Welche Herausforderungen beim Tieflochbohren entstehen

Die Mehrzahl der Alltagsgegenstände, die wir jeden Tag benutzen, sind ganz oder zumindest in Teilen aus Kunststoffen: von der Zahnbürste über Smartphone und Teile unserer Kleidung bis hin zu Fernsehen, Computer oder unserer Küchenausstattung. Dazu kommen die vielen Kunststoffbauteile, die man gar nicht sieht, ohne die aber kein Auto fährt oder eine Maschine läuft.

Produziert werden die meisten davon im Spritzgussverfahren. Die dafür benötigten Formen sind üblicherweise aus gehärtetem oder vergütetem Werkzeugstahl oder aus gehärteten Metallen. Entsprechend aufwendig ist ihre Fertigung, besonders bei komplexeren Werkzeugen. Auf die Zerspanungswerkzeuge, die zum Bearbeiten der Formkonturen und zum Einbringen von Kanälen und Zuführungen für Kühl- oder Hydraulikflüssigkeiten eingesetzt werden, wirken starke Kräfte.

Prozesssicherheit ist daher eine Herausforderung: Werkzeugbruch, vor allem beim Tieflochbohren, ist ein typisches Problem. Verschleißerscheinungen am Werkzeug, die sich durch die Härte und Zähigkeit des Werkstoffes schnell ergeben, können sich negativ auf die Maßhaltigkeit und Oberflächengüte des bearbeiteten Teils auswirken.

Zerspanungswerkzeuge, deren Qualität die Prozesssicherheit deutlich verbessert, sind deswegen eine Investition, die sich gerade im Formen- und Werkzeugbau, auch bei kleineren Stückzahlen, tatsächlich auszahlen: Termin- und Qualitätsvorgaben werden eingehalten, die Kalkulation stimmt.

Die für die Anforderungen und die Voraussetzung in der Fertigung richtige Wahl zu treffen, ist nicht ganz einfach. Gerade in den kleineren und mittleren Betrieben, die für die Branche typisch sind, fehlen oft Zeit und die personellen Ressourcen, um optimale Zerspanungsstrategien zu entwickeln. Mit einem engmaschigen Netz aus Fachberatern bietet der Zerspanungsspezialist Walter seinen Kunden hier umfassende Unterstützung. Gerade bei ‚Problemanwendungen‘ wie dem Tieflochbohren oder besonders spröden Materialien konnten Walter Kunden so ihre Prozesssicherheit und die Wirtschaftlichkeit zum Teil deutlich verbessern.

Zugute kommt den Anwendern dabei nicht nur das über hundertjährige Know-how des Unternehmens im Bereich Zerspanung: Walter entwickelt und produziert die meisten Schneidstoffe, -geometrien und Beschichtungen selbst. Auch für besonders komplexe Anforderungen finden die erfahrenen IngenieurInnen schnell eine Lösung. Walter Sonderwerkzeuge sind üblicherweise bereits in zwei bis drei Wochen beim Anwender – auch enge Lieferfristen und kurzfristige Änderungen können so noch eingehalten werden.

Einer der schwierigsten Arbeitsgänge bei der Herstellung von Spritzgussformen und besonders bei Drehtellern, auf die dann Mehrkomponenten-Formen aufgespannt werden, ist das Tieflochbohren. Hier hat sich bei vielen Walter Kunden sowohl der Walter DC 170 Supreme als Pilotierbohrer sowie als Tieflochbohr-Werkzeug bis 30 x DC bewährt. Sein außergewöhn­liches Führungsfasen-Design stellt die Hartmetallmasse direkt hinter der Schneidecke bereit, also da, wo die meiste Schnittkraft und die höchste Temperatur auftreten. Die Stabilität des Bohrers wird so genau an der Stelle erhöht, die für die Produktivität sorgt. Selbst bei schrägem Austritt oder bei Querbohrungen, wenn besonders hohe mechanische Belastungen auf den Bohrer einwirken, läuft der Walter DC170 sicher. Die radial angelegten Führungsfasen leiten die Zerspanungstemperatur in den Span ab.

Dazu kommt die hohe Hitzefestigkeit des Bohrer Substrats und der Beschichtung: Das Hartmetall kann mehr Temperatur aufnehmen als herkömmliche Bohrer, die TiAIN/AICrN-Beschichtung (Sorte WJ30EJ) erhöht die Warmhärte des Bohrers noch einmal. Die spezielle Führungsfasenorientierung des Bohrers hält ihn kontinuierlich auf Linie und reduziert so die Schwingungen auf ein Mindestmaß. Das Ergebnis sind Bohrlöcher von sehr hoher Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität, die sich deutlich von dem unterscheiden, was mit konventionellen Verfahren in derselben Zeit erreichbar ist.

Die Fittings, über die dann die Kühlkanäle mit der Maschine verbunden werden, müssen oft in denselben gehärteten Werkstoff eingebracht werden. Hohe Prozesssicherheit und höchste Standmenge ermöglicht der orbitale Bohrgewindefräser TC685 Supreme von Walter: Kernloch und Gewinde sowie gegebenenfalls auch die Fase werden in einem Arbeitsgang erzeugt. Die stirnseitige Fräsgeometrie erzeugt stabilisierende Kräfte in axialer Richtung. Das verbessert die Stabilität beim Fräsen und verringert die Abdrängung.

Dadurch verringert sich die Notwendigkeit von Radiuskorrekturen, am Werkzeug bildet sich außerdem deutlich langsamer Verschleiß. Der 15°-Drallwinkel und Innenkühlung ab M6 gewährleisten einen sicheren Spantransport. Auch zähere Stähle und tiefe Gewinde können damit prozesssicher bearbeitet werden.

Quelle: Walter AG