Ein Span wie aus dem Bilderbuch

Nicht selten sind es die Werkzeug-Spezialistinnen und -Spezialisten, bei denen die Anfragen zuerst landen, komplexe und problematische Zerspanungsprozesse zu optimieren. Zu den häufigsten Problemen der Zerspanerinnen und Zerspaner gehören Werkzeugverschleiss, Bearbeitungszeiten und Kosten. Wie Herstellerinnen und Hersteller den vielfältigen Herausforderungen begegnen, wird auf der diesjährigen AMB vom 10. bis 14. September in Stuttgart gezeigt.

Schneidstoffe und Beschichtungen
Die Entwicklung neuer Schneidstoffe und Beschichtungen ist ein Schlüsselbereich in der Weiterentwicklung von Präzisionswerkzeugen. Hartmetall, Keramik und Diamantbeschichtungen reduzieren den Verschleiss und verlängern Standzeiten. Am Ende sind häufig sie es, die für ein unterbrechungsfreies Arbeiten sorgen.
Bei Iscar kommt noch ein weiteres Element hinzu, das sich positiv auf die Produktivität auszahlt: Bei den 3-Schneiden-Vollhartmetall-Flachkopfbohrern wurden innere Kühlmittelkanäle für eine verbesserte Bearbeitungsleistung integriert. Die drei Kühlmitteldüsen verlängern die Lebensdauer der Schneide und verbessern die Spanabfuhr. Die Flachbohrer-Linie von Iscar ist nach eigenen Angaben die erste auf dem Markt für die Bearbeitung von Flachbodenbohrungen.
Die drei Schneiden des Bohrers verbessern die Qualität der Bohrungen, vor allem, wenn unterbrochene Schnittbedingungen auftreten. Das können beispielsweise sich schneidende Löcher oder schräge Flächen sein.

Verbundwerkstoffe und neue Materialien
Auch Verbundwerkstoffe wie Kohlefaser oder Titanlegierungen erfordern spezielle Werkzeuge, die extremen Belastungen standhalten können. Mit der steigenden Nachfrage nach diesen leichteren und dennoch robusten Materialien steigt auch der Bedarf an Werkzeugen, die diese Materialien bearbeiten können. Forschung und Entwicklung vieler Unternehmen konzentrieren sich daher auf die Herstellung solcher Werkzeuge, mit einem Fokus auf deren Beschichtungen.
Auch Mapal entwickelt seine Oberflächentechnologien weiter. Extrem harte und verschleissbeständige Diamantschichten zerspanen Materialien wie CFK, Keramik, Graphit und Aluminiumverbindungen. Vor allem in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, im Werkzeug- und Formenbau und in der Medizintechnik fordern die Anwenderinnen und Anwender hohe Standzeiten und Prozesssicherheit.

Nanotechnologie und mikrostrukturierte Werkzeuge
Ein weiterer Trend betrifft die Grösse der herzustellenden Bauteile. Sie werden immer kleiner. Damit schrumpfen auch die notwendigen Formen und Geometrien. Die Miniaturisierung von Bauteilen erfordert Werkzeuge mit immer präziseren und kleineren Abmessungen. Die Übergänge sind fliessend in Mikro- und Nanotechnologie. Werkzeuge mit mikroskopisch kleinen Strukturen sind besonders in der Elektronik- und Medizintechnik gefragt.
Beispiel LMT Tools: Bei der Entwicklung der Mikrofräser stand neben der gewünschten Bauteilqualität auch die Produktivität und Prozesssicherheit im Vordergrund. Für die hochpräzise Fräsbearbeitung mit kleinen Werkzeugdurchmessern bietet LMT unterschiedliche Mikrofräser im Toleranzbereich bis 0,007 mm an. Die 3-, 4- und 6-mm-Präzisionsschäfte mit h5-Toleranz und einem Ø von 0,3 bis 3,0 mm sind in zwei Geometrievarianten erhältlich: eine torische Ausführung mit gerader Stirn für präzise Konturen sowie eine Ausführung mit Kugelkopf. Letztere erlaubt eine höhere Flexibilität bei der Bearbeitung von komplexen 3D-Formen. Durch die Kugelform des Fräsers können Rundungen und unregelmässige Oberflächen präzise bearbeitet werden.

Kleinste Durchmesser ohne Pilotieren
Auch bei Ceratizit werden Bohrer für kleine und zudem noch sehr tiefe Durchmesser angeboten. Bis 30xD bohren die WTX-Bohrer bei gleichzeitiger hoher Positioniergenauigkeit. Die 5xD Ausführung ist als Pilotbohrer für die Micro-Tieflochbohrer ausgelegt und schafft die Voraussetzungen für den Mikrotieflochbohrprozess. Aufgrund ihrer Eigenzentrierung kann bei den Mikrobohrern bis einschliesslich 8xD auf das Pilotieren/Zentrieren verzichtet werden.
Stähle, Guss-Materialien oder hochwarmfeste Werkstoffe werden mit den Bohrern sicher und wiederholgenau bearbeitet, so der Hersteller. Hintergrund ist hier ­eine optimierte Geometrie und die sogenannte Dragonskin-Beschichtung. Die spezielle Geometrie der Spitze erhöht die Positioniergenauigkeit und geläppte Oberflächen sorgen im Verbund mit patentierten Spanraumöffnungen für einen sicheren und schnellen Spanabtransport. Gekühlt werden die Werkzeuge mithilfe spiralförmiger Kühlkanäle und der Kühlmittelkammer im Schaft. Mit diesen Massnahmen will Ceratizit das Mikrobohren wiederholgenau und unterbrechungssicher gestalten «und steht auch mit Rat und Tat zur Seite, um die Werkzeuge auf neue, herausfordernde Anwendungen gemeinsam mit dem Kunden zu optimieren», sagt Felix Meggle, Produktmanager VHM-Bohren bei Ceratizit.

Ohne Spannmittel keine präzise Bearbeitung
Je enger die Toleranzen für das zu bearbeitende Werkstück am Ende sind, desto mehr kommt es auf die gesamte Kette der Kraftübertragung vom Fundament der Werkzeugmaschine bis zum Span an. Auch in der 5-Achs-Bearbeitung von Rohteilen sorgen neue Standardspannmittel für die präzise und unterbrechungsfreie Zerspanung. Beispiel ist der Zentrischspanner EvoGrip von Emuge, ein manuell betätigter Direktspanner, der das Werkstück zentrisch fixiert. Die kompakte Bauform ermöglicht die Mehrseitenbearbeitung über fünf Achsen und macht Spannvorrichtungen dieser Art universell einsetzbar. Mit seinem modularen und schlanken Systemaufbau erreicht er eine maximale Spannkraft von bis zu 75 kN.
Ergänzung dazu ist das Nullpunktspannsystem EvoPoint. Es ermöglicht hohe Genauigkeiten und kann dank des modularen Aufbaus mit dem Zentrischspanner-Baukasten kombiniert werden. In Verbindung mit EvoPoint können Rüstzeiten um bis zu 80 Prozent reduziert werden, so der Hersteller. Von diesen Spannbacken stehen verschiedene Ausführungen zur Verfügung, wie ­eine einteilige mit verschiedenen Konturen, eine mehrteilige, bestehend aus Grundbacken mit Wendebacken sowie Wende­backen mit verschiedenen Kon­turen, Aufsatzbacken und Mittelbacken.

Messen und Prüfen
Wo es um Genauigkeit geht, darf auch die entsprechende Kontrolle nicht fehlen. Das Beispiel, dass es auch hier stets Neuigkeiten gibt, stammt von AMB-Aussteller Hahn+Kolb. Mit den Rauheitsmessgeräten Micro, DH-9 und Easyroughness von Diavite und Atorn bietet der Werkzeug-Dienstleister drei Lösungen zur Messung von Oberflächen nach ISO 21920. Die neue internationale Norm mit ihren drei Teilen zur profilhaften Messung, Charakterisierung und Angabe der Oberflächenbeschaffenheit (Rauheit, Welligkeit) von Bauteilen ersetzt seit Ende 2021 die zurückgezogenen Normen ISO 4287, ISO 4288, ISO 13565-2 und ISO 1302. Diese hatten nicht mehr alle Möglichkeiten moderner Messgeräte abgedeckt.
Die Geräte zur Bestimmung der Rauheit werden mit einem Aluminium-Gehäuse und Touchscreen-Display gefertigt. Sie besitzen duale Vorschubeinheiten für Kufen- und Freitaster sowie individuelle Sonderlösungen. So können Anwenderinnen und Anwender mehr Messaufgaben erledigen als mit reinen Gleitkufen-Tastsystemen.
Entsprechende Kugeltaster, Tiefen-, Bohrungs- und Zahnflankentaster sowie Achsen- und Schneidenfreitaster erfassen Werte auch an tief liegenden Oberflächen, Zahnrädern, Nuten und Bohrungen oder schmalen Einstichen.

Veranstalter
Verein Deutscher Werkzeug­maschinenfabriken e.V. (VDW)
Lyoner Strasse 18, D-60528 Frankfurt am Main

Dauer, Ort
Dienstag, 10., bis Samstag, 14. September
Messe Stuttgart

Infos
www.amb-messe.de