Bohren bis 40 x d in einem Bohrstoß

Zur Familie des Kleinbohrers Crazy-Drill Cool SST-Inox von Mikron Tool gehören innengekühlte Bohrer mit sechs verschiedenen Nutzlängen: bis 6xD, bis 10xD, bis 15xD, bis 20xD, bis 30xD und bis 40xD. Als Ergänzung dazu ein Kurz- respektive Pilotbohrer für eine maximale Bohrtiefe von 3xD. Bis zu einer Bohrtiefe von 20xD sind die Werkzeuge verfügbar ab Durchmesser 1 mm, die beiden längsten Varianten ab 1,5 mm, das ganze Angebot geht bis zu einem maximalen Durchmesser von 6 mm.

Weshalb ein neuartig konzipierter Bohrer?

Bis hierhin ist nichts neu und nichts speziell. Denn Bohrer mit spiralisierten Kühlkanälen gibt es bereits, auch im kleinen Durchmesserbereich. Doch viele haben Mühe mit zähelastischen Materialien, oder mit der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Superlegierungen. Da ist auch bei hohem Druck die Kühlung der klassischen runden Kühlkanäle ungenügend. Ein vorzeitiger Schneidkantenausbruch, ein Verkleben der Späne, ein Spänestau in den Nuten verhindern ein prozesssicheres Bohren.

Genau dieses wäre aber wichtig in Industrien, welche aus wertvollen Rohmaterialien noch wertvollere Fertigteile herstellen. Markus Schnyder, Verantwortlicher von Mikron Tool International und einer der Initiatoren des neuen Werkzeuges, kennt die Problematik: „Jahrelang sind unsere Kunden beim Bohren von Inox an ihre Grenzen gestoßen. Es ging zu langsam und die Prozesse waren zu unsicher, die Bearbeitung deshalb extrem teuer. Hier wollten wir Abhilfe schaffen. Der ganze Entwicklungsprozess nahm mehrere Jahre in Anspruch. Wir waren auch auf eine enge Zusammenarbeit mit unseren Partnern angewiesen, zum Beispiel um das geeignete Rohmaterial zu erhalten oder eine perfekt passende Beschichtung.“

Worin besteht die Innovation?

Egal ob kurze oder tiefe Bohrung, das Prinzip ist immer dasselbe: Eine neuartige Geometrie sorgt im vorderen Teil für einen Spanbrechereffekt. Kurze und gekrümmte Späne sind das Resultat. Im hinteren Teil ermöglicht dann das offene Nutenprofil eine perfekte Ausfuhr dieser Mikrospäne aus der Bohrung. Eine Abweichung gibt es für die langen Varianten: zusätzlich zum angepassten Profil mussten die Nuten poliert werden, um das problemlose Ausführen der Späne sicherzustellen. Dabei hilft auch die neuartige Beschichtung, speziell ausgerichtet auf die Belastung bei der Bearbeitung von rostfreien Materialien.

Seine Leistung und Prozesssicherheit verdankt dieses Werkzeug jedoch vor allem seiner Kühlung: zwei spiralisierte interne Kühlkanäle bis an die Bohrerspitze garantieren eine konstante und massive Kühlung während des gesamten Bohrvorganges. Ein wichtiges Argument, um eine Überhitzung der Werkzeuge auch bei hohen Schnittgeschwindigkeiten zu verhindern.

Die Kühlkanäle haben den größtmöglichen Querschnitt und sind in der Form einem Tropfen nachempfunden. Sie befinden sich exakt in der Zone, in welcher nur geringe Kräfte wirken und wo deshalb die Stabilität des Werkezuges nicht gefährdet ist. Gegenüber dem heute üblichen kreisförmigen Querschnitt ermöglichen sie einen bis zu 4 mal höheren Kühlmitteldurchfluss. Bei den Durchmessern unter 3 mm unterstützt eine Hohlkammer im Schaft den Kühlmittelfluss; sie verkürzt die Kühlkanallänge und ermöglicht damit einen höheren Druck.

Der Vorteil der effizienten, bis an die Spitze geführten Kühlung ist eindeutig die höhere Lebensdauer der Werkzeuge, da auf diese Weise eine Überhitzung der Schneiden von Anfang an vermieden wird. Kombiniert mit der passenden Geometrie trägt die Kühlung außerdem dazu bei, dass die Späne besser gebrochen und leichter aus den Spannuten gespült werden. All diese Faktoren ermöglichen eine Bearbeitung mit höheren Schnittparametern (Schnittgeschwindigkeit und Vorschub) und die Bohrung in einem einzigen Bohrstoß.

Lang, länger am längsten

Gestartet mit Bohrern bis zu einer Bohrtiefe von 10xD kamen nach und nach längere Versionen dazu bis 2019 zum ersten Mal die komplette Palette mit Tieflochbohrern bis 30xD und 40xD als Weltneuheit vorgestellt wird.

„Ein einziger Bohrstoss genügt, um die volle Bohrtiefe zu erreichen – ohne Entspänen – von 6 bis 40xD“, bestätigt Herr Schnyder, und fügt gleich hinzu, dass es sich hier um eine absolut einmalige Leistung handle. Dasselbe gelte für die Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe, welche bis zu einer Bohrtiefe von 20xD gleich hoch angesetzt werden können. Nur für Tiefen ab 30xD sind die Werte zu reduzieren, im Schnitt um einen Drittel.

Weshalb noch ein Kurzbohrer?

Bei Bohrtiefen ab 15xD und für eine hohe Positioniergenauigkeit hilft eine kurze Pilotbohrung, den langen Bohrer zu führen und eine hohe Geradheit zu garantieren. Damit diese Vorbohrung perfekt passt, hat Mikron Tool als Ergänzung einen Pilotbohrer entwickelt, dessen Toleranzen exakt auf diejenigen des langen Bohrers abgestimmt sind. Falls gewünscht, bringt er im gleichen Bohrvorgang eine Senkung von 90° an der Bohrung an. Auch er verfügt über interne Kühlkanäle bis an die Spitze, auch er ist im Durchmesserbereich von 1 bis 6 mm erhältlich.

Die Beispiele aus der Praxis

Es sind verschiedene Gründe, welchen einen Anwender dazu bewegen, diesen neuen Bohrer zu testen: Zeiteinsparung ist ein Argument, Kostenreduktion durch höhere Standzeiten, oder einfach die Suche nach einem sicheren Bohrprozess auch bei anspruchsvollen Materialien.

Ein Kunde arbeitet mit einem klassischen Bohrer mit runden Kühlkanälen und erreicht eine Standmenge von 3900 Bohrungen pro Werkzeug. Mit dem neuen Werkzeug erreicht er auf Anhieb eine Standmenge von 18 000 Stück. Für ihn bedeutet der Wechsel eines einzigen Werkzeuges eine Einsparung von 15 000 CHF jährlich.

Für die Bearbeitung eines Medizinteiles (Bohrung Durchmesser 4 mm, Bohrtiefe 68 mm) aus Chrom-Kobalt hat ein Anwender Mühe, einen Bohrer zu finden, der ihm einen sicheren Prozess garantiert. Es gelingt ihm erst mit diesem neuen Werkzeug – in einem Bohrstoß, ohne Entspänen.

Mikron Tool SA Agno
www.mikrontool.com
EMO 2019 Halle 3 Stand H11