Sandvik Coromants Vollhartmetall-Schaftfräser CoroMill® Plura HD ist ein Hochleistungswerkzeug, das selbst bei anspruchsvollen Bearbeitungen erhebliche Leistungssteigerungen ermöglicht.

Ausgabe 03 | 2024

Mit neuer Strategie zerspanen

Sandvik AG

Um den Marktanforderungen gerecht zu werden und wettbewerbsfähig zu bleiben, sind Fertigungsunternehmen ständig auf der Suche nach Produktivitätssteigerungen, Effizienzverbesserungen und Kostensenkungen. Vollhartmetall-Schaftfräser für die Schruppbearbeitung sind eine Möglichkeit, diese Ziele zu erreichen, aber viele der derzeit verfügbaren Werkzeuge weisen Leistungseinschränkungen auf, sowohl in Bezug auf die Standzeit als auch auf die Produktivität und Prozesssicherheit.

Die Financial Times nannte die Inflation und den Krieg in der Ukraine als Hauptfaktoren für den Anstieg der Energie- und Rohstoffpreise, auch für Stahl. Dieser Kostenanstieg stellt für die Industrie ein erhebliches Hindernis bei der Erzielung niedriger Stückkosten dar und wirkt sich direkt auf die Rentabilität aus. Wie können Unternehmen diesen Herausforderungen begegnen und gleichzeitig die Marktanforderungen erfüllen und wettbewerbsfähig bleiben?
Ein Lösungsansatz liegt in der Implementierung einer Power-Cut-Strategie, die sich bei der Schruppbearbeitung als sehr effektiv erwiesen hat. Sie gewährleistet effiziente Zerspanungsraten und eine hohe Prozesssicherheit. Mit einer effektiven Power-Cut-Strategie können Fertigungsunternehmen ihre Schruppbearbeitung optimieren, die Produktivität steigern und die Durchlaufzeiten verkürzen. Aber wie sollte eine Power-Cut-Strategie eingesetzt werden? Vereinfacht ausgedrückt ist die Methode ähnlich dem High-Feed-Sidemilling (HFSM), jedoch mit einer grösseren radialen Schnittbreite, die von einem kontrollierten Eingriff und einer kontrollierten Werkzeugbelastung profitiert. Für eine erfolgreiche Anwendung sind ein konstant hoher radialer Eingriff und gleichmässige Bewegungen während der Bearbeitung erforderlich – beides trägt zu einer höheren Prozesssicherheit, Werkzeugstandzeit und Produktivität bei.

Unterschiedliche Strategien
Bevor auf die Power-Cut-Strategie eingegangen wird, sollen zwei konventionelle Schruppstrategien betrachtet werden. Die erste ist die sogenannte Picture-Frame-Strategie, eine veraltete Schruppstrategie mit einem ineffizienten Werkzeugweg. Zu den wenigen Vorteilen gehört, dass die NC-Programme nicht aktualisiert werden müssen und die Programmgrösse gering ist, was für ältere Maschinen mit begrenzter Speicher- und Verarbeitungskapazität interessant ist. Die Nachteile liegen vor allem darin, dass das Potenzial des Werkzeugs an den «einfachen Stellen» des Werkzeugwegs nicht voll ausgenutzt werden kann und das Werkzeug beispielsweise in den Ecken überlastet wird. Das Ergebnis ist unter dem Aspekt der Bearbeitungsleistung, das heisst der Werkzeugstandzeit, der Produktivität, der Prozesssicherheit, der Qualität des bearbeiteten Werkstücks und des Verschleisses oder der Wartung der Werkzeugmaschine, nicht zufriedenstellend.
Die zweite Strategie ist das High-Feed-Sidemilling, eine effiziente und leistungsstarke Strategie, die die volle Leistung des Werkzeugs bei hoher Prozesssicherheit und Standzeit ausnutzt. HFSM-Werkzeuge haben in der Regel eine sehr enge Teilung, was bei der Bearbeitung mit geringem radialen Eingriff sowohl für die Standzeit als auch für die Produktivität sehr vorteilhaft ist. Ein geringer radialer Eingriff ermöglicht auch eine sehr grosse axiale Schnitttiefe. Für grössere radiale Zustellungen sind diese Werkzeuge jedoch völlig ungeeignet und brechen bereits bei geringen axialen Schnitttiefen.
Sobald die doppelte Schnitttiefe (2xD) oder weniger benötigt wird, ist eine Power-Cut-Strategie effizienter. Dies erfordert Werkzeuge, die für grössere Schnitttiefen ausgelegt sind. Aus diesem Grund haben die Sandvik Coromant Ingenieure versucht, einen optimierten und effizienten Vollhartmetall-Schaftfräser zu entwickeln, der sich in diesem Bereich auszeichnet. Das Ergebnis ist der CoroMill Plura HD, dessen nächste Generation mit zwei neuen Sorten erhältlich ist.

Höhere Zerspanungsleistung
CoroMill Plura HD ist in zwei verschiedenen Sorten und Beschichtungen erhältlich, die beide verbessert wurden. Eine der neuen Sorten ist P2BM für Stahl, die andere M2CM für rostfreien Stahl. Der grössere radiale Eingriff ermöglicht ein höheres Zeitspanvolumen (MRR) als bei CoroMill Plura HFS. Da sich dieser Vorteil auf bis zu 2xD auswirkt, führt dies zu einem höheren Zeitspanvolumen in nur einem Durchgang.
Für die neuen Sorten haben die F&E-Spezialisten von Sandvik Coromant neue Beschichtungen für Vollhartmetall-Schaftfräser entwickelt, die die Standzeit der Werkzeuge verlängern und gleichzeitig die Schnittgeschwindigkeit erhöhen. Die neue Beschichtungstechnologie heisst Zertivo™ 2.0 und bietet eine verbesserte Beständigkeit gegen Hitze und abrasiven Verschleiss, ohne Kompromisse bei der Zähigkeit einzugehen. Das bedeutet, dass die Zertivo 2.0-Beschichtungen zu einer sehr widerstandsfähigen Schneidkante beitragen. Beide Versionen des CoroMill Plura HD, P2BM und M2CM, sind mit der Zertivo 2.0-Technologie ausgestattet.
Die Power-Cut-Strategie ermöglicht eine radiale Zustellung von 70 bis 90 Prozent, was im Vergleich zur HFSM-Strategie etwa 10 Durchgängen auf einmal entspricht, da die HFSM-Strategie typischerweise eine radiale Zustellung von 5 bis 10 Prozent des Werkzeugdurchmessers nutzt. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass HFSM mit einer sehr grossen axialen Schnitttiefe verwendet werden kann, während die axiale Schnitttiefe bei der Power-Cut-Strategie auf den doppelten Werkzeugdurchmesser begrenzt ist.
Durch den Einsatz der Power-Cut-Strategie im Bereich bis zum doppelten Werkzeugdurchmesser können Fertigungsunternehmen hohe Zerspanraten bei gleichzeitiger Prozessstabilität erzielen. Der kontrollierte Eingriff und die kontrollierte Belastung sorgen für einen stabilen Bearbeitungsprozess und reduzieren das Risiko von Werkzeugbruch oder anderen Störungen.

Umfangreiche Leistungstests
Die CoroMill Plura HD Werkzeuge mit Zertivo 2.0 wurden in zahlreichen Leistungstests mit Vollhartmetallfräsern von Wettbewerbern verglichen.
Eine der Anwendungen, bei der die Leistungsfähigkeit unter Beweis gestellt wurde, war das Nutenfräsen eines ISO-M-Bauteils aus rostfreiem Stahl 1.4404 (316L). Dabei wurden der CoroMill Plura HD der Sorte M2CM und der Schaftfräser eines Wettbewerbers mit den gleichen Bearbeitungsparametern betrieben: Schnittgeschwindigkeit (vc) von 90 m/min, Vorschub pro Zahn (fz) von 0,05 mm/Zahn, radiale Schnittbreite (ae) von 10 mm und axiale Schnitttiefe (ap) von 5 mm. Im Vergleich zur Wettbewerbslösung zeigte der CoroMill Plura HD eine um 65 Prozent höhere Standzeit.
In einem weiteren Beispiel wurde der CoroMill Plura HD der Sorte P2BM gegen ein anderes Wettbewerbswerkzeug an einem ISO-P-Bauteil aus SS1672 (C45) mit einer Härte von 160 HB eingesetzt, um eine schwere Trockeneckfräsbearbeitung durchzuführen. Es wurden die nachstehenden Schnittparameter verwendet: vc von 235 m/min, fez von 0,1 mm/Zahn, ae von 7,5 mm und ap von 5 mm. In diesem Fall zeigte der CoroMill Plura HD eine Standzeiterhöhung von 150 Prozent.
Die Leistungsvorteile von CoroMill Plura HD und Zertivo 2.0 sind besonders vorteilhaft für Fertigungsunternehmen in allen Branchen, die Produkte einfacher, effizienter und kostengünstiger herstellen wollen. Das Standardprogramm bietet Ø 2 bis 25 mm, eine Schnitttiefe von 2xD, vier bis fünf Zähne und einen Eintauchwinkel von 5 oder 7°. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Werkzeuge von Sandvik Coromant eine um 30 Prozent höhere Standzeit und gleichzeitig eine um 30 Prozent höhere Produktivität bieten. Dies wurde sowohl mit den neuen Werkzeugen für rostfreien Stahl (ISO-M Bearbeitung) als auch mit den Werkzeugen für Stahl (ISO-P Bearbeitung) erreicht. Erreicht wurden diese Ergebnisse ohne Anwendung von Strategieverbesserungen, wie zum Beispiel einer Power-Cut-Strategie, die die Leistung noch weiter optimieren würde.

Vervielfachte Leistung
Der Vollhartmetall-Schaftfräser CoroMill Plura HD von Sandvik Coromant ist ein Hochleistungswerkzeug, das selbst bei schwierigen Bearbeitungen erhebliche Leistungssteigerungen ermöglicht. Auch dank der Zertivo 2.0-Beschichtung bietet die Fräserreihe im Vergleich zu Wettbewerbswerkzeugen und zu älteren Sorten deutliche Verbesserungen bei Standzeit, Produktivität und Prozesssicherheit.
Darüber hinaus kann die Leistung des CoroMill Plura HD durch die Anwendung einer Power-Cut-Strategie weiter gesteigert werden. Hierdurch können Prozesssicherheit, Standzeit und Produktivität nochmals optimiert werden.
Weitere Informationen zu den Standzeitvorteilen von CoroMill Plura HD Vollhartmetallfräsern mit Zertivo 2.0-Beschichtung erhalten Sie auf der Website von Sandvik Coromant.

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April

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