Schneidkanten müssen scharf, aber verrundet sein

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Wo liegen für Sie als Werkzeughersteller die besonderen Herausforderungen bei solchen Werkstoffen?

Dr. A. Gotti: Die grosse Herausforderung liegt besonders bei der Zerspanung in kleinen Durchmessern. Es genügt nicht, ein grösseres Werkzeug einfach in den Dimensionen zu reduzieren. Hier ein geeignetes Werkzeug zu entwickeln, erfordert eine Kombination von verschiedensten Faktoren. Die Struktur des Hartmetalls muss das Schleifen in kleinen Dimensionen so zulassen, dass eine perfekte Schneidengestaltung möglich ist. Die Geometrie muss es erlauben, mit relativ geringen Vorschubkräften zu arbeiten. Die Beschichtungsdicke muss in Relation zum Durchmesser stehen. Die Kühlung (möglichst intern) darf die Stabilität des Werkzeuges nicht beeinträchtigen und soll doch effizient sein.

Gerade im Turbinenbereich müssen oft kleinste Kühlbohrungen gefertigt werden. Verhalten sich Mikrowerkzeuge zerspanungstechnisch anders als «normale» Werkzeuge?

Dr. A. Gotti: Prinzipiell nicht, unter der Voraussetzung, dass die Schnittwerte angepasst werden. Nur ist es bei kleinen Werkzeugen bedeutend schwieriger, eine gute Kühlung direkt an die Schneiden zu bringen. Ist es bei grösseren Durchmessern (über 2 mm) einfach, Kühlkanäle im Werkzeug integriert bis an die Spitze zu führen, ist bei Mikrowerkzeugen eine solche interne Kühlung nicht möglich. Jedenfalls keine, die effizient ist.

Wo stehen Sie heute mit Ihren Mikro-Bohrwerkzeugen technologisch?

Dr. A. Gotti: Wir sind heute in der Lage, Mikrowerkzeuge für den Bereich der schwer zerspanbaren Materialien ab einem Durchmesser von 0,3 mm anzubieten. Sie verfügen über eine speziell entwickelte Geometrie, welche den Spanbruch fördert und gleichzeitig für eine gute Späneabfuhr aus dem Schneidbereich sorgt. Im Schaft dieser Werkzeuge sind Kühlkanäle integriert, die dank ihres grossen Durchmessers eine relativ grosse Menge Kühlmittel in die Schneidzone bringen.

Apropos Kühlschmierstoff, er ist heute matchentscheidend, welche Rolle spielt die Kühlung bei schwer zerspanbaren Werkstoffen?

Dr. A. Gotti: Sie sagen es: Wenn die Kühlung schon bei «normalen» Werkstoffen ein Vorteil ist, so ist sie bei schwer zerspanbaren Materialien matchentscheidend. Das Risiko einer Überhitzung des Werkzeuges bei hohen Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten ist hoch. Dies kann verhindert werden durch eine Reduktion dieser Werte, was aber die Bearbeitungszeiten und die Kosten hoch hält. Besser ist auf jeden Fall eine gezielte Kühlung der Werkzeugschneiden, die eine höhere Zerspanungsrate ermöglicht, ausserdem die Standzeit des Werkzeuges verlängert und eine höhere Prozesssicherheit garantiert.

Wenn es um das Biegeverhalten von Mikrowerkzeugen geht, wird wegen der kleineren Durchmesser das Flächenträgheitsmoment sehr klein. Können Beschichtungen mit Ihrem hohen E-Modul das kleine Flächenträgheitsmoment «ausgleichen» und somit die Steifigkeit der Mikrowerkzeuge erhöhen helfen?

Dr. A. Gotti: Gemäss unserer Erfahrung hat die Beschichtung keinen Einfluss auf die Steifigkeit der Werkzeuge, sprechen wir doch hier von 0,0005 bis 0,001 mm Beschichtungsdicke. Die Beschichtung dient einer längeren Lebensdauer und soll den Verschleiss an den Schneiden vermindern. Massgebend für das Biegeverhalten ist das Verhältnis von Durchmesser und Länge. Über 3xD darf man mit dem Werkzeug (Fräser) nur noch kleinste Spanquerschnitte wählen. <<

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