Diamantwerkzeuge mit scharfer Kante
Fräserserie mit laserbearbeiteter Diamantschicht
Diamantbeschichtete Hartmetallwerkzeuge gelten schon seit langem als ideale Lösung, um schwerzerspanbare Werkstoffe wie NE-Metalle oder faserverstärkte Kunststoffe zu bearbeiten. Nun hebt die Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH aus Königsbach-Stein diese Werkzeuggattung auf eine neue Qualitätsstufe, indem sie bei der neuen High-End Fräserlinie IGUANA auf laserbearbeitete Schneidkanten setzt. In Sachen Schneidkantendefinition und Schärfe werden hier neue Dimensionen eröffnet.
Parallel zu den Werkstoffen entwickeln sich zwangsläufig auch die entsprechenden Werkzeuge weiter. So sind diamantbeschichtete Hartmetallwerkzeuge bei CFK/GFK, Zirkonoxid, Superlegierungen und Graphit schon nahezu Standard. „Doch die stetig steigenden Anforderungen an Oberflächenqualität und Effizienz verbieten auch dort den Stillstand. Dank der Lasertechnologie haben wir nun einen Schritt in der Evolution mehrschneidiger Diamantwerkzeuge gemacht: scharfe und definierte Schneidkanten bei geschlossener Diamantschicht – und das bei kleinsten Durchmessern“, betont Nico Leibensperger aus der Entwicklungsabteilung der Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH.
Der Einsatz von mehrschneidigen Diamantwerkzeugen mit scharfer Schneidkante ist bisher bei Durchmessern größer als 3 mm nur mit Diamantschneidstoffen, wie beispielsweise PKD, möglich. Bei kleineren Durchmessern werden überwiegend Werkzeuge mit Diamantbeschichtung eingesetzt, die bedingt durch den Schichtauftrag relativ große Schneidkantenradien aufweisen. Um dennoch eine scharfe Schneidkante mit hoher Verschleißfestigkeit zu erhalten, hat sich in den vergangenen zwei Jahren die Lasertechnologie als Bearbeitungsmethode herauskristallisiert. „Sie erlaubt uns die Schneidkante aufs Extremste zu schärfen und zugleich die Härte und Festigkeit der Diamantschicht beizubehalten. Das Besondere dabei: Die Diamantschicht bleibt weiterhin geschlossen. Sie ist maßgebend für die Verschleißfestigkeit“, so Nico Leibensperger.
Nun ist eine scharfe Werkzeugschneide allein noch kein Garant für optimale Zerspanergebnisse. Dank der über 50-jährigen Erfahrung in der Entwicklung und Produktion von Mikro-Zerspanwerkzeugen hat Zecha das Know-how, auch mittels Lasertechnologie Fräser mit hohem Nutzwert und langen Standzeiten herzustellen. Herausgekommen sind zweischneidige Kugel- und Torusfräser sowie ein dreischneidiger Schaftfräser in Durchmessern von 0,5 mm bis 3 mm, jeweils in 0,5 mm-Abstufungen und einem axialen Winkel von 5°.
Besonders dabei sind die gezielt herstellbaren Schneidkantenradien von 1 µm. „Wohlbemerkt bei geschlossener Diamantschicht, was bisher nur mit Radien oberhalb von 5 µm machbar war. Unsere Fräser vereinen somit zwei wesentliche Eigenschaften, die sie optimal für die Zerspanung von NE-Metallen und Composits machen: Höchste Standzeiten dank der geschlossenen Schicht sowie geringere Schnittkräfte durch die scharfe und definierte Schneidkante!“, erläutert Nico Leibensperger.
Kaum etwas wird bei der CFK-Bearbeitung mehr gefürchtet als die Delamination, bei der sich die Schichten in Werkstoffverbunden voneinander lösen. Das schwächt das Bauteil und macht es im schlimmsten Fall unbrauchbar. „Vermieden wird das durch die spezielle Schneidengeometrie und -bearbeitung, da gleichzeitig die Wärmeentwicklung reduziert ist. Auch die Graphitbearbeitung profitiert durch bessere Form- und Maßhaltigkeit“, ergänzt Nico Leibensperger.
Überhaupt erreichen die neuen laserbearbeiteten Fräser-Serien gleichbleibende Oberflächenqualitäten im Vergleich zu bisherigen diamantbeschichteten Werkzeugen. Das erklärt sich damit, dass mittels prozesssicherer Laserbearbeitung eine konstante Oberflächenrauheit erzielt wird und zugleich Beschichtungsfehler (Cluster) an der Werkzeugschneide entfernt werden.
Die Laserbearbeitung setzt der hohen Werkzeugkunst das i-Tüpfelchen auf: Neben den weiterhin geltenden Grundfertigkeiten wie Hartmetall-Auswahl, Schleifen der Vorstufen und Kantenpräparation sowie anschließender CVD-Beschichtung eröffnet die Lasertechnologie nun weitere Optionen auf dem Weg zum perfekten Werkzeug.
„Unsere neuen CVD-Fräser mit geschlossener Diamantschicht bieten unseren Kunden enormes Potenzial, ihre Prozesse zu optimieren, unwirtschaftliche Nachbearbeitungsvorgänge einfach wegfallen zu lassen sowie die gesamte Wirtschaftlichkeit dank langer Standzeiten und damit geringerer Werkzeugwechsel zu pushen. Bedenkt man, dass diese Technologie noch verhältnismäßig jung ist, können wir gespannt sein, was die kommenden Jahre an weiteren Innovationen für uns bereitstellen“, so Nico Leibensperger.
Mehr Informationen zur ZECHA GmbH:
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ZECHA Hartmetall- Werkzeugfabrikation GmbH |
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Benzstraße 2 |
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75203 Königsbach-Stein |
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Tel.: +49 (0) 72 32 / 30 22-0 |
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Fax: +49 (0) 72 32 / 30 22-25 |
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E-Mail: info@zecha.de |
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