Entscheidend sind Schärfe, Härte und Schneidhaltigkeit Mit scharfem Schnitt zur Spitzenleistung

Autor / Redakteur: Klaus Vollrath / Silvano Böni

Die Auswahl an Zerspanungswerkzeugen ist mittlerweile gigantisch. Ob Varianten aus Vollhartmetall oder Diamant, die richtige Wahl zu treffen, ist nicht immer einfach. Für den Anwender ist es daher von Vorteil, wenn er auf die Erfahrung und das Know-how eines Herstellers zählen kann.

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Perfekter Spiegelglanz eines Aluminiumbauteils nach Hochglanz-Finish­bearbeitung mithilfe eines Diamant­werkzeugs.
Perfekter Spiegelglanz eines Aluminiumbauteils nach Hochglanz-Finish­bearbeitung mithilfe eines Diamant­werkzeugs.
(Bild: Klaus Vollrath)

«Unser Spezialgebiet sind Zerspanungswerkzeuge, die höchste Ansprüche an Schnittqualität und Langlebigkeit erfüllen müssen», weiss Rolf Hergert, Geschäftsführer der Dixi Polytool GmbH in Birkenfeld (Deutschland). Das betrifft beispielsweise Fräswerkzeuge für Einsatzbereiche, wo selbst eine leichte Polierbehandlung nach der spanenden Bearbeitung wegen der damit verbundenen Abweichungen von der Sollkontur schon nicht mehr zulässig wäre. Weitere Einsatzgebiete sind unter anderem mikromechanische Bauteile, Laserspiegel, Formen für LED-Leuchten, Kontaktlinsen oder Autoschein­werfer, Mikro-Bioreaktoren aus Acryl, Aluminium­formen für die Herstellung von PET-Flaschen sowie Schmuck und Uhren. Bei solchen Anwendungen kommt es entscheidend sowohl auf die Schärfe und Ausbruchsfreiheit als auch auf die Formhaltigkeit der eingesetzten Zerspanungswerkzeuge an. Daher kommen hier bevorzugt diamantbestückte Werkzeuge zum Einsatz, da diese genau die gewünschten Eigenschaftskombinationen aufweisen. Sie eignen sich für die Bearbeitung der meisten NE-Metalle wie Kupfer, Messing, Aluminium sowie von Edelmetallen – bei der Bearbeitung von hoch abrasiven Werkstoffen wie Verbundwerkstoffen mit zum Beispiel Kohlefasern (CFK) oder Aluminium mit hohem Silizium-Anteil werden bevorzugt PKD-bestückte Schneiden eingesetzt. Wesentliche Einschränkung ergibt sich allerdings bei Werkstoffen auf Eisenbasis, da diese bei den hohen Kontakttemperaturen im Schneidenbereich mit dem Kohlenstoff des Dia­manten reagieren, wodurch Letzterer schnell zerstört wird. In diesen Fällen kommen meist Werkzeuge aus Hartmetallen oder kubischem Bornitrid (CBN) zum Einsatz.

Verschiedenste Diamantwerkstoffe

«Beim Diamanten gibt es verschiedene Werkstoffe mit entsprechend unterschiedlichen Eigenschaften. Wir kennen und verarbeiten sie alle», erläutert Wolfgang Würtz, technischer Leiter von Dixi Polytool. Die preisgünstigste Variante sind die sogenannten Polykristallinen Diamanten (PKD). Vorprodukt sind kleine synthetisch hergestellte Diamantkristalle, die mit einem metallischen Überzug versehen und bei hohem Druck sowie hoher Temperatur zu einer festen und dichten Struktur versintert werden. Die Körner weisen daher keine einheitliche Orientierung auf. Die so entstehenden Rohlinge werden mittels Drahterosion, Schleifen oder Laserbearbeitung in die gewünschte Form geschnitten und auf Werkzeuge oder Wendeschneidplatten aufgelötet. Die Art der Schneidenbearbeitung hängt von den spezifischen Anforderungen des Kunden ebenso ab wie die Auswahl der verwendeten PKD-Sorte. Aufgrund der metallischen Umhüllung der Körner sind solche Schneiden schwarz und undurchsichtig.

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Nächste Kategorie sind die ebenfalls synthetischen CVD-Diamanten, die durch kontrolliertes chemisches Abscheiden von Kohlenstoff aus der Gasphase (CVD = Chemical Vapour Deposition) erzeugt werden. Wie auch beim PKD handelt es sich hierbei um einen polykristallinen Werkstoff, jedoch sind die einzelnen Körnchen ohne trennende metallische Zwischenschicht direkt miteinander verwachsen und halten daher im Einsatz höheren mechanischen und thermischen Belastungen stand. Im Unterschied zu PKD-Diamanten sind CVD-Diamanten heller.

Im Bereich monokristalliner Diamanten (MKD) werden sowohl synthetische als auch Naturdiamanten eingesetzt. Diese werden sorgfältig ausgewählt und in besonders geeigneter Orientierung zu den Kristallachsen geschnitten und geschliffen. MKD-Werkzeuge sind den anderen Diamanttypen hinsichtlich der zu erzielenden Oberflächengüte nochmals deutlich überlegen. Die Spezialisten von Dixi Polytool verfügen über umfassendes Know-how bezüglich der Vor-und Nachteile der verschiedensten Diamantkategorien und ihrer Eignung für die beim jeweiligen Anwender zu bearbeitenden Werkstoffe und Anwendungsbereiche.

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