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maschine+werkzeug 01-02/2009

Diamant – der edle CFK-Killer

Beschichtete Werkzeuge bringen Standzeitplus

Faserverstärkte Kunststoffe (CFK) sind in der Luft- und Raumfahrtindustrie längst nicht mehr wegzudenken. Als Leichtgewichtsalternative haben sie Aluminium in einigen Anwendungen bereits den Rang abgelaufen – mit steigender Tendenz. Doch in der Bearbeitung sind die Materialien sehr anspruchsvoll und verlangen den Werkzeugen alles ab. Wer da auf das falsche Pferd setzt, verspielt unnötig seinen Einsatz. In Substrat, Geometrie und Beschichtung optimierte Werkzeugkonzepte liefern dem Anwender dagegen ideale Voraussetzungen, selbst solche stark abrasiven Materialien wirtschaftlich zu zerspanen.

Durch den überlegten Einsatz kohlefaserverstärkter Kunststoffe (CFK) lassen sich zahlreiche Leichtbauprodukte enorm verbessern. Neben dem erheblich geringeren Gewicht – sogar gegenüber dem an sich schon leichten Aluminium lassen sich bis zu 40 Prozent Gewicht einsparen – sind CFK-Komponenten zudem noch fester und steifer.

Der Werkstoff CFK dämpft in starkem Maße mechanische Schwingungen, reduziert das Bauteilvolumen und die -masse. Daher ist es mit diesem Material problemlos möglich, die Leistungsfähigkeit von Maschinen, Anlagen und Fahrzeugen deutlich zu steigern.

Ein Material mit Zukunft

Da liegt es nahe, dass der CFK-Anteil besonders in der Luftfahrtbranche stetig steigt: Hatte der Airbus A310 von 1983 noch weniger als 5 Prozent CFK verbaut, bringt es der A380 bereits auf 25 Prozent. Über 50 Prozent Kohlefaser-Werkstoff wird der A350 im Jahr 2012 auf die Reise nehmen. So lassen sich die Ziele der Luftfahrtunternehmen erreichen, bis 2020 den Treibstoffverbrauch je Kilometer und Passagier um 50 Prozent beziehungsweise den CO2 -Ausstoß um ganze 80 Prozent zu senken.

Härteste Beschichtungen gegen den Abrasionsverschleiß

Jedoch verursachen die harten Kohlenstofffasern in der zerspanenden Bearbeitung einen extrem hohen Abrasionsverschleiß, wogegen nur Schneidstoffe und Beschichtungen höchster Härte, wie solche des Spezialisten Cemecon, helfen. Zudem gilt es, die Fasern so zu trennen, dass sie sich nicht von der weitaus weicheren und thermisch sehr empfindlichen Harzmatrix ablösen.

Daher geht die Tendenz in der Zerspanwerkzeug-Entwicklung deutlich in Richtung gesteigerter Produktivität – mit höheren Vorschubgeschwindigkeiten und längerenWerkzeugstandzeiten, aber gleichzeitig zudem mit dem Einhalten höchster Qualitätsanforderungen.

Diamant-Multilayer-Beschichtungen von Cemecon kombinieren Diamantschichten mit unterschiedlichen Eigenschaften und verschiedenen Strukturen zu untrennbaren Einheiten. Sie sind prädestiniert zur Bearbeitung von CFK und anderen Verbund- und Sandwichwerkstoffen, die unter anderem zum Kleben oder zu Aufschmierungen neigen. Optimale Schichtspannungsverhältnisse und hervorragende Haftung zählen neben der extremen Härte zu den weiteren Vorteilen, die eine hohe Lebensdauer der Multilayer-Diamantschicht sichern.

  • Das Bohren von CFK-Platten wird mit einem diamantbeschichteten Bohrer zum Vergnügen.

    Das Bohren von CFK-Platten wird mit einem diamantbeschichteten Bohrer zum Vergnügen.

  • Die sonst unvermeidbaren Ausfransungen und Delamination (links) werden wirksam verhindert, wie das Bohrbild eindrucksvoll dokumentiert (rechts).

    Die sonst unvermeidbaren Ausfransungen und Delamination (links) werden wirksam verhindert, wie das Bohrbild eindrucksvoll dokumentiert (rechts).

  • Die Beschichtung mit Diamant verleiht jedem Werkzeug eine satte Leistungssteigerung.

    Die Beschichtung mit Diamant verleiht jedem Werkzeug eine satte Leistungssteigerung.

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Unternehmensinformation

CemeCon AG

Adenauerstr. 20 a
DE 52146 Würselen
Tel.: 02405-4470-110
Fax: -199

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