Dank Innovationsgeist, maximaler Qualitätsansprüche und μm-genauer Präzision gehören deutsche und europäische Werkzeughersteller zur Weltspitze. Um diese führende Marktposition auch in Zukunft erfolgreich zu halten und auszubauen, müssen sie ihre Präzisionswerkzeuge genau auf die speziellen Anwendungen der jeweiligen Märkte abstimmen. Die Diamant- und HiPIMS-Beschichtungstechnologien (High Power Impulse Magnetron Sputtering) von Cemecon ermöglichen eine solche Differenzierung.
„Eine Cemecon-Beschichtung besteht aus dem Schichtwerkstoff und der Beschichtungsspezifikation, für die an verschiedenen Stellschrauben gedreht wird wie Schichtdicke, Toleranz, Vorbehandlung, Finishing und noch einiges mehr“, erläutert Dr.-Ing. Christoph Schiffers, Produktmanager Coating Technology bei Cemecon. „Die Prozessschritte werden sinnvoll kombiniert und genau angepasst, sodass sich die Beschichtung mit Substrat und Geometrie zu einer optimalen Zerspanlösung für die jeweilige Anwendung verbindet. HiPIMS biete eine weitere Besonderheit: „Das Verfahren ermögliche die Kombination aus der chemischen Zusammensetzung eines Schichtwerkstoffs und einzigartigen physikalischen Eigenschaften, die in dieser Form nur mit HiPIMS möglich sind“, so Schiffers. „So sichern sich Hersteller Alleinstellungsmerkmale.“
Hartbearbeitung im Fokus
Einer der kontinuierlich wachsenden Märkte ist der Werkzeug- und Formenbau. Denn Formen zum Spritzgießen werden für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche benötigt, wie etwa Lebensmittelverpackungen, medizinische Verbrauchsartikel oder Steckergehäuse für Elektrokomponenten. Das Zerspanen der Spritzgussformen aus gehärteten Stählen mit mehr als 50 HRC ist dabei eine anspruchsvolle Anwendung, die abgestimmte Lösungen erfordert: Die Werkzeuge müssen extrem verschleißfest sein, um die sowohl harten als auch zähen Materialien wirtschaftlich bearbeiten zu können. Gleichzeitig sind höchste Oberflächengüten auch bei kleinsten Formkonturen gefordert.
Mit dem HiPIMS-Schichtwerkstoff SteelCon bietet Cemecon die richtige Grundlage für die Hartbearbeitung. SteelCon ist extrem hart und dennoch sehr zäh und haftfest. Dadurch entsteht eine sehr hohe Verschleißbeständigkeit. Zusammen mit der dichten Schichtstruktur und der hohen thermischen Stabilität sind das beste Voraussetzungen für hohe Performance in der Hartbearbeitung. Die glatte Oberfläche sorgt für optimale Span- und Wärmeabfuhr, und damit steigt die Prozessstabilität. Das Resultat: deutlich längere Werkzeugstandzeiten und hervorragende Bearbeitungsergebnisse. SteelCon zeigt Bestleistung beim Zerspanen der unterschiedlichsten Werkstoffe – gehärtete Stähle jenseits von 50 HRC, rostfreie Stähle, Nickelbasislegierungen, Titan, CoCr und mehr. Dabei eignet sich der Schichtwerkstoff auch besonders für Mikrowerkzeuge.
Mikrowerkzeuge stellen hohe Anforderungen
„Die Fertigung von Mikrowerkzeugen birgt viele Herausforderungen – gerade auch in Bezug auf die Beschichtung“, sagt Schiffers. „Das Reinigen von kleinen und kleinsten Werkzeugen ist anspruchsvoll.“ Glatte Oberflächen seien entscheidend für den Erfolg in der Mikrobearbeitung, denn Fehlstellen (Droplets) könnten im schlimmsten Fall bis zum Bruch des Werkzeugs führen. Um die Schärfe der Schneidkanten zu erhalten, seien spannungsarme Beschichtungen unabdingbar. „Eine homogene Beschichtung zu erreichen, setzt zudem eine angepasste Chargierung voraus. Unsere HiPIMS-Technologie meistert die Herausforderungen gekonnt. Die Zusammenführung von Schleiftechnik und Beschichtungstechnik kann hier weitere wichtige Vorteile am Markt bringen.“
Wegbereiter für Zerspanungsmärkte
Um den gesamten Herstellungsprozess eines Premium-Werkzeugs im Blick zu behalten und das Zusammenspiel der verschiedenen Prozessschritte besser aufeinander abstimmen zu können, arbeitet Cemecon nun mit Anca, einem führenden Hersteller von CNC-Schleifmaschinen, zusammen. Beide Unternehmen verfolgen einen ganzheitlichen Ansatz: So berät Cemecon Werkzeughersteller von Anfang an hinsichtlich der Geometrie, damit später ein optimales Beschichtungsergebnis entstehen kann.
Und auch der Schleifmaschinenhersteller Anca hat die Bedeutung der optimalen Werkzeug-Vorbereitung für die nachfolgende Beschichtung sehr früh erkannt. „Die beste Beschichtungstechnologie der Welt kann aus einem minderwertigen Werkzeug keinen Verkaufsschlager machen. Alle Komponenten – Substrat, Geometrie und Beschichtung – müssen nicht nur qualitativ hochwertig, sondern auch perfekt aufeinander abgestimmt sein. Nur so entsteht ein hervorragendes Präzisionswerkzeug, mit dem Zerspaner Bestleistungen erreichen“, sind sich die Experten von Cemecon und Anca einig.
Darüber hinaus vertreten die Unternehmen am Markt die gleichen Werte: Mit einer hohen Fertigungstiefe in der eigenen Fertigung sichern Cemecon und Anca ihre hohen Qualitätsstandards. Optimale Voraussetzungen für eine Zusammenarbeit, die schnell positive Auswirkungen mit sich brachte. So ist aus einem losen Know-how-Transfer eine handfeste Kooperation geworden. Im Mai 2023 unterzeichneten die Vorstände beider Unternehmen einen erweiterten Kooperationsvertrag und starteten ein gemeinsames Entwicklungsprojekt.
Spitzentechnologien vereint
Bei der gemeinsamen Entwicklung wollen die Experten-Teams von Anca und Cemecon das Potenzial der Ultra-Technologie in Kombination mit SteelCon erforschen. „Die neue Ultra-Technologie von Anca erreicht eine Formgenauigkeit von weniger als ± 0,002 mm für jedes beliebige Profil – inklusive Kugelkopf- und Eckenradiusfräser. So entstehen Zerspanwerkzeuge mit hervorragender Oberflächengüte, extrem hoher Genauigkeit und gutem Rundlauf,“, so Thomson Mathew und Santosh Plakkat, Produktmanager bei Anca, die stark in die Ultra-Entwicklung involviert waren.
Die Gleichung hinter dem Projekt ist ganz einfach: Man nehme Werkzeuge, die mit einer sehr hohen Genauigkeit und Oberflächenqualität geschliffen sind, füge den idealen Schichtwerkstoff hinzu und kombiniere das Ganze mit dem Prozess-Know-how beider Unternehmen. Mit einer Werkzeuglösung aus diesen Faktoren sollten Anwender Zerspanungsergebnisse erzielen können, die alle Erwartungen übertreffen.
Dazu wurden die gleichen Werkzeuge auf Standardmaschinen und auf Ultra-Maschinen geschliffen. So sollte sich zeigen, welche Vorteile sich in Bezug auf den Beschichtungsprozess und auch auf die Zerspanungsergebnisse ergeben würden. Lässt sich ein signifikanter Unterschied in der Standzeit erkennen? Sind damit aggressivere Schneidstrategien denkbar? Welche neuen Möglichkeiten eröffnen sich? Die Experten von Cemecon und Anca sind sich sicher, dass ihr gebündeltes Know-how und die geballten Kompetenzen Werkzeugherstellern enormes Potenzial eröffnen werden.
Cemecon AG
www.cemecon.com
Anca CNC Machines
www.anca.com
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