dihw MAGAZIN 3/2021
Fachartikel aus Forschung und Industrie bilden die Grundlage für eine Berichterstattung im Sinne der spezifischen Nutzung und Anwendung von Werkzeugen mit superharten Beschichtungen.
Fachartikel aus Forschung und Industrie bilden die Grundlage für eine Berichterstattung im Sinne der spezifischen Nutzung und Anwendung von Werkzeugen mit superharten Beschichtungen.
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
Bearbeitungsverfahren<br />
Werkzeugverschleiß vorhersagbar<br />
Keine Überraschungen beim Bearbeiten von Verbundwerkstoffen<br />
Laut einer aktuellen Umfrage will<br />
ein Drittel der Fertigungsunternehmen<br />
seine Investitionen in Automatisierungswerkzeuge<br />
beschleunigen. Wie lässt sich<br />
das auf die schwierige Bearbeitung von<br />
Verbundwerkstoffen übertragen? Aaron<br />
Howcroft, Global Product Manager<br />
bei Sandvik Coromant, erklärt wie der<br />
CoroDrill ® 863 Fertigungsunternehmen<br />
hilft, diese besonderen Zerspanungsprozesse<br />
zu optimieren.<br />
Beim Bohren der meisten Luft- und<br />
Raumfahrt-Komponenten haben Fertigungsunternehmen<br />
drei Chancen, die<br />
Bohrung korrekt herzustellen – danach<br />
ist es unmöglich, diese innerhalb der erforderlichen<br />
Konstruktionsspezifikationen<br />
nachzubearbeiten. Und wenn nur<br />
bei einer einzigen Bohrung der Durchmesser<br />
oder die Oberflächengüte verfehlt<br />
werden oder Delamination auftritt,<br />
muss das gesamte Bauteil verschrottet<br />
werden. Angesichts des enormen<br />
Wertes dieser Komponenten ist<br />
das Bohren somit eine überaus riskante<br />
Tätigkeit. Und das gilt insbesondere bei<br />
Bohrungen in Verbundwerkstoffen, die<br />
nochmal andere Anforderungen an die<br />
Bearbeitung stellen.<br />
Die Herausforderung<br />
Verbundwerkstoffe<br />
Die Herstellung von Bohrungen ist einer<br />
der häufigsten Bearbeitungsprozesse<br />
bei Verbundwerkstoffen. Beim Bohren<br />
dieser besonderen Werkstoffe, die zwei<br />
oder mehr Materialien mit unterschiedlichen<br />
physikalischen und chemischen<br />
Eigenschaften enthalten, wird der Faseranteil<br />
des Materials durchtrennt oder<br />
gebrochen. Dabei können sich Schichten<br />
des Verbundwerkstoffs ablösen. Dieser<br />
als Delamination bekannte Fehler ist<br />
nach Aussage von Kunden von Sandvik<br />
Coromant eine der schwierigsten Herausforderungen<br />
in der Produktion.<br />
Delamination wirkt sich auf die Präzision<br />
und Wiederholbarkeit der Bohrungen,<br />
die Qualität und Intaktheit des<br />
Endprodukts und damit auf den Gewinn<br />
aus. Vor allem die Intaktheit des Bauteils<br />
wird stark von Bearbeitung- oder Nachbearbeitungsprozessen<br />
bestimmt, weshalb<br />
eine hohe Qualität der Bohrungen<br />
entscheidend dazu beiträgt, Bauteildefekte<br />
zu vermeiden.<br />
Wie viel Wärme bei der Bearbeitung von<br />
Verbundwerkstoffen entsteht, ist ebenfalls<br />
ein wichtiger Faktor. Die schlechte<br />
Wärmeleitung des Materials und das<br />
Fehlen von Spänen bedeuten ein Risiko<br />
für das Harz, das die Fasern des Materials<br />
zusammenhält. Die Bearbeitung<br />
von Verbundwerkstoffen beleuchtet<br />
somit Schwachstellen im Bearbeitungsprozess,<br />
die ansonsten nicht gesehen<br />
würden. Und die Schwachstellen<br />
treten umso häufiger zu Tage, je mehr<br />
neue Verbundwerkstoffe genutzt werden.<br />
Das ist auch der Grund dafür, dass<br />
eine hochwertige und wettbewerbsfähige<br />
Bearbeitung dieser Teile so herausfordernd<br />
ist.<br />
Vorhersagbarer Verschleiß<br />
Die Qualität von Bohrungen ist aktuell<br />
wichtiger denn je. Laut einer Umfrage<br />
von Euromonitor International planen<br />
rund 50 Prozent der Unternehmen, ihre<br />
digitalen Strategien neu zu gestalten.<br />
Und ein Drittel der Befragten der „Voice<br />
of the Industry 2020“-Studie will seine<br />
Investitionen in Automatisierungstools<br />
beschleunigen. Das bedeutet: Bohrungen<br />
müssen künftig auch in unbemannten<br />
Produktionsszenarien korrekt<br />
gefertigt werden. Daher müssen Hersteller<br />
ihr Vorgehen beim Bohren von<br />
Verbundwerkstoffen überdenken.<br />
Wie können Werkzeuge dazu beitragen,<br />
diese Herausforderungen zu meistern?<br />
Könnte ein leistungsfähigerer Bohrer die<br />
Automatisierungsstrategie eines Fertigungsbetriebs<br />
unterstützen? Die Erwartungen<br />
der Hersteller sind klar: Bohrungen<br />
sollen hochwertig, konsistent<br />
und wiederholbar sein. Natürlich nutzt<br />
sich jedes Werkzeug irgendwann ab,<br />
aber dieser Verschleiß muss von Werkzeug<br />
zu Werkzeug gleichmäßig und vorhersagbar<br />
sein. Ein vorhersagbarer Verschleiß<br />
ist entscheidend, weil CNC-Maschinen<br />
normalerweise so programmiert<br />
sind, dass das Werkzeug zum Ausfallzeitpunkt<br />
herausgezogen wird. Ist der Lebenszyklus<br />
des Bohrers nicht konsistent,<br />
kann dies dazu führen, dass die Werkzeugstandzeit<br />
um bis zu 50 Prozent reduziert<br />
wird. Wenn also ein Bohrer ausgeliefert<br />
wird, muss bei jedem einzelnen<br />
Werkzeug garantiert sein, dass er unter<br />
allen Umständen eine vorhersagbare<br />
Zeit lang hält.<br />
Optimiertes Design<br />
Die Herstellung von Bohrungen ist entscheidend für die Qualität und Leistungsfähigkeit<br />
von Bauteilen in der Luft- und Raumfahrt.<br />
Für Branchen wie die Luft- und Raumfahrtindustrie,<br />
die besonders häufig<br />
Verbundwerkstoffe einsetzen und Bohrungen<br />
darin vornehmen müssen, hat<br />
Sandvik Coromant den Hochleistungsbohrer<br />
CoroDrill 863 entwickelt. Er eig-<br />
48 <strong>dihw</strong> 13 · 3 <strong>2021</strong>
Change language