Werkzeugversagen durch minimale Veränderung

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Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

Während des Zerspanens entstehen im Lauf der Zeit Mikrorisse gerade auch im Schneidenbereich. Inwieweit wirken sich die Risse auf die Prozesssicherheit und den gesamten Zerspanungsprozess aus?

Dr. J. Rechberger: Der Schneidstoff Hartmetall ist relativ empfindlich gegenüber Rissen und verhält sich mehr oder weniger wie ein keramischer Werkstoff. Das heisst, es gilt Risse möglichst zu vermeiden, zumal die Rissausbreitung sehr schnell geschieht und zu plötzlichem, katastrophalem Werkzeugversagen führen kann. Die ungünstigste Situation tritt dann auf, wenn zusammen mit den Rissen auch noch Zugspannungen an der Oberfläche auftreten. Dies kann geschehen durch falsche Schleifverfahren, thermisch induzierte Vorgänge beim Abkühlen etc. Es gilt also wieder, bereits im Herstellungsprozess solche Routen zu wählen, die bezüglich Oberflächenspannungen solch ungünstige Zustände möglichst zu vermeiden helfen.

Welche Möglichkeiten bestehen ausserdem, Mikrorissbildung zu reduzieren helfen?

Dr. J. Rechberger: Auch mikrogeometrisch können Anpassungen vorgenommen werden, dass zum Beispiel Spannungsspitzen nicht an exponierten Stellen auftreten. Bei der Schneidstoffsortenauswahl muss darauf geachtet werden, angepasst an Schneidengeometrie und die zu erwartenden Schneidenbelastungen möglichst risszähe Sorten zu wählen. Steht dies im Widerspruch zu den Härteanforderungen, so müssen via Design und Strategiedefinition diese Schwachstellen umgangen werden. Ich glaube, zum Thema Mikrorisse müsste man in eine vertiefte Diskussion eintreten, denn der Zweiphasenwerkstoff Hartmetall steht im Mikrobereich unter einem sehr komplexen Spannungszustand. Sicherlich ein sehr wichtiges Thema bezüglich prozesssicherer Werkzeugschneiden.

Welche Rolle spielen solche Mikrorisse bei nachgeschliffenen Werkzeugen, deren Standzeiten und deren Prozesssicherheit?

Dr. J. Rechberger: Die Dimension von Mikrorissen liegt weit unterhalb der Nachschleifzugaben. Es ist also in den meisten Fällen möglich, bei der Wiederaufbereitung von Werkzeugen wieder auf ein Qualitätsniveau zu gelangen, das dem eines Neuwerkzeugs entspricht. Die Eingangsbeurteilung im eigenen Aufbereitungszentrum sortiert ohnehin kritische Schneidenbeschädigungen aus, damit solche Werkzeuge gerade nicht zu einem Prozesssicherheitsrisiko werden können. In den nicht nachgeschliffenen Bereichen treten nur sehr selten Ermüdungsrisse auf und sind dann meistens auf Faktoren wie Beschädigungen durch das Einspannmittel oder falsches Handling zurückzuführen.

Die Hartmetallhersteller entwickeln kontinuierlich neue Hartmetalle, die Beschichter neue Beschichtungen für noch höhere Standzeiten. Gleichzeitig suchen die Anwender immer wieder die Leistungsgrenzen, um die Produktivität zu steigern. Gibt es einen perfekten Mittelweg zwischen Standzeit, Produktivität, Prozesssicherheit und letztlich Wirtschaftlichkeit?

Dr. J. Rechberger: Ich glaube Mittelwege oder Kompromisse sind nicht die Antwort. Momentan ist keine Grenze bezüglich Produktivität absehbar. Wir müssen bestrebt sein, Weiterentwicklungen bei Schneidstoffen, Oberflächenbehandlungen, Strategien und Maschinen immer wieder von Neuem zu integrieren. Der Werkzeughersteller ist dabei ein wichtiges Bindeglied vom Maschinenhersteller zum Anwender, um ihm mit optimierten Werkzeuglösungen und Strategieempfehlungen möglichst wirtschaftlich interessante Lösungen anzubieten. Im konkreten Einzelfall sind dazu manchmal sogar Lösungen mit Sonderwerkzeugen nötig. Sicherlich leistet damit der Werkzeughersteller einen gewichtigen Beitrag zur Wettbewerbsfähigkeit der Schweizer Wirtschaft im globalen Wettbewerb, und dies trotz des starken Schweizer Frankens.

Herr Dr. Rechberger, herzlichen Dank für das Interview. <<

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