Zerspanung Walter (Schweiz) AG: Stickstoffbasiertes System für die Zerspanung

Redakteur: Matthias Vogel

>> Das Besondere an Cryo.tec ist, dass die Werkzeuge mit einem speziellen Verfahren unter Einsatz von Stickstoff gekühlt werden. Dadurch wird die Schneidkante des Werkzeugs wesentlich effektiver gekühlt als mit herkömmlichen Methoden. Dies ermöglicht vor allem bei schwer zerspanbaren Materialien deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten und längere Standzeiten.

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Das Besondere an Cryo.tec: Die Werkzeuge werden mit einem speziellen Verfahren unter Einsatz von Stickstoff gekühlt. (Bild: Walter)
Das Besondere an Cryo.tec: Die Werkzeuge werden mit einem speziellen Verfahren unter Einsatz von Stickstoff gekühlt. (Bild: Walter)

Wie bei jedem tribologischen System unterliegt auch die Schneide in der Zerspanung ständig zunehmendem Verschleiss, hervorgerufen durch mechanische und thermische Belastungen. Welche Verschleissformen auftreten, hängt neben den Eigenschaften des Werkstoffs hinsichtlich der Zerspanbarkeit davon ab, ob die mechanische oder die thermische Belastung überwiegt und ob die Belastung gleichmässig (glatter Schnitt beim Drehen) oder schwankend (unterbrochener Schnitt beim Fräsen) erfolgt.

Die thermische Belastung hängt hauptsächlich von der Schnittgeschwindigkeit (eine hohe Schnittgeschwindigkeit bedingt eine hohe Temperatur) und vom Werkstoff ab.

Zerspanungswärme konzentriert sich an der Schneide

Bei Werkstoffen mit schlechter Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise bei Titanlegierungen, Nickelbasislegierungen oder hochlegierten Stählen mit hohem Nickelanteil, wird die Zerspanungswärme nur schlecht mit dem Span und in das Werkstück abgeleitet und konzentriert sich direkt an der Schneide.

Mit konventionellen Kühlverfahren lässt sich diesem Problem oft nur unzureichend beikommen, dem gesamten Zerspanungsprozess wird zwar Wärme entzogen, die Kühlung erfolgt aber nicht direkt an der Schneidkante in der Spanbildungszone.

Kryogenes System basiert auf Flüssigstickstoff

Die Firma Mag, ein führender Anbieter individueller Produktions-, Technologie- und Servicelösungen für die zerspanende Fertigung und Composites-Verarbeitung hat ein System entwickelt, mit dem effektiver als mit bisherigen Methoden gekühlt werden kann.

Das so genannte kryogene System basiert auf Flüssigstickstoff und kann je nach Bearbeitungsanforderung mit Minimalmengenschmierung (MMS) kombiniert werden, um Werkzeugreibung und Adhäsion weiter zu reduzieren. Der Schlüssel für die Effizienz des neuen Systems liegt darin, die Kühlung durch die Spindel direkt an das Zentrum des Schneidstoffs zu leiten und so den Kühleffekt im Körper des Schneideinsatzes zu konzentrieren.

Schnittgeschwindigkeiten steigern, Standzeiten erhöhen

Gerade bei der sehr anspruchsvollen Bearbeitung von schwer zerspanbaren Werkstoffen wie beispielsweise Titan, nickelbasierten Legierungen und Sphäroguss oder Gusseisen mit Vermiculargraphit bringt das stickstoffbasierte System des Entwicklers deutliche Produktivitätssteigerungen. Besonders Kunden in der Luft- und Raumfahrt, der Energieindustrie, aber auch in der Automobilindustrie können mit den Werkzeugen die Schnittgeschwindigkeiten signifikant steigern und die Standzeiten erhöhen.

Erhebliche Kosteneinsparung

Testbearbeitungen ergaben Geschwindigkeitszunahmen von 60 Prozent beim Fräsen von Vermiculargraphit (GJV) mit Hartmetallschneiden. Durch den geringen Verbrauch und die verhältnismässig niedrigen Beschaffungskosten für Flüssigstickstoff sowie entfallende Entsorgungskosten und verschiedene Kühlmittel-Aggregate lassen sich erhebliche Kosten einsparen. Ausserdem verringern die vorteilhaften chemischen Eigenschaften von Stickstoff die Belastungen für die Umwelt, die Fertigungsmittel und die Produkte selbst. <<

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