Swissmem-Zerspanungsseminar fokussiert prozesssichere Zerspanung

Schweizer Zerspaner

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Komplexe Schichtaufbauten

Auf das Thema Schichtstruktur und -aufbauten ging auch der zweite Beschichter (Eifeler Swiss AG) am Swissmem Zerspanungsseminar ein. Dr. Eckart Voss (Marketing und Applikationen) machte deutlich, dass Beschichtungen generell sowohl die Reibung verringern, Standzeit verlängern, höhere Produktivität generieren als auch die Bauteiloberflächen verbessern können. Möglich ist das aber nur, wenn das Gesamtsystem – Substrat-Werkzeuge-Beschichtung-Mikro-und-Makrogeometrien – perfekt aufeinander abgestimmt ist. Hier ging Dr. E. Voss unter anderem auf die Mikrogeometrien ein, die insbesondere im Bereich der Werkzeugkanten entscheidend dazu beitragen, wie die Beschichtungen in diesem sensiblen Bereich sich ausbilden können und am Substrat haften. Die Schneidkantenverrundung spielt in diesem Fall eine entscheidende Rolle.

Schichtdicke ist mit entscheidend

Ein weiterer wichtiger Einfluss beispielsweise auf die Standzeit der Werkzeuge ist die Schichtdicke der Beschichtung. Sie bringt in einem spezifischen Bereich ihr Optimum. Ist sie zu dünn, sinkt die Standzeit, aber das gleiche passiert auch, wenn die Beschichtung zu dick ist. Nicht zuletzt aus diesem Grund müssen Beschichtungsverfahren entwickelt werden, die prozesssicher gleichmässige Beschichtungen erzeugen.

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Mittels Nanostrukturierung des Schichtaufbaus besteht die Möglichkeit, die Schichten als eine Art nanostrukturierte Compound-Schicht aufzubauen, was deren Eigenschaften erheblich verbessern kann. Die Beschichtungsunternehmen setzen hier unterschiedliche Technologien ein. Fakt ist jedoch, dass es dadurch möglich ist, die Beschichtungen hoch spezifisch auf die jeweiligen Anwendungsfälle hin zu optimieren, was wesentlich zum Erfolg beiträgt.

Parameter perfekt aufeinander abstimmen

Das Unternehmen Fraisa SA gehört als Hartmetall-Schaftwerkzeughersteller zur Top-Liga. Hier präsentierte Dr. Johann Rechberger (Leiter Material und Oberflächentechnologie) die hohe Schule der Werkzeugherstellung. Auch er hob hervor, dass Beschichtungen ihre Stärke nur dann perfekt ausspielen können, wenn das Substrat und die Vorbereitung der Werkzeuge auf die Beschichtung und Zerspanungsaufgabe massgeschneidert sind. Beispielsweise müssten bei Gewindebohrern besonders hohe Ansprüche an das Gesamtsystem gestellt werden, weil hier Drehmomentspitzen auf die Prozesssicherheit enorme Auswirkungen (Werkzeugbruch) haben können.

Der letzte Schliff

Die entscheidende Rolle einer «funktionierenden» Beschichtung spielt die Vorbehandlung der Werkzeuge, hier insbesondere der «letzte Schliff». Dr. Rechberger machte klar, dass je nach Anwendung des Werkzeuges, die verschiedenen Parameter unterschiedlich aufeinander abgestimmt werden müssen. Da während des Swissmem Zerspanungsseminars praktisch alle Schweizer Mitbewerber als Besucher zugegen waren, liess sich Dr. Rechberger nicht detailliert in die Karten schauen. Ein Beispiel sei hier genannt: Beim Schleifen von Hartmetall entstehen auf der Oberfläche des Substrats Schlieren, die die Poren der Hartmetalloberfläche füllen und somit die Oberfläche glätten. Dies habe nach Aussage von Dr. Rechberger erhebliche Auswirkungen auf die spätere Prozesssicherheit. Ob dies aber ins Positive oder Negative geht, liess er offen.

Im Gespräch mit anderen Werkzeug-Experten, wurde von diesen betont, dass man diese Schlieren, die infolge der Schleifprozesse die Hartmetallporen verschliessen, vor dem Beschichten entfernen sollte. Damit würde die Haftungsfähigkeit der Beschichtungen erhöht.

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