Fachartikel: Vielfältige Einsatzbereiche für PKD-Werkzeuge

Für hochproduktives Zerspanen von Aluminiumbauteilen in der Automobilindustrie sind PKD-Werkzeuge die erste Wahl. Doch der polykristalline Diamant bietet sich noch für viele weitere Anwendungen an. Mit jahrelanger Erfahrung und dem Wissen, wann gerade PKD-Werkzeuge ihre Stärken ausspielen können, entwickelt Mapal gemeinsam mit Kunden individuelle Lösungen für optimale Zerspanungsprozesse.
Die innovativen PKD-Werkzeuge von Mapal erfüllen prozesssicher die hohen Qualitätsanforderungen unterschiedlicher Branchen und Anwendungen.
Die innovativen PKD-Werkzeuge von Mapal erfüllen prozesssicher die hohen Qualitätsanforderungen unterschiedlicher Branchen und Anwendungen. – Bild: MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG

Wenn andere Materialien als Aluminium bearbeitet werden und es um neue Bauteile mit besonderen Anforderungen geht, leistet Mapal mit Hauptsitz in Aalen Grundlagenarbeit und entwickelt zusammen mit den Kunden zielführende Prozesse. In manchen Fällen lassen sich die Erfahrungen aus dem Automobilbau mit entsprechenden Modifikationen direkt in andere Branchen übertragen.

Mit seiner speziellen Schneidengeometrie ist der PKD-Bohrer ganz besonders für die Bearbeitung von CFRP-Materialien geeignet und vermeidet Delamination am Bauteil.
Mit seiner speziellen Schneidengeometrie ist der PKD-Bohrer ganz besonders für die Bearbeitung von CFRP-Materialien geeignet und vermeidet Delamination am Bauteil. – Bild: MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG

ABS-Gehäuse als Vorlage

Beatmungsgeräte zeigen auf den ersten Blick wenig Ähnlichkeit mit einem Automobil. Doch im Detail findet sich eine Parallele: Das in den medizinischen Geräten verbaute Ventilgehäuse sieht dem ABS-Gehäuse im Fahrzeug äußerst ähnlich. Beide Bauteile bestehen aus Aluminium mit niedrigem Siliziumgehalt – und auch die Bearbeitung ist vergleichbar. Die eingesetzten Mapal Werkzeuge sind vom Aufbau her gleich, unterscheiden sich allerdings in der Ausführung der Schneiden. „Die Qualitätsanforderungen in der Medizintechnik sind oft höher als in der Automobilproduktion“, geht Carsten Lehmann, Managing Director Vertrieb, Produktmanagement und Entwicklung im Kompetenzzentrum PKD-Werkzeuge Pforzheim, auf die Unterschiede ein. „Unsere Werkzeuge legen wir mit unterschiedlicher Schneidkantenbearbeitung gezielt für den jeweiligen Bearbeitungsfall aus.“ In der Automobilherstellung steht eine hohe Produktivität im Vordergrund. Für medizinische Geräte kommt PKD zur Anwendung, weil der Schneidstoff eine prozesssichere und hochgenaue Lösung ist. Des Weiteren erzeugt er eine hohe Oberflächenqualität, auf die es hier mehr ankommt als auf gute Schnittwerte. Speziell ausgelegte Vorschneiden sorgen dafür, dass kein Grat entstehen kann, der sich später löst.

Ein weiteres Beispiel kommt aus einer ganz anderen Branche. Auch in der Fertigung von Schließzylindern für Türschlösser sind ausgezeichnete Oberflächen gefragt, wenn das Schließen dauerhaft sauber laufen soll. Hochwertige Modelle lassen sich fein justieren, damit die Tür sanft schließt und nicht mit einem Ruck zugeht. Zum Fräsen der Aluminiumteile werden komplexe Stufenwerkzeuge von Mapal eingesetzt.

Hochvolumenzerspanung und saubere Bohrungen

Neben der Automobilproduktion ist die Aerospace-Industrie ein starkes Standbein für die Werkzeugspezialisten geworden. Im Bereich der PKD-Werkzeuge liegt der Fokus dabei auf zwei ganz unterschiedlichen Anwendungen: der Hochvolumenzerspanung großer Bauteile sowie Bohrungen in kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK-Materialien).

>>Knowhow aus der Automobilbranche auf andere Industrien transferieren<<

Wenn aus großen Alu-Blöcken auf Portalfräsmaschinen Flügel oder Strukturbauteile herausgefräst werden, bleiben vom Ausgangsmaterial oft nur 20 Prozent oder weniger übrig. Mit dem steilen Wachstum der Luftfahrtindustrie wuchs hier der Druck, mit längeren Standzeiten und besseren Schnittdaten in der Produktion schneller zu werden. Was vor einigen Jahren noch eine Hochburg für Hartmetallwerkzeuge mit Wendeschneidplatten war, ist heute ein Einsatzfeld für monolithische PKD-Werkzeuge wie einem SPM-Fräser. Mit 15.120mm/min ist seine Schnittgeschwindigkeit doppelt so hoch wie beim Hartmetallfräser, die Standzeit ist bis zu neun Mal höher.

PKD-Planfräser von Mapal zeigen überall dort ihr Potenzial, wo eng tolerierte Ebenheiten oder spezielle Oberflächentoleranzen im Mittelpunkt stehen.
PKD-Planfräser von Mapal zeigen überall dort ihr Potenzial, wo eng tolerierte Ebenheiten oder spezielle Oberflächentoleranzen im Mittelpunkt stehen. – Bild: MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG

Auf hohe Prozesssicherheit kommt es auch beim Bohren an. Bis zu 4.000 Bohrungen benötigt eine Flugzeugtür. Dabei stellt das CFRP mit seiner Neigung zum Ausfransen besondere Ansprüche an die Bearbeitung. Um Delamination beim Austritt aus dem Schichtmaterial zu vermeiden, entwickelten die Süddeutschen dafür besondere Schneidengeometrien.

Auch in der Elektronikindustrie werden Leiterplatten mit Planfräsern von Mapal bearbeitet. Die Rohlinge bestehen aus mehreren dünnen Lagen verschiedener faserverstärkter Kunststoffe und sind meist schon beschichtet. Die Zerspanung der empfindlichen Teile muss komplett ölfrei erfolgen. Dafür hat Mapal die Werkzeuge so ausgelegt, dass sie den abrasiven Materialmix ohne Schmiermittel bearbeiten können. Sowohl die Schneidengeometrie als auch das Handling der Werkzeuge wurden auf die besonderen Anforderungen angepasst.

Innovativ zum klaren Durchblick

Zur Bearbeitung von Brillengläsern kommen standardmäßig PKD-Werkzeuge zum Einsatz. Für einen großen Kunden in der Optikindustrie entwickelten die Baden-Württemberger ein Sonderwerkzeug, das die Produktivität maßgeblich steigert. Die vom Optiker gemessenen Daten werden direkt über ein DFÜ-Netzwerk an die Maschine gesendet, die automatisch Gläser mit den verlangten optischen Korrekturen fräst.

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MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG

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