Diamant für Verbundwerkstoffe

Anbieter zum Thema

Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

Nabtesco Precision Europe GmbH

sia Abrasives Industries AG

DIHAWAG

Wichtig: hochharte Schneidstoffe

Werkstückbeschädigungen wie Ausfransungen, Delaminationen und Faserbruch sind die Folge. Insbesondere hochfeste Fasern führen zu starkem abrasivem Verschleiss, welcher den Einsatz von hochharten Schneidstoffen erfordert. Die Bindermaterialien der Verbundwerkstoffe sind wenig temperaturstabil und setzen häufig die Grenzen bei der Schnittgeschwindigkeit, um thermische Beschädigungen zu vermeiden. Die Kombination der Verbundmaterialien kann chemische Reaktionen mit dem Schneidstoff hervorrufen.

Kriterien, wie die Definition der Bauteilqualität durch die Vorgabe von Oberflächengüten und Richtlinien beim Emissionsschutz, sind weitgehend nicht definiert.

Diamantbeschichtete Hartmetallwerkzeuge

Die heterogenen Eigenschaften und schwierigen Bedingungen bei der Zerspanung von Verbundwerkstoffen erfordern nahezu die komplette Bandbreite an Schneidstoffen. Werden scharfe Schneiden mit hoher Härte gebraucht, um die Fasern zu schneiden, kommen CVD-Diamant und PKD-bestückte Werkzeuge zum Einsatz. Die Formgebung bei bestückten Werkzeugen ist, insbesondere bei komplexen Werkstückkonturen, jedoch eingeschränkt. In einigen Fällen erfordern bereits geometrische Anforderungen den Einsatz von Hartmetall. Hartmetall kann, um abrasivem Verschleiss entgegenzuwirken, mit einer entsprechenden Diamantschicht versehen werden. Eine allgemein gültige Standardlösung für die Zerspanung von Verbundwerkstoffen kann es nicht geben.

CVD- statt PVD-Diamantwerkzeuge

Beim Verbundwerkstoffspezialisten CirComp GmbH in Kaiserslautern werden seit einigen Monaten rotationssymmetrische Bauteile, wie zum Beispiel Rohre, Stützstreben, Masten oder Gleitlager aus Hochleistungs-Verbundwerkstoffen, mit CVD-Dickschicht-Diamant-Schneideinsätzen von Horn spanend überdreht. Bisher waren PVD-Schneiden der Stand der Technik bei der Bearbeitung von Faserverbundstoffen wie CFK oder GFK. Doch die neuen innovativen CVD-Schneiden schlagen mit ihren überragenden Eigenschaften die Zerspanungsergebnisse der PKD-Schneiden um Längen.

Fasern schneiden statt brechen

Verbundwerkstoffe besitzen vielfältige Faser-Matrix-Kombinationen. Das Schneiden der Fasern ist wie ein, mikroskopisch gesehen, extremer unterbrochener Schnitt im Mikrosekundentakt mit ständig wechselnden Schnittwinkeln durch die hochfesten Fasern: längs, quer, schräg, bei jeder Lage anders.

Standzeiten um das bis zu 5- bis 6-fache gesteigert

Die neuen Schneidplatten von Horn, mit im Spezialverfahren aufgelöteten CVD-Dickschicht-Diamant-Schneiden, haben die Standzeiten der Werkzeuge um das bis zu 5- bis 6-fache gegenüber den PKD-Schneiden gesteigert. Dafür gibt es gleich mehrere Gründe: Der CVD-Diamant-Schneidstoff ist zu 99,9 % reiner Diamant aus homogenen Kristallen von 20 bis 25 µm. PKD dagegen ist eine Mischung aus Diamant und Binder mit in der Regel etwas über 80 Prozent Diamantanteil.

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