Bild: Ceratizit
Ganzheitlich in Richtung Optimum

Werkstoffe werden kontinuierlich weiterentwickelt. Damit steht auch die Werkzeugtechnik immer wieder vor neuen Herausforderungen. Als aktuellen Trend bei der Optimierung von Werkzeugsystemen sieht Dr. Uwe Schleinkofer einen ganzheitlichen Approach.

„Es geht darum, den Prozess umfassend zu verstehen und dem Anwender ein optimiertes Gesamtpaket zu liefern“, so der Entwicklungsleiter Cutting Solutions by Ceratizit.


Das Anforderungsprofil in der Industrie ändert und erhöht sich permanent. Standardgüsse wurden abgelöst durch Gussentwicklungen, die stahlähnlich zu zerspanen sind und hohe Zähigkeiten aufweisen. Hochlegierte Stähle, wie sie im Gasturbinenbau zum Einsatz kommen, halten hohen Temperaturen stand und weisen große Verformungswiderstände auf. Sie zeigen Kaltverfestigungseffekte, die sich im Einsatz zwar als günstig erweisen, aber dem Abtrag des Spans entgegenwirken. Gleichzeitig werden die Anforderungen an die Oberflächen immer größer. Jede Stufigkeit, jede Fehlstelle oder jede Kontamination durch den Schneidprozess wird beim Kunden nicht selten gleich durch Spezifikationen ausgeschlossen. Dennoch bleiben die Komponentenpreise der Bauteile relativ niedrig. Zerspanungsprozesse müssen daher höchst effizient mit hohen Vorschüben und/oder hohen Schnittgeschwindigkeiten gefahren werden.

 

Anforderungen an Zerspanungsprozesse steigen


Neue Anforderungen an Werkzeuge brachte noch einmal der Trend zum Leichtbau mit sich. Extreme Festigkeiten werden hierbei mit möglichst wenig Material und geringem Gewicht dargestellt. Im Flugzeugbau kommen heute Kohlefaserverbundwerkstoffe zum Einsatz. Die Werkzeughersteller entwickelten hierfür Werkzeuge, die einen zufriedenstellenden Schnitt durch das weiche Harz und die gebundenen Fasern ermöglichen, ohne Delaminationseffekte oder Verschmierungen zu generieren. Mit dem Einsatz von Kohlefaserverbundwerkstoffen ist außerdem der Anteil an Titan, der mit den Kohlefaserbauteilen einhergeht, extrem gestiegen. Plötzlich waren große Anteile an Titan, einem sehr schwierig zu zerspanenden Werkstoff, effizient zu bearbeiten.


„Wir haben sehr komplexe Bauteile, sehr schwierig zu zerspanende Werkstoffe und einen hohen Kostendruck. In Summe verlangt das der Werkzeugentwicklung heute alles ab, was sie bieten kann“, erläutert Dr. Uwe Schleinkofer. 

 

Nischentrends vs. ganzheitlichem Approach


In der Vergangenheit gab es einige große Werkzeugtrends: vor geraumer Zeit den Wechsel von gelöteten Schneidwerkzeugen hin zu geschraubten Wendeplatten-Werkzeugen, die Einführung von CVD-Multilayer-Beschichtungen oder auch die nähere Betrachtung von Beschichtungen und deren Nachbehandlung. Sie haben die gesamte Branche erfasst.


Aktuelle Entwicklungen sind häufig fokussiert auf bestimmte Anwendungsbereiche und versuchen diese hochtechnologisch zu lösen. Ein Beispiel: Bei der Zerspanung von Titan, Superlegierungen und Güssen setzen manche Werkzeughersteller auf die kryogene Kühlung, also die Zerspanung unter Zuhilfenahme von Flüssigstickstoff- oder CO2-Kühlsystemen. Zweifelsohne gibt es Konzepte, die sich in bestimmten Anwendungsfällen hervorragend durchsetzen können. Dr. Uwe Schleinkofer: „Gezielt in eine Anwendungsrichtung aufgebaute Forschungsthemen, die technologisch schwer zu implementieren sind, werden sich aus meiner Sicht in der Breite wahrscheinlich nicht flächendeckend durchsetzen.“ Als Entwicklungsleiter bei Ceratizit ist er sicher, mit der Weiterentwicklung von pulvermetallurgischen, beschichtungstechnischen und zerspanungstechnischen Technologien noch extreme Leistungssteigerungen aus der Zerspanung herausholen zu können. Natürlich nutzt man Einzelentwicklungen bei den Komponenten des pulvermetallurgischen Zusammenbaus, wie Granulatherstellung, Sinterprozesse oder in der Beschichtungstechnik die Weiterentwicklung der Beschichtungsprozesse, die natürlich dazu führen, dass die Einzelkomponenten immer leistungsfähiger werden. Wenn so eine Einzelkomponente verbessert wird, kann das tatsächlich auch wieder gravierende Effekte im Zerspanungsprozess nach sich ziehen.

 

Teamwork für effiziente Zerspanung


Die fünf Standbeine der Zerspanung sind das Substrat, die Beschichtung, die Spanleitstufe sowie die zugehörige Schneidkante, das Werkzeugkonzept und die Einsatzparameter. Zusammen bilden sie ein effizient oder ein eben nicht effizient arbeitendes Werkzeugpaket, das als Ganzes und gemeinsam mit der Applikation betrachtet werden müsse. „Man darf das Werkzeugsystem nicht reduzieren auf eine Wendeschneidplatte oder eine Spanleitstufe, eine Sorte oder ein Trägerwerkzeug. Wir brauchen ganzheitliche Konzepte von den pulvermetallurgisch hergestellten Komponenten bis hin zur Maschine und zur Bearbeitungsstrategie“, so Dr. Schleinkofer.

 

Anwender wünschen sich das Rundum-sorglos-Paket


Als Entwicklungsleiter von Cutting Solutions by Ceratizit sieht Dr. Schleinkofer den aktuellen erfolgversprechenden Trend darin, die fünf Standbeine als Paket zu betrachten. Damit könne man sogar mit konventionellen Wegen und Technologien immer noch extreme Leistungssteigerungen aus der Zerspanung herausholen. „Es gibt weltweit keinen Zerpanungsprozess, der hundertprozentig am ‚Sweetspot‘ läuft. Man kann immer optimieren und überall noch etwas an die Anforderungen anpassen.“ Das liege daran, dass man eine unüberschaubar große, sich gegenseitig beeinflussende Parameterflut habe, die man kontrollieren müsse. Der Kunde wünsche sich, dass mit dem Werkzeug gleich auch die zugehörige Anwendungstechnik mitgeliefert werde. Nicht umsonst gebe es OEM-Prozesse, bei denen das Produkt ein fertiges Bauteil ist und der Werkzeuglieferant neben den zugehörigen Werkzeugen auch das komplette Konzept, Schnittdaten, Bearbeitungsstrategie, Zeit pro Bauteil, Kosten pro Bauteil, Standzeit pro Werkzeug als Komplettpaket liefert.


Die Kompetenz des Anwenders liegt in der „Anwendungstechnik“. Was er beeinflussen kann, das sind Zerspanungsdaten, Kühlschmierstoff, Aufspannung und die Maschine selbst. Auf die anderen Standbeine, Substrat, Beschichtung, Schneidkante und Trägerwerkzeug, hat er nur durch die Auswahl des Werkzeuglieferanten Einfluss. „Liebstes Kind des Anwenders ist der, der alles von der Pulvermetallurgie versteht, alles von der Beschichtungstechnik, alles vom Werkzeugdesign, alles von der Spanbildung und dann zusätzlich auch noch von der Anwendungstechnik“, meint Dr. Uwe Schleinkofer. Er sieht Cutting Solutions by Ceratizit als einen Anbieter, der alle fünf Standbeine abbilden kann und angesichts des Wunsches nach Rundum-sorglos-Paketen für die Zukunft gut aufgestellt ist.

 

„MaxiDrill 900“ und „MaxiMill C211“ – Beispiele für optimales Zusammenspiel


Ein hervorragendes Beispiel aus dem eigenen Haus für ein solches Rundum-sorglos-Paket ist der „MaxiDrill 900“. Sorte und Schneidkantengeometrie sind exakt so auf die Anwendungsfälle abgestimmt, dass man keine komplexen Produktreihen benötigt. In den allermeisten Fällen kommt für das ganze Werkzeug dank des optimierten Werkzeugdesigns nur eine Platte zum Einsatz. „Jede einzelne Komponente des Werkzeugsystems erscheint auf den ersten Blick konventionell, erst das Gesamtpaket mit den versteckten Details führt dazu, dass wir teilweise doppelt so effizient fahren können, wie Mitbewerber“, so Dr. Schleinkofer. Als ähnliches Beispiel führt er unter anderem den Eckfräser „MaxiMill C211“ an. Dieser hat Detailfeatures, die im Einzelnen naheliegend scheinen, aber im Paket dazu führen, dass sie überragende Zerspanungsleistung zur Verfügung stellen. Beide Werkzeugsysteme sind einfach strukturiert, äußerst einfach im Handling und erfüllen ihre Zerspanungsaufgaben höchst effizient. Dr. Schleinkofer: „Genau solche Systeme wünschen Zerspanungskunden heute“.

 

Zusammenfassung


Für hochtechnologische Nischentrends, wie zum Beispiel die kryogene Zerspanung, Werkzeuge für die Hochdruckkühlung, superharte Beschichtungen und Hybridbearbeitungsverfahren wie das ultaschallunterstützte Zerspanen, sieht Dr. Schleinkofer bei technologischen Spezialanwendungen und spezialisierten Massenfertigern größere Chancen. Bezogen auf die gesamte Werkzeugbranche werden sich solche hochtechnologischen Lösungen aber möglicherweise nicht breitflächig durchsetzen. Cutting Solutions by Ceratizit setzt daher bei der Bearbeitung moderner Werkstoffe auf einen ganzheitlichen Ansatz, der alle fünf Standbeine der Zerspanung einbezieht und dem Kundenwunsch nach einem Rundum-Paket entgegenkommt. „Wir sind sicher, dass uns dieser Paketgedanke in der Performance der Produkte noch deutlich weiter nach vorne bringt“, so Dr. Schleinkofer, der Trends gerne differenziert betrachtet und mit Cutting Solutions by Ceratizit versucht, eigene Wege zu gehen.

www.ceratizit.com

16_3_WS_ceratizit_KAS.jpg

 

Beitrag aus dima 3/2016:

16_3_dima_TS_188.jpg

 
Gerne können Sie dima 3/2016 mit diesem und weiteren interessanten Beiträgen bestellen:

agt_logo_200_60.png

agt verlag thum gmbh
Teinacher Straße 34
71634 Ludwigsburg

Vertrieb, Frau Beate Cedra
Tel.: 07141/22 31-56

E-Mail:  cedra@agt-verlag.de      

Kontaktformular

 

spacer
Online Werbung @ dima
 
spacer