Bei der chemischen Gasphasenabscheidung CVD-D (Chemical-Vapour-Deposition von Diamant) – nicht zu verwechseln mit dem bekannten CVD-Beschichtungsverfahren für Wendeschneidplatten – wird ein polykristallines, nahezu hundertprozentiges (99,9 Prozent) Diamantsubstrat ohne metallische Binder erzeugt. Die daraus entstehenden Platinen sind in der Regel 1 x 1“ groß und 0,5 bis 1,2 mm dick. Sie werden mittels Laser in Segmente geschnitten, die dem zu bestückenden Werkzeugträger angepasst sind.
Laser ermöglicht flexible Geometrien
Nach dem Auflöten der Segmente unter Vakuum schneidet der Laser die Fertigkontur und bringt je nach Anwendung die TiroWave-Spanleitstufe ein. Dank der Lasertechnik lassen sich nahezu alle vorstellbaren Geometrien herstellen. Da beim Lasern kaum Abfall entsteht und keine Schmier- und Kühlstoffe benötigt werden, ergibt sich laut Hersteller auch ein äußerst positiver Effekt für die Umwelt.
Die Mikroschneide wird der Anwendung angepasst – von extrem scharf mit einer Schneidkantenverrundung von 2 bis 3 µm über verrundet bis zu positiven und negativen Fasen. Dank der absolut scharfen und schartenfreien Schneiden eignet sich der CVD-D-Diamant laut TiroTool hervorragend für alle Zerspanungstechnologien, vom Schruppen bis zum Feinschlichten von langspanenden Aluminium- und Magnesiumlegierungen, Aluminium mit hohem Siliziumanteil sowie von Edelmetalllegierungen, Verbundwerkstoffen mit hohem Anteil an abrasiven Füllstoffen, Hartmetall und Keramikgrünlingen. Auch lassen sich mit CVD-D längere Schneiden als mit einkristallinem Diamant realisieren.
Trends µ-genau
Aufs Umfeld kommt es an
Optimale Ergebnisse lassen sich aber nur erzielen, wenn das gesamte Maschinenumfeld betrachtet und auf ein möglichst hohes Stabilitätsniveau gebracht wird. Denn der Aufbau der Maschine, die Genauigkeit und Stabilität ihrer Führungen und Spindeln sowie die Spannsysteme für Werkstück und Werkzeug haben einen entscheidenden Einfluss auf das Ergebnis.
Die Kassettenfräser TiroMill mit Schneidkreisdurchmessern von 63 bis 250 mm und mit fünf bis 16 Zähnen sind mit CVD-Diamant-ISO-Fräsplatten bestückt.
Gelaserte 3D-Spanformer sollen einen guten Spanbruch ermöglichen
Bei der spanenden Bearbeitung von Al- und Mg-Legierungen, Buntmetallen und Verbundwerkstoffen sind mangelhafter Spanbruch, schlechte Spanabfuhr und die Bildung von Aufbauschneiden die wesentlichsten Ursachen für einen Maschinenstillstand und den daraus resultierenden Produktionsausfall. Diesen Störfaktoren will die Produktreihe TiroWave mit gelaserten 3D-Spanformern begegnen. Sie werden in den Ausführungen mittlere Zerspanung, Finishbearbeitung und Sonderanwendungen für alle ISO-Schneidplatten bestückt mit PKD- und CVD-D angeboten.
Spanwinkel bis 25° sollen einen weichen Schnitt erzeugen und die Gratbildung auf ein Minimum verringern. Die scharfe Schneide verspricht besondere Vorteile beim Bearbeiten von CFK, GFK und deren Composites. Während PKD-Schneiden oder diamantbeschichtete Wendeschneidplatten wegen der größeren Kantenverrundung die Fasern eher brechen als schneiden, trennen sie die ultrascharfen CVD-D-Schneiden mit glattem Schnitt.
Der Blick durch das Rasterelektronenmikroskop zeigt die Scharfkantigkeit der gelaserten CVD-Schneidkante TiroSpice.
Weicher Schnitt verhindert Grate
Die 3D-Spanleitstufe TiroWave verspricht bei Betrachtung der gesamten Prozesskette gegenüber glatten PKD-Diamantschneiden mehrere Vorteile: höhere Fertigungssicherheit dank kontrolliertem Spanbruch, höhere Standzeit und Ausbringung, Reduzierung der Schnittkraft um bis zu 30 Prozent – ein entscheidender Nutzen bei dünnwandigen Bauteilen. Dazu versprechen die Werkzeuge eine geringere Gratbildung dank eines weichen Schnitts. Die hohe Wärmeleitfähigkeit des Diamanten erfordert weniger Kühlschmierstoff, da auch die Spanformung nur innerhalb des Diamantsegments erfolgt. Auch in diamantbestückte Stechwerkzeuge lassen sich Spanleitstufen einlasern, wel-che den Span quer stauchen. Damit werden die Späne kurz gebrochen, und die Nutflanken bleiben unbeschädigt.
Der polykristalline CVD-Dickschicht-Diamant übertrifft den polykristallinen Diamant (PKD) hinsichtlich Verschleißfestigkeit, Standzeit und erreichbarer Oberflächengüte laut Hersteller um das Doppelte und ist in der Härte nahezu identisch mit dem monokristallinen Diamant (MKD). Mit den CVD-Dickschicht-Diamanten sollen sich bei der allgemeinen Zerspanung alle Vorteile erzielen lassen, die auch den MKD-Diamant auszeichnen – allerdings zu wesentlich geringeren Kosten. Zusammen mit dem breiten Anwendungsspektrum verspricht CVD-D deshalb in der Serienfertigung eine ausgezeichnete Alternative für viele „angestammte“ Hartmetall-, MKD- und auch PKD-Anwendungen.
Anwender bestätigen gegenüber TiroTool Produktivitätssteigerungen um bis zu 35 Prozent gegenüber anderen Diamantwerkzeugen und bis zu 80 Prozent gegenüber HM-Schneiden bei gleichzeitiger Reduzierung der Bearbeitungskosten um bis zu 80 Prozent. Standzeitverlängerungen um mehr als das 2,5-fache werden bei der allgemeinen Zerspanung von Aluminium häufig erreicht. Zahlreiche Einzelanwendungen führen zu noch besseren Ergebnissen.