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maschine+werkzeug 07/2011

Bearbeiten ohne Faserausrisse

EXTRA

Bohren/Fräsen - Für ein delaminationsfreies Bohren und Fräsen von kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK) hat Mapal die Hochleistungswerkzeuge Mega-Drill-Composite-UDX und Optimill-Composite-Speed entwickelt.

In der Luftfahrtindustrie haben sich moderne Werkstoffe schon seit längerem etabliert, und der Anteil an Komponenten aus kohlefaserverstärkten Kunststoffen steigt stetig. Auch in der Automobilindustrie finden die Leichtbauwerkstoffe vermehrt Einzug in die Produktion neuer Modelle – und dies nicht mehr nur im Bereich der Kleinserien.

Diese Entwicklungen haben natürlich auch Einfluss auf Zerspanungswerkzeuge, die diese modernen Konstruktionswerkstoffe kostengünstig und prozesssicher bearbeiten müssen. Mapal beschäftigt sich schon seit einiger Zeit intensiv mit der Entwicklung angepasster Werkzeuglösungen, die den spezifischen Anforderungen der zu bearbeitenden Bauteile optimal Rechnung tragen sollen.

Prozesssicher Bohren

Beim Bohren von CFK-Werkstoffen liegt das besondere Augenmerk vor allem darauf, Delaminationen (Faserausrisse) und Faserüberstände am Bohrungsaustritt zu vermeiden und die gesamten Bohrungstoleranzen in Bezug auf Durchmesser, Form und Oberfläche prozesssicher einzuhalten.

Die Bohrertypen Mega-Drill-Composite in den Ausführungen MD und UDX stellen sich mit ihren leistungsfähigen Diamantbeschichtungen den Herausforderungen dieser komplexen Materialien und sind für lange Standzeiten ausgelegt. Dabei haben die UDX-Bohrer für unidirektional verlegte Fasern einen noch aufwendigeren Schliff als die MD-Tools für die weniger empfindlichen multidirektionalen Gewebe.

Die Bauteilqualität beim Fräsen von kohlefaserverstärkten Kunststoffen wird in erster Linie durch eine makellose Oberfläche und erstklassige Kanten bestimmt. K.o.-Kriterien sind demnach Faserausrisse, Faserüberstände, das heißt nicht vollständig abgeschnittene Fasern sowie verbranntes Harz. Letzteres wird häufig nicht erkannt bzw. falsch gedeutet bei der Beurteilung einer besonders auffällig glänzenden Oberfläche.

Schruppen und anschließendes Schlichten führen dann meist auch nicht zum gewünschten Erfolg, wenn das eingesetzte Werkzeug die Performance gar nicht erreicht. Mapal hat mit dem Optimill-Composite-Speed ein Fräswerkzeug für diese Anwendungen entwickelt, dass das Bearbeiten in nur einem Schnitt ermöglicht und dadurch die Bearbeitungszeit deutlich reduziert und gleichzeitig hohe Qualitätsansprüche erfüllt.

Bei dem in den Abbildungen dargestellten Testwerkstück hat Mapal verschiedene Bearbeitungssituationen übernommen, die bei der Bearbeitung von CFK-Komponenten vor allem im Flugzeugbau täglich vorkommen. Dabei finden hauptsächlich diamantbeschichtete Vollhartmetall-Werkzeuge den Weg in die Serienproduktion. Sämtliche Fräsoperationen am Werkstück wurden mit dem Optimill-Composite-Speed durchgeführt, einem achtschneidigem Werkzeug, das aufgrund einer speziellen Geometrie alle unterschiedlichen Fräsoperationen beherrscht. Als Beweis dafür wurde das Bauteil sozusagen aus dem Vollen gefräst.

  • Die neuen Hochleistungswerkzeuge Mega-Drill-Composite-UDX und Optimill-Composite-Speed.

    Die neuen Hochleistungswerkzeuge Mega-Drill-Composite-UDX und Optimill-Composite-Speed.

  • Der Mega-Drill-Composite-UDX verhindert Delaminationen und Faserüberstände.

    Der Mega-Drill-Composite-UDX verhindert Delaminationen und Faserüberstände.

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Unternehmensinformation

MAPAL Dr. Kress KG Präzisionswerkzeuge

Obere Bahnstraße 13
DE 73430 Aalen
Tel.: 07361-585-0
Fax: 07361-585-1029

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