Leichtgewicht mit Spitzenleistung: Neues Fräserdesign Titan-Werkzeuggrundkörper per 3D-AM

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Um tiefe Kavitäten zu erzeugen, sind Fräser mit grossen Auskragungen und entsprechender Grösse und Gewicht erforderlich. Dabei erhöht sich das Gewicht und verringert sich die Steifigkeit des Werkzeugs. Letzteres kann zu Vibrationen und schlechter Oberflächengüte führen. Um das Gewicht zu reduzieren und die Steifigkeit zu erhöhen, stellt Iscar neu Fräskörper aus Titan per 3D-AM (Additiv Manufacturing) her. Als gesamte Baugruppe sind sie somit leicht (Werkzeughandling) und können steifer ausgelegt werden.

Die oben beschriebenen Fräser erweitern die Produktpalette der 90-Grad-Fräser Heli2000, in denen Wendeschneidplatten mit helikalen Schneidkanten montiert sind. Eine kompakte Bauweise mit grosser Länge bietet zwar maximale Steifigkeit, aufgrund der hohen Produktionskosten und Probleme bei der Bearbeitung findet dieses Konzept in der Praxis aber nur begrenzt Anwendung.

So kann beispielsweise der Bruch einer Wendeschneidplatte den Werkzeugkörper beschädigen und damit hohe Kosten verursachen. Um dies zu verhindern, setzen die Hersteller auf Werkzeug-Baugruppen.

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Vorteile eines modularen Werkzeugaufbaus

Ein Werkzeug mit grosser Auskragung besteht aus einem Fräser in Standardgrösse und einem Werkzeughalter, der den Fräser aufnimmt. Der Halter kann modular aufgebaut sein und enthält Standardelemente wie eine Basiseinheit für Maschinenspindeln, Verlängerungen oder Reduzierungen.

Das Baugruppen-Prinzip ist flexibel, ermöglicht eine optimale Konfiguration und eine effektive Anpassung. Ist ein Fräser beschädigt, wird er einfach ausgetauscht. Andere Elemente der Baugruppe sind weiter im Einsatz.

Vorteil Titan: als Werkstoff für Werkzeughalter

Stahl ist das traditionelle Werkzeugmaterial. Als Alternative kommt Titan infrage – es weist eine geringere Dichte auf, zeichnet sich aber durch hohe Festigkeit aus. Darüber hinaus ist Titan hoch korrosionsbeständig, verschleissfest und sorgt für eine lange Lebensdauer des Werkzeugs. Titan ist rund 40 Prozent leichter als Stahl, reicht jedoch bezüglich der Festigkeit an hochfesten Stahl heran. Allerdings ist die Bearbeitung des Materials durch seine speziellen Eigenschaften eine anspruchsvolle Aufgabe, die viel Erfahrung und Zeit erfordert – mit entsprechend hohen Herstellungskosten.

Titan-Grundkörper per 3D Additive Manufacturing

Erst innovative Technologien haben die Grundlage geschaffen, diese Hindernisse zu überwinden. Die additive Fertigung (AM) ist eine effektive Möglichkeit, um auch komplexe Konfigurationen eines Fräskörpers umzusetzen und Bearbeitungsschritte zu minimieren. Der 3D-Druck erleichtert die Herstellung von Werkzeugen aus Titan und ist gleichzeitig nachhaltig.

Hersteller von Präzisionswerkzeugen haben deshalb mittlerweile AM-Verfahren zur Produktion von Fräsern für die Bearbeitung mit grossen Auskraglängen entwickelt. Der Trend, leichte Wendeschneidplatten-Fräser mit Titan-Körpern additiv zu fertigen, setzt sich immer mehr durch.

Punktgenaue Kühlmittelzufuhr durch den Fräskörper

Iscar formt den Werkzeugkörper eines Aufsteckfräsers durch Selektives Laserschmelzen (SLM), das zu den 3D-Druckverfahren gehört. Die Teile des Körpers wie beispielsweise Spankammern und Hohlräume zur Gewichtsreduzierung weisen ausgeklügelte, für die Metallbearbeitung ungewöhnliche Formen auf.

Ungleiche Teilung reduziert Schwingungen

Additive Fertigungsmethoden ermöglichen die maximale Nutzung der mechanischen Strömungsmechanik zur Optimierung des Profils der inneren Kühlkanäle und sichern so eine effiziente, punktgenaue Kühlmittelzufuhr durch den Fräskörper. Herkömmliche Verfahren stossen bei der Gestaltung der Kühlkanäle an ihre Grenzen, während die additive Fertigung nahezu unbegrenzte Möglichkeiten bietet.

Das 3D-AM-Konzept nutzt unterdessen auch das Prinzip der ungleichen Teilung des Fräsers, um das Werkzeug vibrationsarm zu gestalten.

Robust und leicht

Das Design, das auf der Kombination von untypischem Werkzeugkörper-Material und den Vorteilen der additiven Fertigung beruht, hat zu robusten und leichten Wendeschneidplatten-Fräsern für die wirtschaftliche Bearbeitung mit grossen Auskragungen geführt.

Das neue Werkzeug von Iscar erlaubt eine stabile Zerspanung, verbessert die Produktivität und erhöht die Standzeiten. Die Titan-Aufsteckfräser stehen in den Durchmessern 50 und 63 Millimeter zur Verfügung. Für optimale Ergebnisse und sehr gute Oberflächengüten empfiehlt Iscar, die Fräser auf Werkzeughaltern mit Antivibrationsmechanismus zu montieren, wie beispielsweise den Whisperline-Adapter von Iscar.

(böh)

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