SPECIAL Luft- und Raumfahrt Walter Ramping-Fräser zum Schruppfräsen und Vorschlichten von Taschen mit hohem Zeitspanvolumen von bis zu 11 Litern in der Minute. Bild: Walter Walter Blaxx Igelfräser M3255 zum Schruppen von Titanstrukturen. Bild: Walter penführungen. Auch hier sind hohe Zerspanungsraten gefordert. Durch ihre Härte und ihre schlechte Wärmeleitfähigkeit stellen Titanwerkstücke extrem hohe Anforderungen an die Zerspanungswerkzeuge, gerade was die Prozesssicherheit angeht. Schneller Verschleiß der Schneidkanten sowie relativ niedrige Schnittparameter machen das Schruppen bei Titanstrukturbauteilen zeitaufwendig. Gleichzeitig steigt die Nachfrage dynamisch an. Unternehmen, denen es gelingt, die Bearbeitungszeiten pro Komponente deutlich zu reduzieren, gewinnen damit einen deutlichen Wettbewerbsvorteil. Titanstrukturbauteile effektiver bearbeiten Mit dem modifizierten Blaxx Igelfräser M3255 von Walter liegt ein Werkzeug vor, mit dem sich Titankomponenten deutlich schneller und dabei prozesssicher fertigen lassen. Entwickelt wurde das Werkzeugkonzept, das auf einem Walter Blaxx Igelfräser basiert, aus einer konkreten Anfrage heraus: Dr.-Ing. Matthias Lange, bei Premium Aerotec für die Abteilung Additive Manufacturing and Machining verantwortlich, war auf der Suche nach einem Prozessaufbau, mit dem sich Titanstrukturbauteile deutlich effektiver bearbeiten lassen. Premium Aerotec ist weltweit führend in der Herstellung von komplexen Strukturbauteilen. Fast die Hälfte der Bearbeitungszeit eines Titanstrukturbauteiles entfällt auf das Schruppen: Das Fräswerkzeug und die Zerspanungsstrategie stellen deswegen den zen- tralen Ansatz dar, um die Bearbeitungszeit zu verkürzen. In rund 20 Monaten entwickelten die Walter Experten gemeinsam mit einem Team des Kunden und dem Institut für Produktionsmanagement und -technik der Technischen Universität Hamburg, unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Hintze und Dr.-Ing. Carsten Möller, eine Lösung. 20 Prozent schneller fräsen Mit dem weiterentwickelten und überarbeiteten Blaxx Igelfräser ließ sich die Bearbeitungszeit um circa 22 Prozent zu den Ausgangswerten reduzieren. Das gemeinsame Projekt fokussierte sich auf Kühlung und Spanabfuhr, Schneidstoffuntersuchung, Makro- und Mikrogeometrie der Wendeschneidplatten, Plattensitz sowie Schnittdaten. Durch die innovative neue Geometrie sowohl des Fräskörpers als auch der Wendeschneidplatten greift tatsächlich die maximale Zähnezahl ins Material ein. So ergibt sich eine außergewöhnlich hohe Zerspanungsleistung bei einer hohen Prozesssicherheit – sowohl beim Eck-, Kontur- oder Taschenfräsen als auch bei Vollnuten von 1/2 x D. Die weichschneidende Geometrie der Flügelrippen bestehen häufig aus Aluminiumlegierungen. Bild: Walter Wendeschneidplatten führt zu einem positiven Schnittverhalten, dazu kommen kurze Bearbeitungszeiten bei maximalem Zeitspanvolumen. Das Wärmemanagement, bei Titanlegierungen wegen ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit immer ein Problem, erfolgt über optimierte Kühlmittelzufuhr an jeder Schneide. Auch bei den hohen Zerspanleistungen gewährleisten die Spanräume eine sichere Spanabfuhr. Durch tangentiale und axiale Verzahnung mit dem Fräskörper sind die Wendeschneidplatten zuverlässig gespannt. Dieses Konzept sichert sogar in kleinen Durchmesserbereichen eine hohe Stabilität. Jede Wendeschneidplatte verfügt über vier beziehungsweise zwei Schneidkanten – so lässt sich ein Maximum an Zerspanungsleistung pro Platte erreichen. Durch die tangentiale Anordnung der Wendeschneidplatten eignet sich das Werkzeugsystem M3255 auch optimal für die Bearbeitung von geschmiedeten Bauteilen, bei denen die Randzone (Schmiedehaut) extreme Herausforderungen an die Werkzeugschneide stellt. ■ Walter AG www.walter-tools.com 94 Oktober 2019
Für die Bearbeitung von nichtrostenden Stählen sowie Legierungen auf Nickel- und Kobaltbasis Vollhartmetallbohrer mit SGL-Spitzengeometrie Die Vollhartmetallbohrer B21-SGL von Kennametal wurden speziell zur Bearbeitung von nichtrostenden Stählen sowie Legierungen auf Nickel- und Kobaltbasis entwickelt. Dank der Spitzengeometrie und der einschichtigen PVD-AlTiN-Beschichtung bieten die neuen Bohrer eine verbesserte Produktivität und eine längere Standzeit. Die Stirn des B21-SGL- Bohrers hat einen konstant steigenden Spanwinkel. Die Folge sind eine gleichmäßige Spanbildung, reduzierte Schnittkräfte sowie eine stabile Schneide. Bild: Kennametal ■■■■■■ „In Kundentests schneidet der B21-SGL- Bohrer gegenüber Produkten des Wettbewerbs stets besser ab“, erklärt Frank Martin, Produktmanager bei Kennametal und verantwortlich für den Bereich Vollhartmetallbohrer. „Mit ihm lassen sich mehr Löcher in kürzerer Zeit bohren und auch bei den Kriterien Bohrungsgeradheit und Oberflächenqualität überzeugt das neue Werkzeug. Durch die neue Ausführung kommt es kaum noch zu Ausbrüchen, die sonst häufig zu einem Ausfall eines Bohrers führen. Und dank der besonderen Spitzengeometrie mit spezieller Spannut ist der Druck beim Bohren so gering wie sonst bei keinem Bohrer auf dem Markt. Dadurch können selbst Werkstücke mit anspruchsvollen Geometrien mühelos bearbeitet werden“. Problematisch bei diesen Werkstoffen ist, dass sie zu Aufbauschneidenbildung neigen. Durch die spezielle Spitzengeometrie des B21-SGL-Bohrers, die polierte Schneide, den negativen Spanwinkel und die besondere Spannutenausführung werden diese unerwünschten Effekte erheblich verringert, die Spanabfuhr wird erleichtert und die entstehenden Schnittkräfte sind geringer. Der neue Bohrer wurde aus der sehr verschleißfesten Sorte KCMS15 mit besonders hohem Aluminiumgehalt gefertigt, deshalb haben die Werkzeuge eine so lange Lebensdauer, und die Bohrungen können schneller und genauer eingebracht werden. „Einige unserer Kunden berichten, dass die Standzeiten der Werkzeuge bei der Bearbeitung vieler anspruchsvoller Materialien mit den neuen Bohrern nun doppelt oder sogar bis zu sechsmal so lang sind, und das selbst dann, wenn der Vorschub, wie das teilweise der Fall war, um bis zu 50% erhöht wurden“, sagt Martin. Ein teures Bauteil wie zum Beispiel ein Turbinengehäuse nur infolge eines Werkzeugbruchs verschrotten zu müssen, ist unbedingt zu verhindern. Der Vollhartmetallbohrer B21-SGL von Kennametal ist nicht nur äußerst leistungsstark, sondern garantiert auch Prozesssicherheit. Bild: Kennametal Turbinen sind besonders anspruchsvoll Generell ist die Bohrungsbearbeitung ein äußerst anspruchsvoller Vorgang. In besonderem Maße gilt dies jedoch bei der Herstellung von Turbinen. Da die Bohrungen üblicherweise erst am Ende eines langen Produktionszyklus eingebracht werden, kann ein defekter Bohrer unter Umständen dazu führen, dass technologisch höchst anspruchsvolle Komponenten im Wert eines fünfstelligen Betrags beschädigt oder sogar zerstört werden. „Jede Fertigung, bei der eine hohe Anzahl von Löchern in Werkstoffe wie Inconel, Titan, rostfreie Stähle und andere Hochtemperaturlegierungen gebohrt werden muss, kann von dem neuen Bohrer nur profitieren. Da die Nachfrage nach Flugzeugtriebwerken des LEAP- Typs immer weiter steigt, ist das Werkzeug besonders für Hersteller von Luft- und Raumfahrtkomponenten interessant“, ergänzt Matthieu Guillon, Key Account Manager für den Bereich Luft- und Raumfahrt. ■ Kennametal Deutschland GmbH www.kennametal.com Oktober 2019 95
