• Firma: TiroTool Diamant Werkzeug Systeme GmbH
  • Land: Österreich
  • Artikel vom: 20 November 2013
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  • Kategorie(n): Zerspanen, WERKZEUG ANWENDUNGEN, Werkzeuge nach Schneidstoffen
  • Schlüsselbegriffe: 3D-Spanleitstufen
  • Innovatives Zerspanen mit CVD-Diamant-Dickschichtwerkzeugen

    Innovatives Zerspanen  mit CVD-Diamant-Dickschichtwerkzeugen

    Seit der Gründung im Jahre 2002 beschäftigt sich die Firma mit der Entwicklung diamantbestückter Präzisionswerkzeuge zum Drehen, Fräsen, Bohren, Spindeln und Stechen. Die dabei gewonnenen Erfahrungen führten zu zahlreichen Neuentwicklungen, welche der Bearbeitung ultraharter Schneidstoffe neue Wege eröffneten. Diese werden hier vorgestellt:

    Tirowave

    2004 wurde mit Tirowave weltweit die erste in Diamantschneiden gelaserte 3D-Spanleitstufe vorgestellt. Als weiterer Meilenstein folgte 2005 Tirospice, eine feinstgelaserte Schneidkante für die mit CVD-Dickschicht-Diamant (CVD-D) bestückten Werkzeuge und Schneidplatten. Die für die Bearbeitung der Mikroschneidkanten benötigten Laser entwickelte Tirotool gemeinsam mit einem renommierten Hersteller. Dank der Konzentration des Firmen-Know-hows auf Diamantschneidstoffe wie PKD und CVD-D sowie die Herstellung von Schneidkanten mit gelaserten Spanbrechern entwickelte sich das Tiroler Unternehmen zu einem gefragten Lieferanten. Aktuell beschäftigen sich zwölf Mitarbeiter mit der Optimierung dieser Entwicklungen unter besonderer Berücksichtigung der neuesten Erkenntnisse in der Lasertechnologie. Parallel dazu werden für die unterschiedlichen Bearbeitungsaufgaben Werkzeugkonzepte mit dem Ziel entwickelt, die Produktivität der Anwendung durch die Betrachtung der gesamten zerspanenden Prozesskette zu steigern.

    CVD-D

    Bei der chemischen Gasphasenabscheidung CVD-D (Chemical-Vapour-Deposition von Diamant) – nicht zu verwechseln mit dem CVD- Beschichtungsverfahren für Wendeschneidplatten – wird ein polykristallines, nahezu hundertprozentiges (99,9 Prozent) Dia-mantsubstrat 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. 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 auch ein positiver Effekt für die Umwelt.

    Schruppen und Feinstbearbeitung

    Die Mikroschneide wird der Anwendung angepasst – von extrem scharf mit einer Schneidkantenverrundung von 2-3 µm über verrundet, bis zu positiven und negativen Fasen. Dank der scharfen und schartenfreien Schneiden eignet sich der CVD-D-Diamant für alle Zerspanungstechnologien, vom Schruppen bis zum Feinschlichten von langspanenden Aluminium- und Magnesiumlegierungen, Aluminium mit hohem Siliziumanteil sowie von Edelmetall-Legierungen, Verbundwerkstoffen mit hohem Anteil an abrasiven Füllstoffen, Hartmetall und Keramikgrünlingen. Auch ließen sich mit CVD-D längere Schneiden als mit einkristallinem Diamant realisieren, so der Tiroler Werkzeughersteller.

    Gelaserte 3D-Spanleitstufen

    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 begegnet die Produktreihe Tirowave mit gelaserten 3D-Spanformern. Spanwinkel bis 25° erzeugen einen weichen Schnitt und verringern die Gratbildung auf ein Minimum. Die scharfe Schneide bietet 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 CVD-D-Schneiden mit glattem Schnitt.

    Geometrieflexibilität

    Der polykristalline CVD-Dickschicht-Diamant übertrifft den polykristallinen Diamant (PKD) hinsichtlich Verschleißfestigkeit, Standzeit und erreichbarer Oberflächengüte und ist in der Härte nahezu identisch mit dem monokristallinen Diamant (MKD). Mit den CVD-Dickschicht-Diamanten lassen sich bei der allgemeinen Zerspanung alle Vorteile erzielen die auch den MKD-Diamanten auszeichnen – allerdings zu wesentlich geringeren Kosten, berichten die Österreicher. Zusammen mit dem breiten Anwendungsspektrum böte CVD-D deshalb in der Serienfertigung eine Alternative für viele „angestammte“ Hartmetall-, MKD- und auch PKD-Anwendungen. Meldungen aus Kundenkreisen bestätigen 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.

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