Neue Werkstoffe erfordern den Einsatz von PKD-Fräsern

Verglichen mit Stahl sind Teile aus Aluminium und Alulegierungen bei gleicher Festigkeit etwa halb so schwer. Deshalb werden sie gern dort verwendet, wo es auf geringe Masse ankommt. Gerade im Fahrzeugbau, bei E-Motor-Gehäusen oder Zylinderkurbelgehäusen gewinnt der Werkstoff an Bedeutung, da die Gewichtsreduktion Treibstoffverbrauch und Emissionsausstoß verringert.

Dabei werden die Bauteile komplexer und erfordern innovative Werkzeuggeometrien. Mit Hilfe der additiven Fertigung ist es möglich, bei PKD-Werkzeugen neue Maßstäbe zu setzen. Bei herkömmlichen PKD-Planfräsern können Späne durch die offenen Spanräume unkontrolliert ins Werkstück gelangen. Die barrierefreie Konstruktion und die additive Fertigung ermöglichen nun eine dreidimensionale Kühlkanalführung. Mit dieser intelligenten Werkzeuggeometrie eines Planfräsers mit additiv gefertigtem Deckel (Smart Cap) ist es möglich, eine definierte Spanabfuhr für eine maximale Prozesssicherheit zu erreichen. Die Späne werden zu 100 Prozent vom Bauteil weggelenkt. Zeit- und Kostenaufwand für die Werkstückreinigung entfallen.
Ein Einstellen des Werkzeugs ist nicht notwendig, da die „Smart Cap“ nach Erreichen der Standzeit vor Ort beim Anwender gewechselt werden kann. Der Smart-Cap-PKD-Planfräser wird von Durchmesser 32 bis 125 mm angeboten, hierbei werden 8 bis 22 PKD-Schneiden für maximale Produktivität eingesetzt.

Keramische Faserverbundstoffe (CMC Ceramic Matrix Composites) sind extrem korrosions-, hitze- und abrasionsbeständig. Dank der Verstärkung mit Siliziumcarbidfasern lassen sich die Einsatzmöglichkeiten dieser Werkstoffe nochmals erweitern.
Doch diese Materialeigenschaften haben ihren Preis. Komponenten aus CMC sind bisher teuer, auch weil die Bearbeitung der Rohlinge aufwendig ist. Die CMC-Werkstücke müssen mit größerem Aufmaß hergestellt und dann auf das Endmaß nachbearbeitet werden. Weil CMC-Werkstücke aber so hart und abrasiv sind, erfolgte diese Nachbearbeitung in der Regel via Schleifen mit Diamantwerkzeugen.
„Wir haben ein breites Angebot an Fräswerkzeugen für harte und inhomogene Werkstoffe – und zum Werkzeug auch Empfehlungen für den Einsatz“, erklärt Andreas Frank, Entwicklungsleiter bei Hufschmied. Neueste Entwicklung: ein Vollkopf-PKD-Fräser ab Durchmesser 1 mm mit voll ausgebildeter Schneidengeometrie und 25° Drall. In ersten Tests senkten Schruppen und Vorschlichten mit dem Diamantwerkzeug die Bearbeitungszeit um 90 Prozent.

„Bei Downsizing, Leichtbauweise und E-Mobilität stellen neue Generationen von Gehäusen aus Magnesium oder Aluminium die Anwender vor immer neue Herausforderungen,“ sagt Jürgen Richter, Leiter Segment Advanced Tooling der LMT Tools GmbH & Co. KG, Schwarzenbek. Dank innovativer Fertigungstechnologien kann man den Schneidstoff PKD für Bohr- und Fräsbearbeitungen mit verschiedenen Durchmessern und hochgenauen Form- und Lagetoleranzen einsetzen: „Mit unseren Werkzeuglösungen erfüllen wir auch besonders anspruchsvolle Bearbeitungsanforderungen in unterschiedlichsten Einsatzbereichen.“vg