Rego-Fix AG: Werkzeugspannsystem für Hightech-Materialien

>> Um erfolgreich moderne Hightech-Werkstoffe zu bearbeiten, gilt es, das Gesamtsystem aus Werkstoff, Werkzeug, Werkzeugspannung, Maschine und Zerspantechnologie zu betrachten. Denn nur das optimale Abstimmen der einzelnen Parameter, die in enger Wechselwirkung zueinander stehen, garantiert bestmögliche Ergebnisse.

Anbieter zum Thema

Vischer & Bolli AG

Blaser Swisslube AG

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Rego-Fix AG Präzisionswerkzeugfabrik

So spielt beispielsweise das vorhandene Spannwerkzeug eine massgebliche Rolle für den Erfolg. Entweder es erfüllt die Anforderungen der Applikation oder legt Schwachstellen frei. An dieser Stelle sind die Hersteller von Werkzeugspannsystemen gefordert, innovative und leistungsstarke Produkte zu entwickeln, die nicht nur den aktuellen Herausforderungen genügen, sondern sogar zukunftsweisende Zerspanstrategien erst möglich machen.

Immer leichter, härter, zäher, fester und, und, und... – fortschrittliche Werkstoffe bringen Eigenschaften mit, von denen Konstrukteure vor wenigen Jahren nicht zu träumen wagten. Des einen Freud ist jedoch des anderen Leid: Im Zerspanprozess entpuppen sich diese Hightech-Materialien als äusserst schwierig, so dass neue und alternative Ansätze und Lösungen gefordert sind.

Nickelbasislegierungen oder Nickel-Superlegierungen

So etwa bei Nickelbasislegierungen oder Nickel-Superlegierungen, die vorrangig im Luftfahrtbereich Verwendung finden. Superlegierungen weisen für die Zerspanung äusserst negative Eigenschaften auf: Sie sind hochfest und zäh, neigen zu Kaltverschweissungen oder leiten die Wärme schlecht ab. Daher steht beim Bearbeiten u. a. vor allem optimales Kühlen und Schmieren im Fokus. Wer dort den Hebel mit alternativen Kühlmethoden ansetzt, hat den Grundstein einer erfolgreichen Zerspanung gelegt. Oder das Bearbeiten von sprödharten Werkstoffen wie Keramik oder Glas: Erst die Kombination von speziellen Zerspanverfahren realisiert Qualität und Wirtschaftlichkeit.

Bei der Zerspanung von Verbundwerkstoffen liegt die Problematik vorrangig im Materialmix. Die unterschiedlichen Eigenschaften und Parameter der verwendeten Werkstoffe können bei der Bearbeitung Vibrationen fördern, delaminieren oder zu hohe Wärme entwickeln.

Auch bei der Verarbeitung von Titan kommt es darauf an, anhand der bestehenden Technologien wie HPC und HSC die effizienteste Strategie für die jeweilige Anwendung zu finden.

Gesamtsystem im Fokus

Nur mit punktuellem Optimieren lässt sich aus dem Zerspanprozess bei diesen schwierig zu bearbeitenden Materialien nicht das Beste herausholen. Es bedarf der Zusammenarbeit der Lieferanten von Werkstoff, Schneidwerkzeug, Werkzeugspannung und Maschine, die für die jeweiligen Applikationen massgeschneiderte Produkte und Lösungen bereitstellen. Das erleichtert dann für den Anwender den Blick auf sein individuelles Gesamtsystem und die Zerspanherausforderung, vor der er steht. So benötigen zum Beispiel applikationsoptimierte Werkzeuge eine entsprechende, leistungsfähige Werkzeugspannung. Nur sie stellt sicher, dass das beschichtete Hochleistungswerkzeug und die Maschine ihre Potenziale voll ausreizen können.

Praxisbeispiel «trochoides Taumelfräsen»

Ein neuer Ansatz zur Bearbeitung von bestimmten Hightech-Materialien ist das «trochoide Taumelfräsen» zur Herstellung von Triebwerk-Blisks (Blade Integrated Disk). Um die Zwischenräume bei den Schaufeln zu fertigen, fährt der Fräser in einer spiralförmigen Bahn die optimale Kontur so ab, dass möglichst wenig Leerweg entsteht. Das patentierte Fräsverfahren des Luftfahrtspezialisten MTU aus München nutzt die HSC-Strategie zum Schruppen, so dass eine wirkungsvolle Kombination von HSC und HPC zur Anwendung kommt. Dabei wird im Prozess auf eine möglichst konstante Belastung an der Schneide geachtet und auf die optimale Bahngestaltung bei der Fräsbearbeitung.

Für diese neuartige Zerspan-Strategie bedarf es aufgrund der enormen Belastung des Werkzeugs extremer Spannkraft, einer hohen Auszugsicherheit und exzellenter Vibrationsdämpfung. Im Gegensatz zu getesteten Schrumpffuttern bzw. Hydrodehspannfuttern erfüllte das «Powrgrip» Spannsystem von Rego-Fix insbesondere die hohen Anforderungen in Sachen Vibrationsdämpfung und langer Lebensdauer. Erst «Powrgrip» macht seither «trochoides Taumelfräsen» prozesssicher und wirtschaftlich. (Bild 2)

Das Beispiel aus der Praxis zeigt die Potenziale, die sich allein aus einer optimalen Werkzeugspannung ergeben. Unterm Strich lassen sich die aktuellen Anforderungen an ein modernes Werkzeugspannsystem zusammenfassen:

• Exakter Rundlauf < 3μm

• Vibrationsdämpfende Eigenschaften

• Höchste Haltekräfte und beständigste Materialien für den harten Einsatz

• Optimale Kühlung

• Einfache Handhabung

Deutlich längere Werkzeugstandzeiten

Das «Powrgrip» Spannsystem garantiert dem Zerspaner diese Eigenschaften und ermöglicht ihm eine grössere Bandbreite bei der Umsetzung seiner Zerspanungsstrategien. Dabei spart er unterm Strich kräftig: Unter anderem durch deutlich längere Werkzeugstandzeiten, kürzere Bearbeitungszeiten, durch weniger Maschinenstillstandszeiten, durch signifikante Zeitersparnis und Prozessoptimierung sowie durch bessere Produktqualität. <<

(ID:25054120)