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maschine+werkzeug 09/2017

Aluminium und Titan im Visier

Extra Präzisionswerkzeuge

Fräsen - Titan und Aluminium sind leicht und dennoch widerstandsfähig. Alles andere als leicht ist hingegen deren Zerspanung. Iscar hat eine ganze Reihe von Werkzeugen entwickelt, mit denen Anwender diese Materialien wirtschaftlich bearbeiten können.

Kritische Strukturbauteile werden in der Luftfahrtindustrie häufig aus Titan gefertigt. Sie bieten eine außerordentliche Festigkeit, sind hoch korrosionsbeständig und leicht. Damit tragen sie auch zu einer besseren Kraftstoffeffizienz von Flugzeugen bei. Eine ganze Reihe von Problemen tritt jedoch bei der Bearbeitung des schlecht zerspanbaren Werkstoffs und seinen Legierungen auf.

Hersteller von Werkzeugen stecken viel Engagement in die Entwicklung neuer Lösungen, mit denen fortschrittliche Bearbeitungsstrategien umgesetzt werden können. Durch die typischerweise bei der Titan-Bearbeitung eingesetzten geringen Schnittgeschwindigkeiten ist jedoch die Effizienz des Werkzeugs stark eingeschränkt: Es wird zum schwächsten Glied im gesamten Fertigungsprozess.

Herausforderung: Titan

Hauptproblem beim Zerspanen von Titan ist die niedrige Wärmeleitfähigkeit. Der schlechte Abtransport führt zu starken thermischen Belastungen, die direkt auf die Schneide des Werkzeugs wirken. Darüber hinaus verursacht das Elastizitätsmodul von Titan Vibrationen, die zu Problemen bei Oberflächengüte und Genauigkeit führen können.

Leistungsstarke Schneidwerkzeuge sind auch deswegen gefordert, weil Titanbauteile in der Luftfahrtindustrie einen schlechten Materialausnutzungsgrad besitzen und große Mengen an Material abgetragen werden müssen. Dabei kann es vorkommen, dass das ursprüngliche Gewicht eines fertiggestellten Titan-Bauteils lediglich zehn Prozent oder weniger des Rohlings beträgt.

In die Bauteile müssen oft Hohlräume, Taschen und Rippen gearbeitet werden. Dafür ist Fräsen das prädestinierte Fertigungsverfahren. Entsprechend groß ist die Nachfrage nach leistungsstarken Werkzeugen. Iscar ist nach eigenen Angaben Innovationstreiber auf diesem Gebiet, und seine Lösungen finden international großen Anklang.

Der Schneidstoff bestimmt wesentlich den Erfolg beim Fräsen schwer zerspanbarer Werkstoffe. Deswegen hat Iscar die Hartmetallsorte IC840 entwickelt. Sie besitzt ein neues Substrat und eine PVD-Beschichtung. Das Substrat bietet viel Widerstand gegen thermische Risse. Der bronzefarbene Überzug ist hochbeständig gegen Oxidation und Ausbrüche. Nach der Beschichtung erfolgt eine spezielle Zusatzbehandlung, was die Zähigkeit weiter verbessert. Diese Kombination bietet den Anwendern eine deutliche Leistungssteigerung bei der Titanbearbeitung.

Weil beim Fräsen von Titan viel Material abgetragen wird, sind die ›Arbeitspferde‹ Wendeplatten-Werkzeuge mit verlängerter Spannut, sogenannte Igelfräser. Sie eignen sich besonders gut für die Herstellung tiefer Taschen, von Hohlräumen und Außenkanten. Iscar hat für diese Bearbeitungen zwei Serien entwickelt: ›Helitang H490‹ ist ein leistungsstarkes Tool mit tangential geklemmten Einsätzen; ›Millshred P290‹ hat segmentierte Einsätze, die für ein effizientes Zerkleinern von Spänen sorgen. Darüber hinaus bietet Iscar mit ›Helitang FIN‹ eine Serie tangentialer Igelfräser, die speziell für das Vorschlichten konzipiert worden sind.

  • Die neuen Aufsteckfräser der ›Heliquad-Serie‹ erzielen bei der Titan-Bearbeitung sehr gute Oberflächenqualitäten. Bild: Iscar

    Die neuen Aufsteckfräser der ›Heliquad-Serie‹ erzielen bei der Titan-Bearbeitung sehr gute Oberflächenqualitäten. Bild: Iscar

  • Die Serie ›Ti-Turbo‹ umfasst Hartmetallfräser mit 6 bis 20 Millimetern Durchmesser. Sie wurde für die Schlicht- und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Titan entwickelt. Bild: Iscar

    Die Serie ›Ti-Turbo‹ umfasst Hartmetallfräser mit 6 bis 20 Millimetern Durchmesser. Sie wurde für die Schlicht- und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Titan entwickelt. Bild: Iscar

  • Um 3D-Oberflächen im Werkzeug- und Formenbau sowie in der Luftfahrtindustrie präzise zu bearbeiten, bietet Iscar die Vollhartmetall-Kugelfräser der Multi-Master-Serie ›EBA-B2‹. Bild: Iscar

    Um 3D-Oberflächen im Werkzeug- und Formenbau sowie in der Luftfahrtindustrie präzise zu bearbeiten, bietet Iscar die Vollhartmetall-Kugelfräser der Multi-Master-Serie ›EBA-B2‹. Bild: Iscar

  • Mit den dreischneidigen Vollhartmetallfräsern der Serie ›ECR-B3-R-C‹ lassen sich Bauteile bei hohem Zeitspanvolumen grob bearbeiten. Bild: Iscar

    Mit den dreischneidigen Vollhartmetallfräsern der Serie ›ECR-B3-R-C‹ lassen sich Bauteile bei hohem Zeitspanvolumen grob bearbeiten. Bild: Iscar

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