Anzeige mav Innovationsforum 2023 ▶ VHM-SCHAFT- UND -GEWINDEFRÄSER Effizient fräsen: Aluminium - bauteile für die E-Mobilität Aluminium ist ein gefragter Werkstoff, der in vielen Branchen Einsatz findet. Die Zerspanung gestaltet sich jedoch oft schwieriger, als auf den ersten Blick ersichtlich. Mit angepassten Geometrien und neu entwickelten Beschichtungen ermöglicht OSG die wirtschaftliche und prozesssichere Bearbeitung. Von den drei Schneiden des „AE-TS-N“ reicht eine über die Mitte, sodass er gerade oder helikal ins Material ein - tauchen kann Foto: OSG Der Autor Magnus Hoyer Head of Academy and Public Relations Die Aluminiumbearbeitung nimmt einen immer größeren Raum in der Zerspanung ein. Der Hintergrund sind Leichtbaustrategien, speziell auch in der E-Mobilität, wo vermehrt Aluminiumbauteile wie Batteriewannen oder Verteilergehäuse bearbeitet werden müssen. Hersteller von Zerspanungswerkzeugen sehen sich daher mit diversen Herausforderungen konfrontiert, denen OSG je nach Materialausprägung und Bearbeitungsaufgabe mit angepassten Werkzeugkonzepten begegnet. Scharf und stabil Grundsätzlich sind Aluminiumwerkstoffe relativ weich, können aber Zugfestigkeiten aufweisen, die denen von Stahl vergleichbar sind. Für die Zerspanung ist daher eine scharfe Schneide erforderlich, die aber eine hohe Stabilität aufweisen muss. Die VHM-Schaftfräser der Serie „AE-N“ erfüllen diese Anforderungen. Indem OSG die Werkzeuge vom Hartmetall über die Geometrie bis hin zur Beschichtung in house konzipiert, können alle Gestaltungsparameter so angepasst werden, dass die Fräser bei sehr scharfer Schneide eine hohe Stabilität bieten. Weil sich Aluminiumwerkstoffe im Allge- 78 April 2023
Anzeige mav Innovationsforum 2023 meinen auch stark anklebend verhalten oder klebend werden, wenn sie sich durch hohe Schnittgeschwindigkeiten erwärmen, ist außerdem eine leistungsfähige Beschichtung wichtig. Diese muss nicht nur möglichst glatt sein, um Reibung und Anklebungen gering zu halten, sie muss darüber hinaus bei hoher Härte einen guten Verschleißschutz bieten, da einige Aluminiumsorten hohe Anteile an stark abrasivem Silizium aufweisen. Nicht zuletzt ist eine geringe Schichtdicke gefordert, weil sonst die Schärfe der Schneide abnimmt. Die DLC-Beschichtung (Diamond Like Coating) von OSG wird diesen Ansprüchen gerecht, indem sie eine große Härte und einen niedrigen Reibungskoeffizienten mit einer Schichtdicke von 0,8 beziehungsweise 0,2 µm verbindet. Anwendungsgerechte Geometrien Die VHM-Schaftfräser AE-N von OSG bilden eine neue Werkzeuggeneration zur Bearbeitung von Nichteisenmetallen, die in die Typen „AE-TS-N“, „AE-TL-N“ und „AE-VTS-N“ unterteilt ist. In der Ausführung AE-TS-N handelt es sich um einen Standard-Alufräser mit drei Schneiden, von denen eine über die Mitte reicht, sodass sie etwa beim Fräsen von Taschen gerade oder helikal ins Material eintauchen kann. Dabei arbeitet der AE-TS-N mit einer Schneidenlänge von 1,5 x D, einem Halsfreischliff von 3 x D und ist DLC-beschichtet. Geometrisch identisch mit dem AE-TS-N ist der AE-TL-N, er hat allerdings eine Schneidenlänge von 4 x D und ist für das Umsäumen und Schlichten ausgelegt. Ebenfalls dreischneidig aufgebaut, reicht beim AE-VTS-N keine der Schneiden über Mitte. Weil sie alle in der Mitte zusammenlaufen, kann der Fräser auch zum Bohren eingesetzt werden. Der Anwender muss somit bei einer Tasche nicht gerade oder helikal eintauchen, was Zeit einspart. Der AE-VTS-N besitzt eine ungleiche Teilung und einen ungleichen Drall – eine Technologie, die von HPC-Fräsern übernommen wurde –, um Vibrationen zu vermeiden. Mit einem kurzen Aluminiumfräser wird in der Regel ins Volle gefräst, wobei üblicherweise kaum Vibrationen am Werkzeug auftreten. Allerdings sind Batteriewannen oder Getriebedeckel oft dünnwandig, sodass sich die Bauteile aufschwingen können. Der AE-VTS-N nutzt an der Stirnschneide eine Wiper-Geometrie. Dagegen sind übliche Schaftfräser hohlgeschliffen und daher sehr scharfkantig, was auf Planflächen zur Riefenbildung führen kann. Die Wiper-Geometrie hingegen glättet mit ihrem großen Radius die Fläche. So entsteht eine deutlich höhere Qualität als mit einem hohlgeschliffenen Fräser. Ein zusätzlicher Effekt der Wiper-Geometrie ist, dass sich beim Schlichten einer Planfläche sehr hohe Vorschübe ohne Einbußen bei der Ober - flächenqualität fahren lassen. Gewinden ohne Kernbohrung Ein weiteres Werkzeug zur Aluminiumbearbeitung hat OSG mit Der „AE-VTS-N“ setzt an der Stirnschneide eine Wiper-Geometrie ein, die auf Planflächen hohe Oberflächen - güten erzeugt dem Gewindefräser „DLC-O-EM- PNC“ im Portfolio. Hierbei handelt es sich um ein VHM-Werkzeug, das zirkular ins Volle fräst. Eine Kernbohrung muss folglich nicht gesetzt werden, was Zeit und/oder Kosten sparen hilft. Ein weiterer Vorteil des DLC-O-EM- PNC ist seine Positionsgenauigkeit. Bei Aluminiumbauteilen für die E-Mobilität handelt es sich oft um Spritzgussteile, bei deren Fertigung unebene/schräge Flächen entstehen. Ein Kernlochbohrer würde hier seine Position verlieren. Der DLC-O-EM-PNC arbeitet trotz solcher Flächen positionsgenau, was ebenfalls einen Zeitvorteil bringt, da für das Bohren nicht erst eine ebene Fläche gefertigt werden ■ muss. Der Gewinde - fräser „DLC- O-EM-PNC“ erfordert keine Kernbohrung und arbeitet auch an unebenen Flächen sehr positionsgenau Foto: OSG Foto: OSG OSG GmbH de.osgeurope.com April 2023 79
