Alle Artikel aus dem Bereich "Diamant-/diamantähnlich beschichtete Werkzeuge":

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SGS Tools
Vereinigte Staaten

SGS Tools stellt sich dem deutschen Markt vor

SGS Tools  stellt sich dem deutschen Markt vor

Die wirtschaftliche Bearbeitung von Hightechmaterialien in den Schlüsselindustrien ist eine Liga für sich. Neuartige Legierungen und Composites machen Zerspanern und Werkzeugen das Leben schwer, eröffnen andererseits jedoch ein breites Feld an Optimierungspotenzial, das es zu erschließen gilt. Der Werkzeughersteller SGS verfügt nach eigenen Angaben über eine anspruchsvolle Produktpalette im Bohren und Fräsen sowie über applikationsangepasste Werkzeuge für individuelle Lösungen.

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Kleinste Durchmesser prozesssicher beschichten: CFK und Graphit mit Multilayern bezwingen

Kleinste Durchmesser prozesssicher beschichten: CFK und Graphit mit Multilayern bezwingen

Faserverstärkte Kunststoffe, Aluminium-Silizium-Legierungen oder das im Formenbau beliebte Graphit – in Zerspanoperationen mit solchen Werkstoffen ist eine wirtschaftliche Bearbeitung oftmals nur mit diamantbeschichteten Bohrern oder Fräsern möglich. Das etablierte CVD-(Chemical Vapor Deposition)-Verfahren scheidet kristalline und nanokristalline sowie Multilayer Diamantschichten auf nahezu sämtliche Geometrien – auch kleinster Durchmesser – ab. Die Cemecon AG aus Würselen bietet dazu den entsprechenden Service, inklusive Know-how sowie Technologie.

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Cemecon AG
Deutschland

Genaue Konturen durch Diamantbeschichtungen

Genaue Konturen  durch Diamantbeschichtungen

Toleranzen im Mikrometer-Bereich einzuhalten gehört bei Werkzeugen der spanenden Fertigung längst zu Standardaufgaben. Schneidenschärfe, Belastbarkeit und Oberflächenglätte sind jedoch nicht allein von Konstruktion und Material des Werkzeugs abhängig. Vielmehr spielt auch die Wahl der Beschichtung eine wichtige Rolle. Mit ihren patentieren CCDia-Diamant-Schichtwerkstoffen kombiniert die Cemecon AG höchste Glätte mit maximalem Abrasionswiderstand – und das ohne „Präzisionsverlust“.

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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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Dirk Biermann, Timo Bathe, Michael Kansteiner, Sebastian Goeke
c/o Institut für Spanende Fertigung Technische Universität Dortmund
Deutschland

Entwicklungen zur Leistungssteigerung tribologisch beanspruchter Bauteile durch Oberflächenfeinstbearbeitung

Entwicklungen zur Leistungssteigerung  tribologisch beanspruchter Bauteile  durch Oberflächenfeinstbearbeitung

Die gezielte Strukturierung tribologisch beanspruchter Funktionsflächen durch Honen und Finishen stellt eine effiziente Möglichkeit zur Steigerung der Leistungsfähigkeit und Lebensdauer hoch beanspruchter Bauteile dar. Der Honprozess bietet vielfältige Möglichkeiten die Oberflächentopographie und einzelne Materialanteilskenngrößen spezifisch einzustellen. Am Institut für Spanende Fertigung (ISF) der TU Dortmund werden insbesondere zum Kurzhubhonen mit Finishbändern, auch Bandfinishen, Microfinishen oder Superfinishen genannt, diverse Ansätze verfolgt, um die Leistungsfähigkeit von Bauteilen und Werkzeugen über die eigentliche Oberflächenstrukturierung hinausgehend zu steigern.

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Frank Zobel, Peter Dültgen, Christian Pelshenke, Helmut Brand, Richard Wloka, Christian Hennigs, Rabi Lahdo, André Springer, Stefan Kaierle, Michael Hustedt
Institut für Werkzeugforschung und Werkstoffe (IFW)
Deutschland

Laserbasiertes Kleben von diamant- bestückten Segmenten an Trennscheiben

Abbildungen: IFW Remscheid
Abbildungen: IFW Remscheid

Mit den heutigen Klebstoffen können Verbindungen mit hohen Festigkeiten hergestellt werden, die mit geschweißten oder gelöteten Fügeverbindungen vergleichbar sind. Geklebte Diamant-Schleifsegmente an Trennscheiben halten den Belastungen bei der Gesteinsbearbeitung von Marmor und Granit stand. Durch die Entwicklung einer laserbasierten Fertigungskette sind Erst- und Wiederbestückung geklebter Trennscheiben wärmearm und reproduzierbar möglich.

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Sascha Rausch, Petra Kersting, Dirk Biermann
Institut für Spanende Fertigung (ISF), Technische Universität Dortmund
Deutschland

NC-Formschleifen von hartstoffbeschichten Tiefziehwerkzeugen

NC-Formschleifen von hartstoffbeschichten Tiefziehwerkzeugen

Aufgrund der gesetzlichen Bestimmung zur CO2-Reduktion in der Automobilindustrie werden vermehrt neuartige hoch- und höchstfeste Blechwerkstoffe im Karosseriebau eingesetzt, um eine Verringerung des PKW-Gewichts zu erzielen. Die Formgebung dieser Werkstoffe führt jedoch zu einer reduzierten Standzeit der kostenintensiven Umformwerkzeuge. Zur Steigerung der Verschleißbeständigkeit dieser Werkzeuge können thermisch gespritzte Hartstoffschichten aufgebracht werden. Aufgrund der spritzrauen Oberflächen sind diese jedoch schleifend nachzuarbeiten, um die geforderte Form- und Maßhaltigkeit sowie die Oberflächenqualität zu gewährleisten.

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Heike Kitzig, Taghi Tawakoli, Bahman Azarhoushang
Hochschule Furtwangen, Kompetenzzentrum für spanende Fertigung
Deutschland

Neue ultraschallunterstützte Abrichtmethode für einschichtig galvanisch gebundene Diamantschleifscheiben

Abb. 1: Schematische Darstellung des Verschleißes verschiedener Schleifscheibentypen im Vergleich mit Schleifscheiben mit galvanischer Bindung [frei nach Kloc09, Lape14]

Um bei Hartmetallen gute Oberflächen zu erzielen, werden diese üblicherweise mit kunstharzgebundenen oder keramischen Diamantschleifscheiben geschliffen. Bei beiden Bindungstypen besteht, trotz einer relativ begrenzten Abtragsrate, ein unerwünscht hoher Verschleiß der Scheiben, was mit einer eingeschränkten Profilhaltigkeit verbunden ist. Die Verwendung von Diamantschleifscheiben mit einschichtiger galvanischer Belegung ist, trotz einiger spezifischer Vorteile, wie geometrischer Flexibilität, sehr guter Profilhaltigkeit, großer Spanräume und guter Kühlungseigenschaften durch großen Spanräume, unüblich, da die einschichtig galvanisch gebundenen Diamantschleifscheiben durch ihren hohen Kornüberstand (ca. 40% im Vergleich zu ca. 15% bei kunstharz- oder keramisch gebundenen Scheiben) Spanrillen verbunden mit relativ hohen Oberflächenrauheiten erzeugen. Weitere Nachteile einschichtiger galvanisch gebundener Scheiben sind die schlechte Abrichtbarkeit und die Reduzierung der Schleiffähigkeit mit zunehmenden Zerspanvolumen. In diesem Artikel wird eine innovative Lösung beschrieben, wie sich die nachteiligen Eigenschaften der galvanisch gebundenen Diamanten durch ultraschallunterstütztes Strukturieren der Diamanten überwinden lassen. Mit einem stehenden Diamantabrichter wird dazu bei sehr langsamen Umfangsgeschwindigkeiten der Schleifscheibe während des Abrichtens ultraschallunterstützt mit einer definierten durchschnittlichen Anzahl Schläge pro Diamantkorn auf die Diamanten geschlagen, so dass diese oberflächlich zerbrechen und zahlreiche scharfe Schneidkanten entstehen. Dadurch lassen sich aus relativ groben Körnungen (hier wurde D251 verwendet) Kornschneiden erzeugen, die gleichmäßigen Kornüberstand aus der Bindung aufweisen und die Eigenschaften feinerer Körner besitzen und damit bessere Oberflächen erzeugen, wobei die Vorteile der galvanischen Scheiben, wie z.B. gute Profilhaltigkeit und gute Kühleigenschaften erhalten bleiben. Die Kornzwischenräume (Spanräume) sind im Verhältnis zu den entstandenen Teilkörnern sehr groß, was eine optimierte Kühlstoffzufuhr ermöglicht. In den Experimenten konnte nachgewiesen werden, dass mit fragmentierten Diamanten einer D251-Schleifscheibe sich bzgl. bezogenem Zeitspanvolumen im Vergleich mit kunstharz- oder keramisch gebundenen Schleifscheiben mit feineren Körnungen (D46 oder D64) und üblichen Parametern (Q'w=0,5 mm³/(mm.s)) vergleichbare bzw. bessere Rauheitswerte erzeugen lassen (Ra<0,1 µm, Rz=0,8 µm).

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Maximilian Warhanek, Josquin Pfaff
ETH Zürich Institut für Werkzeug-maschinen und Fertigung (IWF)
Schweiz

Positive Freiwinkel an Diamant Abrichtscheiben dank Ultrakurzpulslaser

Positive Freiwinkel an Diamant Abrichtscheiben dank Ultrakurzpulslaser

Abrichten ist ein kritischer Teil der Schleifprozesskette. Sowohl die Effizienz als auch die Ergebnisqualität von Schleifprozessen wird erheblich durch die Konditionierung des Werkzeugs beeinflusst [1]. Dabei stellt insbesondere der zunehmende Einsatz von superabrasiven Schleif- und Abrichtwerkzeugen aus Diamant und CBN eine Herausforderung für die Werkzeugkonditionierung dar. Aus diesem Grund werden vermehrt neue Methoden auf Basis von Elektroerosions- und Laserverfahren entwickelt und eingesetzt. In den vergangenen Jahren wurden im Bereich der Forschung diverse Laserprozesse in allen Bereichen des Abrichtens – Profilieren, Schärfen und Strukturieren – vorgestellt und vielversprechende Ergebnisse erzielt [1]. Große Fortschritte im Bereich der Industrietauglichkeit und Wirtschaftlichkeit von geeigneten Laserquellen haben zu ersten Schritten der industriellen Umsetzung dieser Prozesse geführt.

Dieser Artikel behandelt ein Lasertouchierverfahren welches neben der Herstellung der Makrogeometrie des Werkzeugs auch die Geometrie der Mikroschneidkanten am Abrasivkorn beeinflusst. In [2] werden die Vorteile dieses Vorgehens aufgezeigt. Obwohl die Form, Größe, Orientierung und Position der Körner stochastisch sind, gelingt die Herstellung eines positiven Freiwinkels auf einem Großteil der im Abrichtprozess aktiven Körner. Dieser Lasertouchierprozess wird an galvanisch einschichtig belegten Diamantabrichtstiften demonstriert. Der Einfluss von Freiwinkeln auf Diamantabrichtscheiben beim Konditionieren von Korundschleifwerkzeugen wird untersucht und unterschiedliche Einflussgrößen beleuchtet.

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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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