Einfachere Herstellung von Diamantwerkzeugen

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sia Abrasives Industries AG

Walter Meier (Fertigungslösungen) AG

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Ewag AG

Coherent Deutschland GmbH

Ewag setzt auf Coherent-Laser

Die Laserbearbeitungsmaschine «Ewag Laser Line Ultra» ist ein komplett fertiges System für die Herstellung von Werkzeugen wie Schneidwerkzeugeinsätze, Rotationswerkzeuge, Fräs- und Bohrbits. Sie kann eine Vielzahl von ultraharten Materialien bearbeiten, darunter auch PCD und CBN (kubisches Bornitrid). Das System bezieht und integriert für die Bearbeitungsmaschine «Ewag Laser Line Ultra» den «Hyper Rapid 50»-Ultrafast-Laser von Coherent, der eine Durchschnittsleistung von 50 Watt zur Verfügung stellt.

Der grösste Vorteil dieses Ultrafast-Laser-Systems ist, dass sich damit nahezu jede Geometrie in dem Diamanten realisieren lässt. Zudem kann man in einer einzigen Aufspannung die komplette Werkzeuggeometrie herstellen: Klinge, Frei- und Spanflächen, Spanbrecherstrukturen usw. Wird eine komplexere Werkzeugform mittels Schleif- oder EDM-Methode hergestellt, so muss der Werkzeugkörper mehrfach neu eingespannt werden, was zusätzlich Zeit und Kosten verursacht.

Auch kleine Kantenradien ohne Nachbearbeitungsprozesse

Darüber hinaus erfolgt die Werkzeugformung mit hoher Präzision, was eine Optimierung des Werkzeuges für seinen speziellen Einsatzzweck ermöglicht. So benötigt man beispielsweise für die Bearbeitung von Holz oder Kunststoff Fräswerkzeuge mit Kantenradien von weniger als zwei Mikrometer, während man für die Aluminiumbearbeitung Kantenradien von vier bis sieben Mikrometer benötigt. Noch grössere Kantenradien kommen zum Einsatz, wenn es um das grossflächige Abtragen von Material geht. Im Gegensatz zu traditionellen Fertigungsmethoden können mit dem Ultrafast-System auch kleine Kantenradien ohne Nachbearbeitungsprozesse hergestellt werden. Speziell bei der Bearbeitung von PCD kann durch den berührungslosen Prozess das Problem des Herauslösens von Diamantpartikeln aus der Karbidmatrix vermieden werden. Somit können wieder grössere Diamantpartikel eingesetzt und damit die Lebensdauer des Werkzeuges verbessert werden.

Volle Leistung, schnelle Pulsfolge

Der Laser von Coherent wurde aus verschiedenen Gründen für das System ausgewählt. Zum einen liefert der Ultrafast-Laser die volle Leistung über alle Repetitionsraten (was z. B. bei Scheibenlasern nicht der Fall ist) und kann damit konsistentere Ergebnisse garantieren. Zum anderen bietet der Laser von Coherent einen so genannten «Burst»-Modus an, bei dem eine schnelle Folge von Pulsen erzeugt wird. Dieser Burst-Modus ermöglicht den Abtrag von grösseren Materialmengen, wie er für die Bearbeitung der Diamanten wünschenswert ist.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Materialbearbeitung mit Ultrafast-Lasern eine hervorragende und universell anwendbare Methode für die Herstellung von Diamantwerkzeugklingen beliebigen Profils darstellt, wobei die Anzahl der Prozessschritte und damit die Betriebskosten gesenkt werden können. Im Gegensatz zu früher angewandten Techniken kann mit dieser Methode ausserdem jeder Diamanttyp durchgängig bearbeitet werden. <<

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