Benchmark in der Hochleistungs-Mikrozerspanung

Die «Verrückten von Agno» haben wieder Vollgas gegeben: CrazyDrill Titanium TN/TK, CrazyMill Cool CF und CrazyMill Cool SF heissen die jüngsten Hochleistungs-Mikrowerkzeuge der Tessiner Werkzeugschmiede Mikron Tool, die in den letzten 25 Jahren in der Mikrobearbeitung von schwer zerspanbaren Materialien Benchmarks gesetzt und mehrere Industrie-Preise für ihre Hochleistungs-Mikrowerkzeuge gewonnen hat.

Titan, Chrom-Nickelstähle, Cobalt-Chrom und Inconel & Co
Die Tessiner Werkzeugspezialisten – die «Verrückten von Agno» – setzen konsequent auf zwei wesentliche Faktoren im Rahmen ihrer Werkzeug-Neuentwicklungen: Erstens höchste Produktivität bei – zweitens – sehr hohen Standzeiten, fokussiert auf den Mikro-Fertigungsbereich im Bearbeiten von Hochleistungsmaterialien wie Titan, Chrom-Nickelstählen, Cobalt-Chrom oder hochwarmfeste Legierungen wie Inconel. Werkstoffe die typischerweise in der Medizintechnik, Uhrenindustrie bis hin zur Luftfahrt, Automobilindustrie und der chemischen Industrie Einsatz finden.
Darüber hinaus stehen Aspekte wie geforderte Oberflächengüte und Präzision am Werkstück über die gesamte Lebensdauer der Werkzeuge im Fokus. Apropos Oberflächengüte: Ihr wird bei den beiden Hochleistungsfräsern CrazyMill Cool CF und CrazyMill Cool SF – SF steht für Super Finishing – eine besonders hohe Aufmerksamkeit geschenkt. Und die Spanne der möglichen Werkstoffe, die mit den neuen Fräsern bearbeitet werden können, vergrössert sich erheblich; mehr dazu weiter unten.

Hochleistungs-Mikrobohrer für Titan
Der Mikrobohrer CrazyDrill Titanium TN/TK wurde speziell entwickelt zum Bohren aller Titan-Legierungen (!) inklusive Reintitan (!) für Ø von 0,2 bis 2 mm und für Bohrtiefen von 3xD und 6xD. Die Version TK ist bereits ab 15 bar Innenkühlung einsetzbar, ein Hochdruck-Kühlschmierstoff-System ist so nicht zwingend notwendig.
Alberto Gotti (Entwicklungsleiter, Mikron Tool): «Wir haben die Mikro- als auch Makrogeometrien beim CrazyDrill Titanium TN/TK in der Art ausgelegt, dass er für alle Titanwerkstoffe eine hohe Performance generiert. Das ist alles andere als einfach, da das Zerspanungsverhalten der Titanlegierungen sich untereinander relativ stark unterscheidet. Gleichwohl gibt es Gemeinsamkeiten beim Zerspanungsverhalten der Titanlegierungen. Genau hier haben wir bei der Entwicklung des CrazyDrill Titanium TN/TK angesetzt.»
Ein Beispiel: Kritisch beim Bohren von Titan ist, dass sich beim Zerspanen die Randzonen im Zerspanungsbereich elastisch verformen, sozusagen der Werkzeugschneide ausweichen und sich dadurch der Durchmesser während des Bohrvorgangs wieder verjüngt, was typischerweise zu einer Drehmomenterhöhung und im Worstcase zum Bruch des Bohrers führen kann.
Eine weitere Gemeinsamkeit aller Titanlegierungen ist der notwendig hohe Energieeintrag zum Zerspanen von Titan, was letztlich zu einem hohen Wärmeeintrag in der Zerspanungszone an den Hauptschneiden führt, der bei Titan nur ungenügend über die Späne abgeführt werden kann. Hintergrund ist die schlechte Wärmeleitfähigkeit von Titan. Zu hohe Temperaturen an den Schneiden führen zu Mikroausbrüchen und schnellerem Verschleiss der Werkzeuge.
Hier heisst es Kühlen, Kühlen, Kühlen, und/oder aber Hartmetall-Substrate nutzen, die eine höhere Warmfestigkeit haben. Darüber hinaus ist es matchentscheidend eine Hochleistungs-Beschichtung zu wählen, die das Hartmetallsubstrat vor zu hohen Wärmeeinträgen schützt. Betreffend Kühlung setzt Mikron Tool auf ihr patentiertes im Schaft integriertes Kühlsystem, dessen nierenförmigen Kühlkanäle bereits ab 15 bar KSS-Druck hoch effizient und zielgerichtet kühlt und für eine sichere Späneabfuhr sorgt.
Die oben genannten Aspekte wurden bei der Auslegung des Mikrobohrers CrazyDrill Titanium TN/TK umfassend berücksichtigt. Folgende konstruktiven Merkmale zeichnen die neuen Mikrobohrer CrazyDrill Titanium TN/TK aus:

• eine auf Titanlegierungen zugeschnittene Spitzengeometrie,
• ein spezifisch für Titanbohren ausgelegtes Bohreraussenprofil sowie
• polierte Nuten für einen sicheren Spänetransport und
• eine speziell auf Titanwerkstoffe und Bohren ausgelegte Beschichtung.

Damit ist der Hochleistungsbohrer CrazyDrill Titanium TN/TK in der Lage alle Titanlegierungen als auch Reintitan prozesssicher zu Bohren. Der CrazyDrill Titanium TN/TK bringt maximale Vorschubgeschwindigkeiten, sehr hohe Standzeiten, beste Prozesssicherzeit und letztlich eine sehr hohe Bohrpräzision

Hochleistungsfräsen mit herausragenden Oberflächengüten bis Schleifqualität
Im Bereich Fräsen wurde zwei neue Hochleistungsfräser entwickelt. Zum einen der CrazyMill Cool CF und der Super Finishing-Fräser CrazyMill Cool SF. Ein Hauptziel bei der Entwicklung dieser Fräser war es bei Anwendungen im Bereich der Medizin-, Luftfahrt- und Uhrenfertigung, wo filigrane Bauteile an der Tagesordnung sind, die die gefräste Oberflächengüte in extrem hoher Qualität zu fräsen.
Beide Fräser wurde mit spezifisch ausgelegten Makro- und Mikrogeometrien konzipiert, die Schwingungen im Fertigungsprozess konsequent unterdrücken. Die Hauptschneiden wurden in der Art ausgelegt, dass sie über einen extrem weichen Schnitt verfügen. Doch das ist noch nicht alles. Um Resonanzfrequenzen im Fräsprozess konsequent zu vermeiden, verfügen beide Hochleitungsfräser CrazyMill Cool CF und SF über ungleiche Zahnteilung. Hinzu kommen unterschiedliche Drallwinkel der einzelnen Schneiden.
Beim CrazyMill Cool CF handelt es sich um einen Hochleistungs-Mikrofräser ausgelegt auf ein sehr hohes Zeitspanvolumen dessen Leistungen auch bei sehr anspruchsvollen filigranen Bauteilstrukturen abgerufen werden kann. Inklusive Generierung herausragender Oberflächen ohne Rattermarken. Um solche Ergebnisse zu erzielen, arbeitet die neueste Fräsergeneration, mit geringsten Schnittdrücken und völlig vibrationsfrei.
Mit seiner spezifischen Schneidgeometrie und unter Anwendung eines dynamischen Fräsprozesses ist er der ideale Fräser für filigrane, dünnwandige Teile oder für Teile in instabiler Aufspannung, was insbesondere im Bereich der Medizintechnik (Knochenplatten) als auch Luftfahrt (Strukturbauteile) sowie Uhrenindustrie an der Tagesordnung ist. Aber auch Nuten, Taschen oder andere volumenstarke Bearbeitungen führt CrazyMill Cool CF sehr effizient, präzise und mit höchster Laufruhe aus.
Verfügbar ist der Fräser ab sofort im Ø von 1 bis 8 mm in zwei verschiedenen vollen Schnittlängen (3x und 4xD).
Mit dem CrazyMill Cool SF wurde ein Superfinishing-Fräser entwickelt der Fräsoberflächen auf ein Schleif- beziehungsweise Polier-Qualitätsniveau bringt. Auch der CrazyMill Cool SF wurde mit den oben beschriebenen Makro-Geometrien ausgelegt. Darüber hinaus verfügt er über einen sehr steilen Drallwinkel.
Alberto Cotti: «Durch den steilen Drallwinkel werden die radialen Schneidkräfte erheblich reduziert. Die axialen Schneidkräfte nehmen dagegen zu, was sich vorteilhaft auf die resultierenden Zerspanungskräfte, die am Werkstück angreifen und darüber hinaus auch auf die Auslenkung des Fräsers positiv auswirkt und zu einem sanften Schnitt führt. Das Ergebnis ist ein extrem ruhiger Fräsprozess, praktisch schwingungsfrei. Wir erzielen Oberflächen mit einer Rauheit kleiner Ra 0,3, gemessen parallel und senkrecht zur Fräsrichtung. Das ist sensationell. Für die Anwender bedeutet das, dass die Nachfolgenden Finishbearbeitungen, wie Schleifen oder Polieren, entweder komplett entfallen oder erheblich geringerem Aufwand bedürfen.»
Der CrazyMill Cool SF ist im Ø von 1 bis 8 mm und in zwei vollen Schnittlängen von 3x und 4xD erhältlich. Dieser neue Super-Schlichtfräser hat die perfekten Zutaten, um eine erstaunliche Oberflächenqualität zu erreichen: das Hartmetallsubstrat, das hocheffiziente Kühlkonzept, die perfekte Schneidkantenbehandlung, der variable Drallwinkel, die ungleiche Zahnteilung, usw.

Extrem ruhiges Fräsverhalten
Aufgrund des extrem ruhigen Fräsverhalten der beiden Hochleistungsfräser, sind die Standzeiten gegenüber dem Benchmark massiv angestiegen. Alberto Gotti: «Beim CrazyMill Cool CF kann ein sehr hohes Zeitspanvolumen generiert werden und gleichzeitig eine exzellente Oberfläche am Werkstück erzielt werden. Der CrazyMill Cool SF ist als Schlichtfräser ausgelegt, hier ist unser Fokus auf schnellstes Oberflächenfinishing gelegt worden. Auch hier zeigt sich aufgrund des extrem ruhigen schwingungsfreien Fräsverlaufs ein enormer Standzeitgewinn gegenüber klassisch ausgelegten Fräsergeometrien.»
Die ersten Versuche im Technologiezentrum der Mikron Tool zeigten, das der CrazyMill Cool SF auch in Bleifrei-Messing, Kupfer, Cobalt-Chrom und Inconel ausgezeichnete Oberflächengüten generiert. Bei allen oben genannten Materialien konnten mit dem CrazyMill Cool SF Ra-Werte unterhalb von 0.3 µm erzielt werden.

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