Innovative Beschichtungen erleichtern die Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe Leichter abheben mit Diamant und HIPIMS

Innovative Beschichtungen erleichtern die Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe

Leichter abheben mit Diamant und HIPIMS

Cemecon-mav1118.jpg
Dank seiner enorm geringen Affinität zu Aluminium verhindert Alucon Kaltaufschweißungen und sorgt für einen optimalen Späneabtransport. Bild: Cemecon
Anzeige
Leichtbauwerkstoffe überzeugen mit geringem Gewicht bei hoher Festigkeit und Stabilität. In der Zerspanung sind sie allerdings echte Schwergewichte. Beim Bohren und Fräsen von harten und zugleich zähen Speziallegierungen oder Composite-Werkstoffen für den Flugzeugbau sorgen Cemecon-Beschichtungen für hohe Prozesssicherheit, ermöglichen sehr gute Fertigungsqualität und sichern zugleich langfristige Wirtschaftlichkeit.

Flugzeuge sind keineswegs so starr, wie sie auf den ersten Blick wirken. Tatsächlich sind sie durch und durch auf Elastizität getrimmt. Die Aluminiumlegierungen, die in der Luftfahrt eingesetzt werden, sind perfekt darauf ausgelegt. Sie sind viel zäher als die Legierungen, die im Automobilbau verwendet werden, denn sie enthalten nur einen Bruchteil an Silizium. Das macht den Werkstoff besonders widerstandsfähig gegen die ständige dynamische Belastung durch Vibrationen und Schwingungen im Flugbetrieb. So bleiben Flugzeuge über ihre gesamte Lebensdauer sicher – verbreitete Modelle sind für 25 Jahre, 60 000 Flugstunden und 48 000 Landungen ausgelegt und halten in der Regel noch weitaus länger.

Der geringe Siliziumgehalt bedeutet einen sehr hohen Anteil reinen Aluminiums in der Legierung. Dieses hat die Tendenz sehr stark zu schmieren, sobald es in der Zerspanung heiß wird. Eine Tatsache, die beim Fräsen unbedingt beachtet werden muss, sonst entstehen Materialaufschweißungen am Werkzeug: Der von der Reibungswärme „verflüssigte“ Span schmiert auf dem Werkzeug auf, erkaltet und haftet dort augenblicklich stärker als jeder Sekundenkleber. „Der nächste Span reißt dann an dieser Erhöhung, die da nicht hingehört. Die wirkenden Kräfte sind so hoch, dass gleich ein
ordentliches Stück Beschichtung und Hartmetall mit herausgebrochen werden kann“, beschreibt Manfred Weigand, Produktmanager Round Tools bei Cemecon, anschaulich, wie Kaltaufschweißungen zum Exitus eines Werkzeugs führen.

Ultraglatt und ultradünn

Alucon-Beschichtungen auf Basis vom
Titandiborid – kurz TiB2 – haben eine extrem geringe Affinität zu Aluminium. Statt zu haften, gleitet der Span über das Werkzeug. Das Resultat: ein maximal effektiver Späneabtransport. Damit die Schneidkanten so scharf bleiben, wie es nötig ist, um beim Zerspanen eine optimale Oberfläche des
zähen Flugzeugaluminiums zu erreichen, werden diese HIPIMS-Schichten (High Power Impulse Magnetron Sputtering) alternativ mit nur 1 µm oder 2 µm Schichtdicke besonders dünn abgeschieden. Mit HIPIMS werden TiB2-Beschichtungen sehr dicht bei extrem guter Haftung. Das macht den Schichtwerkstoff Alucon zur idealen Basis für die Beschichtung von Werkzeugen zur Titanbearbeitung.

Sowohl Aluminium als auch Titan werden in modernen Flugzeugen immer häufiger in Kombination mit Composite-Werkstoffen – sandwichartig – mit kohlenstoff-
faserverstärkten Kunststoffen verbaut. „Ein Loch bohren in ein Bauteil, das zunächst porös und hochabrasiv und dann im Verhältnis weich und zäh ist? Das stellt spezielle Anforderungen an Substrat, Schneidgeometrie und Beschichtung“, schildert Weigand die Erfahrungen. „CC-Dia Aerospeed – ursprünglich konzipiert für die CFK-Bearbeitung – bietet auch für das Duo CFK und Aluminium eine ausbalancierte Lösung.“

Die nanokristalline Diamantoberfläche ist extrem glatt und chemisch inert – darum ist auch damit ein effektiver Späneabtransport gesichert. Besonders scharf sind
CC-Dia-Aerospeed-beschichtete Werkzeuge ebenfalls, da die Kantenverrundung der Schneide vielfach geringer ist als bei herkömmlichen Diamantbeschichtungen gleicher Dicke. Mit CC-Dia Aerospeed lassen sich beim Austritt des Bohrers aus der Alu-Composite-Schicht Grate von weniger als 0,1 mm erreichen – und damit ein verbreiteter Standard im Flugzeugbau einhalten.

Multilayer-Diamantbeschichtungen von Cemecon zeichnen sich auch als der richtige Weg für das aktuelle Thema CFK-Titan-
Bearbeitung ab. „Aktuelle Versuche zeigen, dass wir bald als erste ein viel wirtschaft-
licheres Zerspanen dieses Komposit-Werkstoffs erreichen werden“, wirft Weigand
einen Blick in die Zukunft.

Cemecon AG
www.cemecon.de

Anzeige

Aktuelle Ausgabe

Titelbild mav Innovation in der spanenden Fertigung 11
Ausgabe
11.2018
LESEN
ARCHIV
ABO

Newsletter

Unsere Dosis Wissensvorsprung für Sie. Jetzt kostenlos abonnieren!

EMO 2019 – industrie 4.0 area

Bereits zum 2. Mal realisiert die mav, gemeinsam mit dem VDW, die industrie 4.0 area auf der EMO in Hannover. Werden auch Sie Teil dieses Gemeinschaftsprojekts und präsentieren Sie Ihre Lösungen im Bereich Digitalisierung!

11. mav Innovationsforum

Sichern Sie sich Ihren Platz beim 11. mav Innovationsforum am 21.03.2019 und melden Sie sich noch heute an!

Neue Fachzeitschrift additive

Trends

Aktuelle Entwicklungen in der spanenden Fertigung

Alle Webinare & Webcasts

Hier finden sie alle Webinare unserer Industrieseiten

Alle Whitepaper

Hier finden Sie alle Whitepaper unserer Industrieseiten
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de