzeug-Geometrie, die es ermöglicht, beim Besäumen von Bauteilen bei der Schlichtbearbeitung polierte Oberflächen herzustellen.

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.

Der RF 100 Speed P Fräser von Gühring

Der Schruppfräser RF 100 Speed P von Gühring ist speziell für die Bearbeitung von Stahl, hochfestem Stahl und Guss angepasst. Sein 48-Grad-Spiralwinkel mit ungleicher Schneidenteilung erlaubt einen weichen, ruhigen Schnitt und eine hohe Laufruhe. Das reduziert die Maschinenbelastung und erhöht die Volumenleistung.

Dank der Geometrie und Verschleißfestigkeit des Werkzeugs konnte auf einer Chiron FZ 16 Five Axis 1000 Kubikzentimeter Stahl (16MnCr5) in lediglich 60 Sekunden bearbeitet. Mehr dazu sehen Sie im Video:

Der Garant PPC-Tonnenfräser der Hoffmann Group

Das Tonnenfräsen, auch Parabolic Performance Cutting (PPC) genannt, ist eine Weiterentwicklung des Vollradiusfräsens. Möglich machen das Verfahren spezielle Werkzeuge.

Das besondere Merkmal der Garant PPC-Tonnenfräser der Hoffmann Group ist gebogene Hauptschneide und der so vergrößerte Wirkradius. Im Vergleich zu Vollradiusfräsern erzielen sie einen bis zu neunmal größeren Zeilensprung und eine bis zu 80-mal bessere Oberflächengüte.

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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Hydrodehnspannfutter Hydro Mill und Hydro Dream Chuck von Mapal

Wer die eine schnellere Alternative für Schrupffutter gefordert hat, wurde von Mapal erhört. Die neuen Hydrodehnspannsysteme Hydro Mill Chuck und Hydro Dream Chuck 4,5° ermöglichen mit ihrer Stabilität und Genauigkeit so hohe Bearbeitungsparameter wie sie bisher nur mit Schrupffuttern möglich waren.

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

Anstatt den Freiwinkel immer größer und damit die Schneidkante schärfer zu machen, besteht die Idee der Xtra-tec-XT-M5130-Fräser von Walter darin, den Freiwinkel zu verkleinern und den Spanwinkel zu erhöhen. Die Auflagefläche der Wendeschneidplatte vergrößert sich so um 34 Prozent. Der Zahnrücken konnte um 40 Prozent verstärkt werden. Das macht laut Hersteller ein sehr hohes Zerspanvolumen möglich.

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 0,5 bis 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.

Bei der Trocken- und Nassbearbeitung sind mit den High-End VHM-Torusfräsern inklusive Helix und Schaftkühlung nach Angaben des Herstellers höchste Vorschübe möglich, da die Späne bei dieser Werkzeugausführung optimal aus der Scherzone entfernt und dadurch die Temperaturen gesenkt werden.

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Innovative Werkzeuge sind das Herz der Zerspanung. In unseren Beiträgen erfähren Sie alles, was Sie zum Thema Präzisionswerkzeuge wissen sollten. - Bild: Gühring

Dann haben wir was für Sie, und zwar eine Zusammenfassung der acht Themen, die in der Präzisionswerkzeug-Industrie momentan besonders stark in der Diskussion sind. Es geht dabei um die angespannt wirtschaftliche Lage und den Fachkräftemangel, aber auch um Technik-Trends wie Sensorik, additive Fertigung und die Digitalisierung. Hier geht's zum Artikel über die acht Themen, die die Branche dominieren.

Wer sich für den Werkzeuge-Markt interessiert, der sollte sich unsere Rangliste Präzisionswerkzeuge anschauen. Dort verraten wir Ihnen, wer die besten Werkzeug-Hersteller Deutschlands sind.

Falls Sie sich mehr für die Werkzeuge als solche interessieren, dann schauen Sie doch rein in unsere Zusammenstellung der zehn interessantesten Werkzeuge, die Zerspanungsverfahren revolutionieren. Vielleicht ist genau das Werkzeug-System dabei, das Sie gerade suchen.

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