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µm-genaues Fräsen filigraner Konturen

08.11.2007
Im Werkzeug- und Formenbau werden immer filigranere Strukturen und höhere Präzision verlangt. Viele Unternehmen setzen dabei auf Graphitelektroden. Weil Graphit äußerst wärmestabil und nahezu verzugsfrei ist erst bei zirka 3825° C setzt die Sublimation, also der Übergang vom festen in den gasförmigen Zustand ein , eignen sich die Elektroden besonders gut für die Herstellung von Formen.

Um nun solche Elektroden prozesssicher zu produzieren kommen moderne CNC-Maschinen zum Einsatz. Denn sie können extrem maßhaltige 3D-Konturen im µm-Bereich exakt herstellen Voraussetzung sind jedoch hochwertige Werkzeuge.

Um die engen Toleranzen bei der Elektrodenfertigung einzuhalten, sind extrem genaue und standfeste Fräswerkzeuge nötig. Das gilt vor allem bei der Bearbeitung von hochabrasivem Graphit.

Rundlaufgenauigkeit von 3 µm

Spezialität der Hartmetall-Werkzeugfabrik Zecha GmbH in Königsbach-Stein sind diamantbeschichtete Hartmetall-Fräser für die Graphitbearbeitung. Bernd Kirchner vom technischen Vertrieb ist maßgeblich an der Entwicklung dieser Werkzeuge beteiligt: „Kleinste Toleranzen von maximal 10 µm in Durchmesser und Form sowie eine Rundlaufgenauigkeit von nur 3 µm das ist unsere Welt.

Bei der Herstellung kleinster Fräser, unbeschichtet ab 0,05 mm Durchmesser, fühlen wir uns erst richtig wohl. Glatte Oberflächen und höchste Präzision am Werkstück sind dabei stets unser Ziel.“ Nur so sind hohe Vorschübe, hohes Zerspanvolumen und kurze Bearbeitungszeiten im Produktionsprozess zu realisieren.

Beschichtung beeinflusst Fertigungsqualität beim Fräsen

Bei den geforderten Toleranzen im µm-Bereich wirken sich allerdings schon dünnste Verschleißschutzbeschichtungen negativ auf Formhaltigkeit, Durchmesser und Rundlaufgenauigkeit aus und beeinflussen die Qualität des Werkzeugs entscheidend.

Mit diesem Wissen wandte sich Zecha an die Cemecon AG, einen der führenden Hersteller von Hartstoff- und Superhartstoffbeschichtungen, der sich auf Diamantschichten spezialisiert hat.

Bei dem Beschichtungsexperten fand Zecha genau die Voraussetzungen, um eine Schicht zu konstruieren, die perfekt sowohl auf die Geometrie und Materialeigenschaften der Präzisionswerkzeuge als auch auf die Bearbeitung des spröden und abrasiven Graphits zugeschnitten ist.

Diamantbeschichtung des Fräsers verlängert Standzeiten

Aufgrund des Know-hows von Zecha und der eingesetzten Technologie von Cemecon arbeiten die diamantbeschichteten Vollhartmetall-Mikrofräser mit der gleichen Rundlaufgenauigkeit wie unbeschichtete.

Zudem sind die Bearbeitungsergebnisse auf der Maschine für den Anwender nun viel besser zu reproduzieren. Ein weiterer Vorteil: Die relativ dicke und sehr glatte Diamantbeschichtung verlängert die Standzeiten erheblich.

Neue Fräser für die Graphitbearbeitung

Das Fräserprogramm von Zecha für die Graphitbearbeitung umfasst außer diamantbeschichteten Vollhartmetall-Radiusfräser und Vollhartmetall-Schaftfräser mit Eckenradius auch PKD-bestückte Schaft- und Radiusfräser.

Diese sind ab einem Durchmesser von 2 mm erhältlich und spielen laut Hersteller ihre Vorteile besonders bei großen Durchmessern ab 8 mm aus. Die diamantbeschichteten Graphit-Fräser sind in zwei Produktlinien unterteilt: Qualitäts-Linie und High-End-Linie.

Fräser mit Durchmessern von 0,2 bis 6,0 mm

Wer ein Qualitätsprodukt mit optimalem Preis-Leistungs-Verhältnis für Standardanwendungen sucht, ist mit der Qualitäts-Linie bestens beraten, so der Hersteller.

Die hochwertigen Fräser aus diesem Programm sind durch die Großserienfertigung kostenoptimiert und setzen auf bewährte Diamantschichten sowie innovative Geometrien bei Durchmessern von 0,2 bis 6,0 mm, heißt es weiter.

Fräser für extrem enge Toleranzen

Noch einen Schritt weiter geht Zecha mit der High-End-Linie, dem Fräserprogramm für extrem enge Toleranzen und maximale Standzeiten.

Die Produktlinie bietet laut Hersteller garantierte, mit Messprotokoll belegte Präzision: Durchmessertoleranzen von 10 µm, Formgenauigkeit von ebenfalls 10 µm und Rundlaufgenauigkeit von 3 µm (alle Toleranzen während der Rotation gemessen), machen nach Auffassung des Herstellers die mit einer Hochleistungs-Diamantschicht versehenen Fräser zum perfekten Werkzeug für prozesssicheres Fräsen innerhalb Toleranzen von 10 µm.

Qualität der Fräser geprüft und gesichert

Moderne Messgräte sichern die Qualität der hergestellten Werkzeuge. Bei der High-End-Linie werden 100% der Werkzeuge geprüft. Eine hochgenaue 3-D-Messmaschine misst automatisch, berührungslos und µm-genau die Mikrofräser und dokumentiert alle relevanten Daten.

Zudem wird bei allen Fräsern eine Maßkontrolle im µm-Bereich der Wirkdurchmesser ermittelt. Die Identifikationsnummer wird zusammen mit der Produktionscharge per Laser auf dem Boden des Schafts aufgebracht. So kann jedes Werkzeug klar identifiziert und auch noch Jahre später präzise reproduziert werden.

Bernhard Kuttkat | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/spanendefertigung/werkzeuge/articles/97810/

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