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26.07.2016

Die Performance steckt im Paket

Im Interview spricht Gerd Kußmaul, Senior Produktmanager Drehen bei der Walter AG, über innovative Werkstoffe und Beschichtungen am Beispiel der Wendeschneidplatten von Tiger-tec Silver.

Herr Kußmaul, was verlangen die Zerspanungsbetriebe heute von ihren Hartmetall-Wendeschneidplatten?

Wir sehen im Grunde zwei verschiedene Tendenzen. Es gibt Zerspanungsbetriebe, die hohe Stückzahlen bearbeiten und unter einem gewaltigen Kostendruck stehen, etwa im Bereich Automotive. Bei dieser Anwendergruppe kommt es auf maximale Zerspanungsleistungen an. Demzufolge sind spezialisierte, auf die Aufgaben zugeschnittene Wendeschneidplatten gefragt. Daneben gibt es auch Zerspaner mit geringen Stückzahlen, bis Losgröße 1. Diese Gruppe bevorzugt häufig ein kleines, universell einsetzbares Sortiment an Wendeschneidplatten, das sich für viele Anwendungen eignet. Spezialisierung einerseits, Universalität andererseits, das ist der Spagat, den die Werkzeug- resp. Schneidstoffentwicklung heute berücksichtigen muss.

Und wie macht das die Walter AG?

Gerd Kußmaul: Wir haben mit Tiger-tec Silver eine Technologie-Plattform entwickelt, die sich exakt auf verschiedene Anforderungen anpassen lässt. Die technologische Basis bleibt immer dieselbe. Ihre Hauptmerkmale sind eine Vorzugsorientierung des Aluminiumoxids der Beschichtung – dadurch erreichen wir eine überdurchschnittliche Verschleißfestigkeit. Eine besondere Nachbehandlung der Oberfläche sorgt anschließend für beste Reibungs- und Zähigkeitswerte. Neben diesen Hauptmerkmalen sind eine Reihe Stellschrauben entscheidend, mit denen wir die Wendeschneidplatten auf die einzelnen Anwendungsbereiche abstimmen.

Welche Stellschrauben sind das?

Eine wichtige ist die Variation des Beschichtungsaufbaus. Ziel dabei ist es, den Wendeschneidplatten die besten Schnitteigenschaften für ihre vorgesehenen Aufgaben zu verleihen. Bei Tiger-tec Silver haben wir insgesamt etwa 10 Varianten mit unterschiedlichem Beschichtungsaufbau. In Verbindung mit verschiedenen optimierten Substraten sind mehr als 90 Kombinationen möglich. Ein gutes Beispiel ist unsere neue Sorte WPP05S. Diese ist insbesondere für sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten in der Massenfertigung geeignet. Die Beschichtung ist überdurchschnittlich dick, der Aluminiumoxid-Anteil ist um 150 Prozent höher als bei universellen Sorten. Dieser Umstand schützt das Substrat wirksam gegen die Wärmeentwicklung bei großen Spänen und hohen Schnittgeschwindigkeiten. Kolkverschleiß und plastische Deformationen reduzieren sich. Bei unseren Guss-Sorten ist das ähnlich, WKK10S hat eine dickere Aluminiumoxid-Schicht als WKK20S, auch hier gibt es Unterschiede beim Substrat. Das sind Dinge, die der Kunde nicht sieht. Er bezieht Tiger-tec Silver – das hört sich nach einem einheitlichen Produkt an. Dennoch kann er sich jederzeit sicher sein, dass er einen für seinen speziellen Einsatzfall optimierten Schneidstoff erhält. Und das mit der am besten funktionierenden Kombination aus Substrat, Beschichtung und Nachbehandlung.Eine weitere wichtige Stellschraube ist die Geometrie, sowohl die Makro- als auch die Mikro-Geometrie. Die Schneidstoffentwicklung geht stets einer Geometrie-Entwicklung einher. Das ist schon deshalb wichtig, weil wir heute keine „Regel-Geometrien“ mehr haben, sondern 3D-Freiformflächen. Hinzu kommt: Andere Trends wie die Innenkühlung der Werkzeuge wirken sich zunehmend auch auf die Wendeschneidplatten-Entwicklung aus. Die Geometrien werden beispielsweise angepasst, damit der Kühlmittelstrahl die Schneide gezielt trifft. Beim Stechen haben wir das schon realisiert. Ähnliche Lösungen wird es über kurz oder lang auch beim ISO-Drehen geben. In der Summe kann man sagen, die Performance einer Wendeschneidplatte ist immer eine Kombination aus Substrat, Beschichtung und Geometrie. Alle Features müssen optimal miteinander harmonieren, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Daran arbeiten wir ständig.

Wie sieht denn nun die Sortenübersicht für Tiger-tec Silver konkret aus? Welche Anwendungen werden bereits abgedeckt, welche sind noch zu erwarten?

Wir decken die Stahl- und Gussbearbeitung bereits komplett ab. Für Stahl gibt es die Sorten WPP10S, WPP20S, WPP30S und neu WPP05S für sehr hohe Schnittdaten. Für Guss stehen die Sorten WKK10S und WKK20S zur Verfügung. Für ISO-M-Werkstoffe die universelle WMP20S. Diese kann aber auch für Stahl verwendet werden. Alle verfügen über eine CVD-Beschichtung. Noch in diesem Jahr kommen mit WSM10S, WSM20S und WSM30S Sorten für das ISO-Drehen mit PVD-Al2O3-Beschichtung auf den Markt. Diese basieren auf einer weiteren besonderen Technologie aus unserer Entwicklungsabteilung. Wir sind Vorreiter bei der Abscheidung von Aluminiumoxid nach dem PVD-Verfahren. Wir bringen damit die PVD-Beschichtungstechnologie mit der Tiger-tec Silver-Technologie zusammen.

Wo liegen die Einsatzbereiche von PVD Tiger-tec Silver?

Gerd Kussmaul: Wir haben PVD-Sorten ja bereits für das Stechen auf den Markt gebracht. Das ist eine Anwendung, bei der es auf Zähigkeit ankommt. Ähnliche Anforderungen gibt es auch beim ISO-Drehen. Analog dazu zielen die neuen PVD-Schneidstoffe für das Drehen vor allem auf die ISO-S und ISO-M-Zerspanung, auf schwierige Bearbeitungsbedingungen mit labilen, dünnwandigen Bauteilen oder unterbrochenen Schnitten. Da wir bei den typischen Werkstoffen wie Inconel, hochwarmfesten Nickel- und Cobalt-Basislegierungen extreme Temperaturentwicklungen an den Schneiden haben, zahlen sich die Vorteile unserer Technologie voll aus. Aufgrund niedriger Prozesstemperaturen bei der Herstellung erreichen wir exzellente Zähigkeiten. Dank des Aluminiumoxids aber auch beste Werte für die Warmverschleißfestigkeit. Im Prinzip profitieren alle Tiger-tec-Silver-Schneidstoffe von einer einzigartigen Kombination aus Verschleißfestigkeit und Zähigkeit – die Quintessenz der Technologie. Doch bei den neuen PVD-Sorten steht die Zähigkeit noch mehr im Vordergrund. Der Praxisvorteil sind Standzeiten, die bei Werkstoffen wie Inconel oder austenitischen Stählen im Vergleich um bis zu Faktor 2 höher liegen als bei anderen PVD-Hartmetallschneidstoffen ohne Aluminiumoxid.

  • Der Interviewpartner Gerd Kußmaul ist Senior Produktmanager für das Drehen bei der Walter AG in Tübingen. Bild: Walter AG

    Der Interviewpartner Gerd Kußmaul ist Senior Produktmanager für das Drehen bei der Walter AG in Tübingen. Bild: Walter AG

  • Spezialist und Universalist aus der Tiger-tec-Silver-Familie. Die Sorte WPP05S für Stahl (ISO-P) ist Spezialist für höchste Schnittgeschwindigkeiten und Standzeiten in der Massenfertigung. Bild: Walter AG

    Spezialist und Universalist aus der Tiger-tec-Silver-Familie. Die Sorte WPP05S für Stahl (ISO-P) ist Spezialist für höchste Schnittgeschwindigkeiten und Standzeiten in der Massenfertigung. Bild: Walter AG

  • Die Sorte WMP20S ist ein Universalschneidstoff für die Rostfrei- (ISO-M) und Stahlbearbeitung (ISO P). Die Aluminiumoxidschicht ist dünner, dafür sind die Schneiden aber sehr scharf und zäh. Bild: Walter AG

    Die Sorte WMP20S ist ein Universalschneidstoff für die Rostfrei- (ISO-M) und Stahlbearbeitung (ISO P). Die Aluminiumoxidschicht ist dünner, dafür sind die Schneiden aber sehr scharf und zäh. Bild: Walter AG

  • Werkzeugtrends wie die Innenkühlung beeinflussen zunehmend auch die Geometrieauslegung von Wendeschneidplatten. Für das Ein- und Abstechen liefert Walter bereits optimierte Tiger-tec-Silver-Stechplatten. Die Spanmulden der Walter Cut SX-Schneideinsätze sind so gestaltet, dass der knapp hinter der Schneide austretende Kühlschmierstoff exakt unter dem Span an die Schneidkante geführt wird. Hinzu kommt eine formschlüssige Verbindung der „gebogenen“ SX Schneideinsätze, die zusätzliche Stabilität verleiht. Bild: Walter AG

    Werkzeugtrends wie die Innenkühlung beeinflussen zunehmend auch die Geometrieauslegung von Wendeschneidplatten. Für das Ein- und Abstechen liefert Walter bereits optimierte Tiger-tec-Silver-Stechplatten. Die Spanmulden der Walter Cut SX-Schneideinsätze sind so gestaltet, dass der knapp hinter der Schneide austretende Kühlschmierstoff exakt unter dem Span an die Schneidkante geführt wird. Hinzu kommt eine formschlüssige Verbindung der „gebogenen“ SX Schneideinsätze, die zusätzliche Stabilität verleiht. Bild: Walter AG

  • Die Tiger-tec-Silver-Sorte WPP05S für die Stahlzerspanung wurde für höchste Schnittwerte in der Massenfertigung konzipiert. Die Aluminiumoxidschicht ist um 150 Prozent dicker als bei konventionellen Wendeschneidplatten. Dieser Umstand verleiht den Schneiden eine enorm hohe Verschleißfestigkeit. Bei einem Kunden, der Radnaben aus Cf53 bearbeitet, konnte eine Steigerung der Standmenge von 75 auf 110 Bauteile erzielt werden - und das bei Vc= 240m/min, f= 0,6 mm und ap= 1-4 mm. Bild: Walter AG

    Die Tiger-tec-Silver-Sorte WPP05S für die Stahlzerspanung wurde für höchste Schnittwerte in der Massenfertigung konzipiert. Die Aluminiumoxidschicht ist um 150 Prozent dicker als bei konventionellen Wendeschneidplatten. Dieser Umstand verleiht den Schneiden eine enorm hohe Verschleißfestigkeit. Bei einem Kunden, der Radnaben aus Cf53 bearbeitet, konnte eine Steigerung der Standmenge von 75 auf 110 Bauteile erzielt werden - und das bei Vc = 240m/min, f= 0,6 mm und ap = 1-4 mm. Bild: Walter AG

  • Das PVD-Aluminiumoxid der neuen Tiger-tec-Silver-Drehsorten WSM10S, WSM20S und WSM30S übertrifft laut Walter die Verschleißfestigkeit konventioneller PVD-Beschichtungen bis um den Faktor 2. Der Grund: Das PVD-Aluminiumoxid wirkt als Hitzeschild und schützt die Schneide vor der Zerspanungswärme. Dieser Vorteil wird besonders deutlich bei der Zerspanung von hochwarmfesten Superlegierungen wie Inconel, aber auch bei rostfreien Werkstoffen kommt der Vorteil zum Tragen. Bild: Walter AG

    Das PVD-Aluminiumoxid der neuen Tiger-tec-Silver-Drehsorten WSM10S, WSM20S und WSM30S übertrifft laut Walter die Verschleißfestigkeit konventioneller PVD-Beschichtungen bis um den Faktor 2. Der Grund: Das PVD-Aluminiumoxid wirkt als Hitzeschild und schützt die Schneide vor der Zerspanungswärme. Dieser Vorteil wird besonders deutlich bei der Zerspanung von hochwarmfesten Superlegierungen wie Inconel, aber auch bei rostfreien Werkstoffen kommt der Vorteil zum Tragen. Bild: Walter AG

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