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maschine+werkzeug 10/2016

Veredelt mit Diamantschicht

Werkzeuge

Beschichtungen - Vor 20 Jahren begann der Schweizer Werkzeughersteller Fraisa, selbst Werkzeuge zu beschichten. Voraussetzung für die Inhouse-Beschichtung ist neben zuverlässiger Technik auch ein professioneller Support.

Ein Vorteil der Inhouse-Beschichtung ist neben wirtschaftlichen Aspekten die individuelle Produktgestaltung. »Im Vergleich zu einer Lohnbeschichtung können wir deutlich differenzierter auf die Besonderheiten einzelner Werkzeugtypen eingehen«, betont Dr. Hans Rechberger, Leiter Material- und Oberflächentechnologie bei Fraisa. Insbesondere die Schneidkanten- und Oberflächenpräparationen vor oder nach der Beschichtung führen zu individuellen Hochleistungswerkzeugen.

Fraisa hat Niederlassungen in sieben Ländern. Das Kerngeschäft sind Hartmetall-Schaftfräser sowie Bohrer, Gewindebohrer und Plattenwerkzeuge. Eine besondere Stellung in der Werkzeugveredelung nimmt die Beschichtung ein. Das Schweizer Unternehmen betreibt fünf Beschichtungsanlagen an drei Standorten.

Seit gut einem Jahr läuft im ungarischen Sárospatak eine Mehrkammer-Diamant-Beschichtungsanlage von Cemecon. Dazu wurde eine moderne Beschichtungsinfrastruktur mit kompletter Messtechnik aufgebaut. In mehreren Räumen durchlaufen die Werkzeuge im Schleusenprinzip die verschiedenen Stufen des Diamantprozesses. Die Arbeitsplätze sind so ausgelegt, dass die unterschiedlichen Operationen an den teils sehr empfindlichen Werkzeugen optimal ineinandergreifen. Klimatisierte Räume und Messeinrichtungen ermöglichen zum Beispiel die Fertigung von Präzi-sionswerkzeugen der höchsten Klasse für den Formenbau.

Beim CVD-Diamantprozess sind neben Prozessführung und Schichtzusammensetzung – wie beim PVD-Beschichten–die Substratauswahl und Werkzeugvorbehandlung enorm wichtig. Diese chemischen Vorbehandlungen sind für einen eher mechanisch ausgerichteten Betrieb wie Fraisa zunächst eine Einstiegshürde.

»Dennoch ist es uns gelungen, in kurzer Zeit eigene Schichten herzustellen – vor allem auch dank exzellenter Unterstützung durch Cemecon und dem gut ausgebildeten Personal«, sagt Dr. Hans Rechberger. Heute arbeitet ein großes Team von Ingenieuren und Technikern begeistert am Veredeln der hochkarätigen Werkzeuge.

Diamantbeschichtungen gewährleisten eine hohe Verschleißfestigkeit der Werkzeuge–gerade bei der Bearbeitung von Graphit und modernen Verbundwerkstoffen wie CFK. Denn ohne Diamantbeschichtung sind solche Materialien heute nicht mehr wirtschaftlich zerspanbar.

Die Faustregel: Je dicker die Diamantbeschichtung, desto höher die Standzeit der Werkzeuge. Dabei sind Schichtdicken von mehr als zehn Mikrometern möglich. Aus höheren Schichtdicken resultieren aber auch Prozesszeiten von mehreren Stunden, im Extremfall sogar Tagen. Das treibt die Fertigungskosten in die Höhe.

Neben den Kosten limitiert auch der Schneidkantenradius die Schichtdicke. Der Radius steigt mehr oder weniger linear mit der Schichtdicke an. Dazu Dr. Rechberger: »Bei größeren Fräsern ist das oft tolerierbar, bei Mikrowerkzeugen definitiv nicht.« Ein großer Radius würde dort zu starker Werkzeugabdrängung und wegen der erhöhten Schnittkräften möglicherweise zum Werkzeugbruch führen.

Es gilt also, einen Kompromiss zu finden zwischen dem maximal zulässigen Schneidkantenradius und einer möglichst großen Schichtdicke. »Um dem Anwender maximale Standzeit zu garantieren, ohne die Funktionsfähigkeit zu beeinflussen, sind unsere Toleranzen sehr eng«, so Dr. Rechberger.

  • Bild 1: Veredelt mit Diamantschicht

    Bild 1: Veredelt mit Diamantschicht

  • »Mit den Anlagen von Cemecon sind wir zum Juwel unter den Werkzeugherstellern geworden.« Dr. Hans Rechberger, Leiter Material- und Oberflächentechnologie bei Fraisa

    »Mit den Anlagen von Cemecon sind wir zum Juwel unter den Werkzeugherstellern geworden.« Dr. Hans Rechberger, Leiter Material- und Oberflächentechnologie bei Fraisa

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CemeCon AG

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

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