Laser löst  Produktivitätsschub aus
  • Firma: KOMET GROUP GmbH
  • Land: Deutschland
  • Autor(en): Komet Group GmbH
  • Artikel vom: 25 September 2016
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  • Artikel Nummer: 058-007-de
  • Kategorie(n): WERKZEUG ANWENDUNGEN
  • Laser löst Produktivitätsschub aus

    Werkzeuge mit Diamantschneidstoffen sind ein wichtiger Schlüssel für leistungsfähige und effiziente Bearbeitungsprozesse – insbesondere bei Verbund- und metallischen Leichtbauwerkstoffen. Für deren Serienbearbeitung haben sich in den letzten Jahren mit PKD-Wendeschneidplatten bestückte Werkzeuge etabliert. Ein Trend, den die Komet Group mit einem breiten Programm aus über 900 verschiedenen PKD- und auch CVD-D-Wendeschneidplatten unterstützt. Es umfasst vielfältige sowohl ISO- als auch spezifische Geometrien und Ausführungen – beispielsweise als Eck- oder ganzseitiger Blank, Fullface, Wiper, mit 3D-Schlicht- und Schrupp-Spanleitstufen, etc.
    Für die Bearbeitung der PKD- und CVD-D-Platten setzt die Komet Group standardmäßig eine hochmoderne Laseranlage ein, die sich sowohl zum Schneiden der Kontur als auch zum Einbringen von beliebigen 3D-Formelementen zum Beispiel für Spanleitstufen eignet. Daraus ergeben sich entscheidende Vorteile, die in der Praxis durchaus für Standzeiterhöhungen von 20 bis 30 Prozent sorgen können. Denn gelaserte Schneidkanten weisen im Gegensatz zu geschliffenen eine deutlich geringere Schartigkeit auf. Das liegt daran, dass der Laser durch das Diamantkorn (und den Binder) schneidet. Beim Schleifen hingegen werden die Körner ausgebrochen, so dass die Korngröße die Schartigkeit bestimmt. Außerdem wird beim Lasern vermieden, dass das PKD-Gefüge durch Schleifdruck beschädigt wird.

    Laserbearbeitung sorgt für scharfe, gleichmäßige Schneiden

    Das Laserschneiden ermöglicht zudem den Einsatz von PKD-Mischkorn mit bimodalem Gefüge. Durch die Kombination von großen und kleinen Diamantkörnern werden eine erhöhte Packungsdichte und dadurch eine gleichmäßige, lückenlose Diamantschneidkante erreicht. Diese hat in der Regel eine höhere Lebensdauer und sorgt für verbesserte Oberflächengüte am zu bearbeitenden Bauteil. Auch die Formgenauigkeit der Schneidenkontur profitiert vom Laserschneiden. Am deutlichsten wird dies an den tangentialen Übergängen von den geraden Seiten einer Schneidplatte in den Radius und am Radius selbst sichtbar. Bei einer geschliffenen Platte entsteht am Übergang zum Radius häufig eine leichte Unstetigkeit, und Radien können nicht optimal ausgeformt werden. Ein Effekt, der beim Lasern nicht auftritt.
    Ein weiterer Vorteil, den die Lasertechnologie mit sich bringt, ist die Möglichkeit, nahezu beliebige 3D-Formelemente in die Schneidplatte einzubringen. Beim Schleifen ist man durch die Schleifscheibe begrenzt, so dass sich in der PKD-WSP lediglich einfach geformte, offene Strukturen als Spanleitstufen erzeugen lassen. Mit einem Laser kann man auch geschlossene, individuelle Formen einfügen, beispielsweise Kalotten, die für eine bessere Spankontrolle sorgen. Auf der AMB 2016 zeigt die Komet Group die aktuellen Diamant-Wendeschneidplatten und zwei neuentwickelte Spanleitstufen für Schlicht- und Schruppbearbeitung, die sehr gute Spanbrucheigenschaften in einem breiten Anwendungsfeld von Werkstoffen und Schnittparametern gewährleisten.

    Für CVD-D ist der Laser unerlässlich

    Für die Produktion von CVD-D-Wendeschneidplatten ist die Laserbearbeitung unerlässlich. Denn CVD-Dickschichtdiamant ist reiner Diamant und im Gegensatz zu PKD binderfrei. Das macht ihn zum härtesten und verschleißfestesten Schneidstoff für die Zerspanung von Nichteisenmetallen, Verbundmaterialen, Hartmetall, Keramik, Kunststoffe mit Füllstoffen und MMC (MetalMatrixComposite). Vor allem bei der Bearbeitung von stark abrasiven Materialien wie CFK, GFK und Grafit lassen sich mit innovativem CVD-Dickschichtdiamant Spitzenergebnisse erzielen, denn im Gegensatz zu PKD enthält CVD-D keinen Binder und zeichnet sich so durch maximal erreichbare Härte aus. Auch beim Zerspanen von Aluminium mit hohem Siliziumgehalt lassen sich mit CVD-D-Werkzeugen Vorteile generieren. In Feldversuchen haben diese Standzeiten erreicht, die ein Vielfaches über vergleichbaren PKD-Werkzeugen liegen.
    Die diamantbestückten Komet Wendeschneidplatten werden vorwiegend in Dreh- und Aufbohrwerkzeugen eingesetzt. Fürs Fräsen von Leichtbauwerkstoffen kommen vorwiegend Werkzeuge mit eingelöteten PKD-Leisten zum Einsatz. Auch hier hat Komet ein Highlight zu bieten, das mit Lasereinsatz verbunden ist.

    Innovative PKD-Fräswerkzeuge aus dem 3D-Drucker

    Seit gut einem Jahr nutzt die Komet Group den 3D-Druck zur Herstellung von Fräsergrundkörpern beziehungsweise Schneidenträger. Dazu ist der Besigheimer Werkzeughersteller eine Partnerschaft mit Renishaw eingegangen, die in ihren „Additive Manufacturing“-Anlagen das für den Metalldruck geeignete Verfahren „Selektives Laserschmelzen“ einsetzen: In einem extrem dünnen Bett aus Metallpulver werden mit einem hochleistungsfähigen Ytterbium-Faserlaser gezielt jene Bereiche geschmolzen und dann beim Abkühlen verfestigt, die das Bauteil ergeben sollen. Das ganze geschieht unter Argon-Schutzgasatmosphäre. Mit immer neuen Metallpulverschichten wird dieser Vorgang so oft wiederholt, bis das Teil fertig ist. Das Gefüge der additiv erzeugten Werkstücke erreicht eine bis zu 99,9 Prozent gleiche Struktur, wie gewalzte oder gegossene Metallteile.
    Auf der AMB 2016 präsentiert die Komet Group völlig neu konzipierte Komet PKD-Fräswerkzeuge, deren Schneidenträger generativ per Laserschmelzen gefertigt werden. Auf diesen Grundkörper lassen sich ohne weitere Nachbearbeitung die PKD-Schneiden auflöten und aufs passende Maß bearbeiten. Durch den 3D-Druck ist es möglich – abhängig vom Durchmesser – eine bis zu doppelt so große Schneidenanzahl zu realisieren. Dazu ordneten die Komet -Entwickler die Schneiden neu an und realisierten wesentlich größere Achswinkel.
    Bei einem 32 mm-Einschraubkopf beispielsweise ließ sich die Zahl der Nuten und Schneiden von sechs auf zehn steigern. Entsprechend ermöglicht das Werkzeug einen in diesem Verhältnis erhöhten Vorschub.

    Bei diesen Fräsern nutzt Komet zudem die freie Gestaltbarkeit der additiven Fertigung, um den Verlauf der Kühlkanäle im Inneren des Werkzeugs ideal auszulegen. Geschwungene Kanalführungen sind exakt so platziert, dass jede Schneide optimal von einem separaten Kühlkanal versorgt wird. Solche Komet PKD-Fräser in Schaft- und Einschraubausführung sowie weitere additiv gefertigte Werkzeuge werden seit dem Frühjahr von einigen Automobilzulieferern getestet, die vorwiegend Teile aus Aluminiumguss in großen Serien bearbeiten. Dabei ließen sich Vorschuberhöhungen um bis zu 50 Prozent realisieren.

    Weitere neue Komet PKD-Werkzeuge

    Schon seit langem ist die Komet Group mit PKD-Gewindefräsern in der Aluminiumzerspanung erfolgreich. Einen Produktivitätssprung versprechen die neuen Komet HPC-PKD-Gewindefräser, bei denen es den Entwicklern gelungen ist, die Anzahl der Spannuten zu erhöhen, ohne die Spanabfuhr einzuschränken und die Stabilität zu gefährden. Mit höherem Vorschub sorgen sie für kürzere Bearbeitungszeiten, was sich besonders bei großen Gewindedurchmessern bemerkbar macht. Dem Anwender steht natürlich auch die Alternative offen, auf höhere Geschwindigkeit zu verzichten und dafür von längerer Standzeit zu profitieren. Je kleiner Reib- und Bohrwerkzeuge werden, desto schwieriger ist es, PKD-Platten einzulöten. Daher ist Komet einen neuen Weg gegangen und hat sogenannte Solid-Werkzeuge mit einem massiven Kopf aus PKD entwickelt. Auf diese Weise lassen sich deutlich mehr Schneiden realisieren. Bei einem Reibwerkzeug-Durchmesser, bei dem bisher nur zwei eingelötete Schneiden möglich waren, kann das entsprechende PKD-Vollkopfwerkzeug dagegen sechs Schneiden enthalten. Es erzeugt daher eine wesentlich bessere Rundheit und zeichnet sich zudem durch längere Standzeit aus.

    Besuchen Sie die Komet Group auf der AMB 2016 in Halle 1, B12.
    Dort erhalten Sie detaillierte Informationen zu sämtlichen innovativen Diamantwerkzeugen.

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