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Artikel mit den Schlüsselbegriffen SPANUNGSWERKZEUGE

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Michael Schneeweiß, Jan Glühmann, Jürgen Schneider
Deutschland

Fein- und Mikrobearbeitungsprozesse effizienter gestalten durch ALD-Nano-Verschleißschutzschichten

Fein- und Mikrobearbeitungsprozesse  effizienter gestalten durch  ALD-Nano-Verschleißschutzschichten

Mit Nutzung der ALD-Beschichtungstechnologie im Sektor Spanungswerkzeuge wird die Applikation von Verschleißschutzschichten – bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung minimaler Schneidkantenverrundungen – für Mikrozerspanungs- und Feinbearbeitungswerkzeuge ermöglicht. Neben einer minimalen Beeinflussung der mikrogeometrischen Gestalt durch die ALD-Nanoschichten, wird die Leistungsfähigkeit von Spanungswerkzeugen bei speziellen Bearbeitungsoperationen gegenüber bisher unbeschichteten Werkzeugen wesentlich gesteigert.

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M. Schneeweiß, J. Glühmann
Fakultät Automobil- und Maschinenbau Institut für Produktionstechnik IfP an der Westsächsischen Hochschule Zwickau
Deutschland

Effekte der kryogenen Kühlung mittels Kohlenstoffdioxid beim Drehen und Fräsen

Effekte der kryogenen Kühlung mittels Kohlenstoffdioxid beim Drehen und Fräsen

Vorrangig schwer spanbare Werkstoffe lassen sich durch den Einsatz kryogener Kühltechniken wirtschaftlich bearbeiten, wobei verfahrensspezifische Unterschiede in der Wirkung des Kryogens zu beobachten sind. Diese betreffen nicht nur die Ausbildung spezifischer Verschleißerscheinungsformen am Spanungswerkzeug, sondern ebenso die erzielbaren Standzeit- und Kostenvorteile. Generell ist festzustellen, dass bei geeigneter Wahl der Standbedingungen die Lebensdauer der Werkzeuge signifikant gesteigert werden kann, was wiederum mit einer deutlichen Kostenreduktion – im Vergleich zu konventionellen Kühltechniken – einhergeht.

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Eberhard Abele, Thomas Heep, Philipp Feßler
PTW, TU Darmstadt
Deutschland

Laseradditiv gefertigter Drehhalter für die prozesssichere CO2-Schneestrahlkühlung - Einsatzverhalten von beschichtetem Hartmetall beim Drehen von Vermicularguss

Schneidstoffe sind bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstofflegierungen einer erheblichen thermomechanischen Belastung ausgesetzt. Eine mögliche Technologie zur Steigerung des Einsatzverhaltens von beschichtetem Hartmetall ist die Verwendung einer kryogenen Prozesskühlung auf Basis von Kohlenstoffdioxidschnee (CO2-Schnee). Rückstandsfreie Sublimation der zugeführten Trockeneispartikel, erhebliche Reduktion der thermischen Schneidstofflast sowie Kosteneinsparungen bei Kühlschmierstoffwartung und -entsorgung sind wesentliche Verfahrensvorteile dieser Kühlmethodik. Zur Erhöhung der industriellen Akzeptanz und darüber hinaus zur Realisierung einer prozesssicheren, integrationsfähigen und zielgerichteten Versorgung thermisch hochbelasteter Schneidstoffbereiche mit CO2-Schnee können additiv gefertigte Werkzeugkomponenten einen entscheidenden Beitrag leisten. Daher wird im folgenden Artikel ein additiv gefertigter Drehhalter vorgestellt, welcher die simultane Versorgung von Span- und Freifläche mit CO2-Schnee ermöglicht. Dieses innovative Werkzeugkonzept soll zukünftig nicht nur die ökologische Nachhaltigkeit, sondern auch die Produktivität anspruchsvoller Zerspanungsaufgaben verbessern.
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Steffen Henze, Jan Gäbler und Eckart Uhlmann
Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Deutschland

Schichthaftungsprüfung von CVD-Dünnschichtdiamantwerkzeugen mit Siliziumcarbid-Zwischenschicht

Schichthaftungsprüfung von  CVD-Dünnschichtdiamantwerkzeugen  mit Siliziumcarbid-Zwischenschicht

Mit Diamant beschichtete Hartmetallwerkzeuge eignen sich hervorragend für die Zerspanung von Grafit, faserverstärkten Kunststoffen und Aluminiumlegierungen. Am Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig werden Siliziumcarbid-Zwischenschichten als Alternative für die bis heute notwendige Ätzvorbehandlung des Hartmetallgrundkörpers entwickelt. Ziel ist die Vermeidung einer Schwächung der Randzone des Hartmetalls sowie die Erweiterung der einsatzfähigen bzw. beschichtbaren Hartmetallsorten. Für die Entwicklung der Zwischenschicht ist es wichtig, eine geeignete Schichthaftungsprüfung zur Verfügung stellen zu können, damit die Beschichtungsqualität sichergestellt werden kann. Gemeinsam mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF der Technischen Universität Berlin wurden in einem zweijährigen Forschungsprojekt umfangreiche Vergleichsuntersuchungen durchgeführt. Die Ergebnisse der Partikelstrahl-, Impact- und Anwendungstests werden hier vorgestellt.

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Michael Schneeweiß, Jan Glühmann
Westsächsischen Hochschule Zwickau
Deutschland

Tieftemperaturmedien beim Fräsen schwer spanbarer und konventioneller Materialien

Tieftemperaturmedien beim Fräsen schwer spanbarer und konventioneller Materialien

Die Freisetzung von Leistungsreserven beim Fräsen schwer spanbarer, als auch konventioneller Materialien, kann durch die Nutzung von Tieftemperaturmedien zur Prozesskühlung erreicht werden. Standzeitsteigerungen von bis zu 30% an Vergütungsstählen und bis zu 85% an hitzebeständigem Stahlguss, wurden beim Fräsen mit CO2-Kühlung nachgewiesen. Mit dem entsprechenden Prozessverständnis, kann mittels kryogener Zerspanung eine weitere Reduzierung der zeitabhängigen oder aber der werkzeugabhängigen Kosten in den Teilefertigungen erzielt werden.