Leistungsfähiger Mikrofräser

Leistungsfähige Mikrofräser punkten dort, wo es um präzise und prozesssichere Bearbeitung von wertvollen Teilen wie Turbinenschaufeln aus Titan geht. - Bild: Mikrontool

| von Walter Frick
Aktualisiert am: 13. Jan. 2020

"Mit dem innovativen '4-in-1-Einschneider' haben wir als Maschinenbau-Spezialist mit eigener Werkzeugmarke ein Multitalent für die Bearbeitung von NE-Metallen entwickelt", sagt Paul Hanaman, Technischer Produktmanager target="_blank">Zerspanungswerkzeuge der Datron AG in Mühltal bei Darmstadt. Gewuchtet, gestirnt und zweifach poliert – das sind die besonderen Eigenschaften des neuen Einschneiders. Aufgrund des polierten Spanraums und der polierten Schneide in Verbindung mit dem Gegenwuchtschliff verspricht der gewuchtete Einschneider höhere Zustellungen und Vorschübe als die bisherigen marktüblichen Einschneider.

"Um Prozesssicherheit gewährleisten zu können, müssen Mikrofräser hohe technische Anforderungen erfüllen." Matthias Luik

Matthias Luik
Matthias Luik, Leiter Forschung & Entwicklung der Paul Horn GmbH. - Bild: Horn

Im Vergleich zu herkömmlichen Einschneidern verfügt der neue Fräser laut Hersteller über eine höhere Standzeit. Der Gegenwuchtschliff und die polierte Spankammer sorgen für eine schnelle Spanabfuhr und schonen die wertvolle Spindel der Fräsmaschine. Die Kombination aus dem polierten Spankanal und der neuen Stirngeometrie ermöglicht sowohl bei Bohrungen als auch bei der Bearbeitung von Wand- und Bodenflächen optimale Ergebnisse. Insbesondere der spezielle Stirnanschliff erzeugt präzise Oberflächen mit niedrigen Rauheitswerten (< 1 Rz).

Hohe technische Anforderungen

Kurz und knapp äußert sich Michael Kersting, Produktbereichsleiter bei der Hoffmann Group, zu den Trends im Bereich Mikrobearbeitung: "Oftmals haben Anwender nicht mehr die Zeit, jedes einzelne Werkzeug zu vermessen, daher wird die Wiederholgenauigkeit bei Werkzeugen immer wichtiger."

"Die Tendenz im Markt geht eindeutig in Richtung kleine Teile."
Markus Schnyder

Markus Schnyder
Markus Schnyder, Leiter des Geschäftsbereichs Werkzeuge der Mikron-Gruppe. - Bild: Mikron Tool

Etwas weiter holt Matthias Luik, Leiter Forschung & Entwicklung der Tübinger Paul Horn GmbH, aus: "Um Prozesssicherheit gewährleisten zu können, müssen Mikrofräser hohe technische Anforderungen erfüllen. Hierzu sind insbesondere neue Schneidenmikrogeometrien zu entwickeln. Ebenso müssen Beschichtungen gefunden werden, welche sehr dünn sind und gleichzeitig auf den scharfen Schneiden aufgebracht werden können." Diese Beschichtungen benötigen eine defektfreie Oberfläche für beste Bearbeitungsqualität und sicheren Spänefluss.

"Die Wiederholgenauigkeit bei Werkzeugen wird immer wichtiger."
Michael Kersting

Monokristalline Diamanten

Michael Kersting
Michael Kersting, Produktbereichsleiter der Hoffmann Group. - Bild: Hoffmann

Ein weiterer Trend liegt in der High-End-Bearbeitung mit monokristallinem Diamant (MKD) bestückten Mikrofräsern. Diese Werkzeuge finden Einsatz, wenn hochglänzende Oberflächen erzeugt werden müssen. Momentan sind solche einschneidigen Werkzeuge bis zu einem Durchmesser von 0,2 mm herstellbar. Ziel für die Zukunft ist eine weitere Verkleinerung des Durchmesserbereichs. Mikrofräser System DS des Tübinger Herstellers zur Bearbeitung von ungehärteten Stählen wurde im Bereich der Mikrofräser erweitert. Mit der Erweiterung reagiert Horn auf die steigende Nachfrage beim Mikrofräsen. Die zusätzlichen Fräser sind geometrisch optimiert und mit einem Feinstschliff versehen.

Mikron Tool: Entwicklung von Werkzeugen ist wichtig

Warum legt eine Firma ihre ganze Energie in die Entwicklung von Werkzeugen im kleinen und kleinsten Durchmesserbereich? Dazu sagt Markus Schnyder, Leiter des Geschäftsbereichs Werkzeuge der Mikron-Gruppe: "Die Tendenz im Markt geht eindeutig in Richtung Flugzeugindustrie) oder um neue Technologien überhaupt zu ermöglichen (wie in der Medizintechnik oder Elektronik). Wir beschränken uns außerdem auf die Entwicklung von Werkzeugen für rostfreie Stähle, Titan, hitzebeständige Legierungen und Chrom-Kobalt-Legierungen."

"Die Anforderungen an Mikrowerkzeuge werden immer höher." Norbert Reiche

Norbert Reiche
Norbert Reiche, Produktmanager der ZCC Cutting Tools. - Bild: ZCC-CT

Die Kombination von "klein und schwer zerspanbar" bereitet vielen Anwendern Kopfschmerzen: "Es genügt eben nicht, die Geometrie oder Prozesse von größeren Durchmessern zu reduzieren." Unterschiedlichste Faktoren müssen von Anfang an in die Entwicklung einbezogen werden: Das Hartmetall, die Geometrie, die Beschichtung, der Bearbeitungsprozess und die Kühlung. Auf letztere, so Schnyder, "haben wir denn auch unser besonderes Augenmerk gelegt". Mit Crazymill Cool sind heute um bis zu 20 Mal höhere Abtragsraten möglich als mit bisher verfügbaren Fräsern.

"Mit dem '4-in-1-Einschneider' haben wir ein Multitalent für NE-Metalle entwickelt." Paul Hanaman

Werkzeug fürs Schruppen und Schlichten

Paul Hanaman
Paul Hanaman, Technischer Produktmanager Zerspanungswerkzeuge der Datron AG. - Bild Datron

Neben der Kühlung sind weitere Faktoren verantwortlich für die hohe Leistung dieses Werkzeugs: Dank angepasster Freiwinkel ist der Anschliff vibrationshemmend und sorgt für eine bessere Oberflächengüte. Je nach Zustellung arbeitet das Werkzeug sowohl als Schrupp- oder als Schlichtfräser. Die Anforderungen an Mikrowerkzeuge werden immer höher, konstatiert auch Norbert Reiche, Produktmanager und Spezialist für Mikrowerkzeuge der ZCC Cutting Tools Europe GmbH in Düsseldorf: "Wir arbeiten kontinuierlich an einer verbesserten Präzision der Werkzeuge. Diese ermöglicht auch eine stetige Erhöhung der Standzeiten. Ein besonderes Augenmerk legen wir auf die Wahl der richtigen Beschichtung."

Die Einschneider zur Aluminiumbearbeitung von ZCC-CT haben einen flachen Stirnanschliff mit einer 45°-Eckenfase. Die Nute wird aufwendig poliert, was zu einem optimierten Spanabfluss führt. Durch die spezielle MMKS-Beschichtung verfügen die Mikrofräser über eine glatte Oberfläche, was den Verschleiß mindert. ta