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Dienstag, August 22, 2017
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becker10114Expertenwissen

Werner Becker, Gesellschafter und Senior, Becker Diamantwerkzeuge GmbH, Puchheim

Nicht nur in der Automobil- und Luftfahrtindustrie fordert der Leichtbau immer intelligentere Zerspanungslösungen. Zu den Leichtbauwerkstoffe zählen beispielsweise Alulegierungen mit SiC, Magnesiumlegierungen, Titanlegierungen, Kohlefaserwerkstoffe, Glasfaserwerkstoffe und Verbundwerkstoffe wie Titan mit Kohlefaser. Generell lassen sich alle diese Werkstoffe idealerweise mit den verschiedenen Diamantschneidstoffen im Vergleich zu Hartmetallschneiden konkurrenzlos günstig zerspanen. Die Gründe dafür liegen in der höchsten Verschleißbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit, der dadurch unerreichbar hohe Vc ermöglicht, der konkurrenzlos besten Schneidenschärfe sowie der Lasertechnologie zur Herstellung der Schneiden und Spangeometrien.

Becker20114Während MKD, CVD oder PKD-Feinstkorn bei Aluminiumlegierungen ohne SiC zum Einsatz kommen, ist das PKD-Grobkorn bei Aluminiumlegierungen bei ein bis acht Prozent SiC. Ansonsten sehe ich insbesondere den CVD-Dickfilmdiamant: Bei Aluminiumlegierungen bei zehn bis 25 Prozent SiC, bei Magnesiumlegierungen, bei Kohlefaserwerkstoffen, bei Glasfaserwerkstoffen sowie bei Titanlegierungen. Hierbei ist eine Kühlung mit 400 bar Druck unter dem Span erforderlich mit speziellen Trägerwerkzeugsystemen.

Die Werkzeugstandzeiten spielen bei der spanenden Bearbeitung von Leichtbauwerkstoffen eine wichtige Rolle. Die äußerst ungünstigen Standzeiten bei Hartmetallschneiden resultieren einerseits aus einer ganz geringen Wärmeleitfähigkeit, weshalb eine nur niedrige Vc möglich ist wegen den Aufbauschneiden. Andererseits aus einer niedrigen Verschleißbeständigkeit aufgrund einer geringen Warmhärte bei schnellem Verlust der Schneidenschärfe.

Die Laserbearbeitung von allen Diamantschneidstoffen wird sich in den nächsten Jahren gegenüber dem Schleifen und Feinsterodieren zweifelsfrei durchsetzen. Es werden bessere Schneidkantenqualitäten erreicht. Zudem ist jede erdenkliche Spangeometrie herstellbar. Und auch die Standzeiterhöhung von Diamantschneiden liegt durch die Laserbearbeitung um etwa das Dreifache höher als beim Schleifen oder Feinsterodieren.

Der Schwerpunkt der Weiterentwicklung von Präzisionswerkzeugen liegt bei Diamantschneidstoffen in der Erhöhung der Hitzebeständigkeit von derzeit 650 Grad Celsius auf ca. 900 bis 1000 Grad Celsius. Ein weiterer Schwerpunkt, der als Quantensprung bezeichnet werden kann, liegt in der Laserbearbeitung der Schneidkanten einschließlich aller erdenklichen Spangeometrien.

Die Diamantbeschichtungen von ca. 6 µ Dicke aller Arten auf Hartmetallschneiden sind lediglich eine Verbesserung gegenüber unbeschichteten Hartmetallschneiden. Ein Vergleich mit tatsächlichen Diamantschneiden, wie bereits dargelegt, würde wahrscheinlich ein Verhältnis von 1:250 oder noch ungünstiger ergeben.
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