Inflation und der Krieg in der Ukraine führen laut Financial Times zum Anstieg der Energie- und Rohstoffpreise, auch für Stahl. Um dem hohen Preisdruck entgegenzuwirken kann die Implementierung der Power-Cut-Strategie helfen. Fertigungsunternehmen können so ihre Schruppbearbeitung optimieren, die Produktivität steigern und die Durchlaufzeiten verkürzen.
Vereinfacht ausgedrückt ist die Methode ähnlich dem High-Feed-Sidemilling (HFSM). Es gibt jedoch eine größere radiale Schnittbreite, die von einem kontrollierten Eingriff und einer kontrollierten Werkzeugbelastung profitiert. Für eine erfolgreiche Anwendung sind ein konstant hoher radialer Eingriff und gleichmäßige Bewegungen während der Bearbeitung erforderlich – beides trägt zu einer höheren Prozesssicherheit, Werkzeugstandzeit und Produktivität bei. Der CoroMill Plura HD wurde von Sandvik Coromant dafür entwickelt.
Inhaltsverzeichnis
1. Andere Strategien: Picture-Frame-Strategie
2. High-Feed-Sidemilling
3. Power-Cut-Strategie
4. Neue Beschichtungstechnologie
5. Vorteile der Power-Cut-Strategie
6. Ergebnisse von Leistungstests
Andere Strategien: Picture-Frame-Strategie
Die Picture-Frame-Strategie ist laut den Werkzeugexperten eine veraltete Schruppstrategie mit einem ineffizienten Werkzeugweg. Zu den wenigen Vorteilen gehört, dass die NC-Programme nicht aktualisiert werden müssen und die Programmgröße gering ist. Das ist für ältere Maschinen mit begrenzter Speicher- und Verarbeitungskapazität interessant. Die Nachteile liegen vor allem darin, dass das Potenzial des Werkzeugs an den „einfachen Stellen“ des Werkzeugwegs nicht voll ausgenutzt werden kann und das Werkzeug beispielsweise in den Ecken überlastet wird. Das Ergebnis ist unter dem Aspekt der Bearbeitungsleistung, das heißt der Werkzeugstandzeit, der Produktivität, der Prozesssicherheit, der Qualität des bearbeiteten Werkstücks und des Verschleißes oder der Wartung der Werkzeugmaschine, nicht zufriedenstellend.
High-Feed-Sidemilling
Die zweite Strategie ist das High-Feed-Sidemilling, eine effiziente und leistungsstarke Strategie, die die volle Leistung des Werkzeugs bei hoher Prozesssicherheit und Standzeit ausnutzt. HFSM-Werkzeuge haben in der Regel eine sehr enge Teilung, was bei der Bearbeitung mit geringem radialen Eingriff sowohl für die Standzeit als auch für die Produktivität sehr vorteilhaft ist. Ein geringer radialer Eingriff ermöglicht auch eine sehr große axiale Schnitttiefe. Für größere radiale Zustellungen sind diese Werkzeuge jedoch völlig ungeeignet und brechen bereits bei geringen axialen Schnitttiefen.
Power-Cut-Strategie
Sobald die doppelte Schnitttiefe (2xD) oder weniger benötigt wird, ist eine Power-Cut-Strategie effizienter. Dies erfordert Werkzeuge, die für größere Schnitttiefen ausgelegt sind. Aus diesem Grund haben die Sandvik Coromant Ingenieure versucht, einen optimierten und effizienten Vollhartmetall-Schaftfräser zu entwickeln. Das Ergebnis ist der CoroMill Plura HD, dessen nächste Generation mit zwei neuen Sorten erhältlich ist. Eine der neuen Sorten ist P2BM für Stahl, die andere M2CM für rostfreien Stahl. Der größere radiale Eingriff ermöglicht ein höheres Zeitspanvolumen (MRR) als bei CoroMill Plura HFS. Da sich dieser Vorteil auf bis zu 2xD auswirkt, führt dies zu einem höheren Zeitspanvolumen in nur einem Durchgang.
Neue Beschichtungstechnologie
Für die neuen Sorten haben die F&E-Spezialisten von Sandvik Coromant neue Beschichtungen für Vollhartmetall-Schaftfräser entwickelt. Die Standzeit der Werkzeuge wird dadurch verlängert und gleichzeitig die Schnittgeschwindigkeit erhöht. Die neue Beschichtungstechnologie heißt Zertivo 2.0 und bietet eine verbesserte Beständigkeit gegen Hitze und abrasiven Verschleiß, ohne Kompromisse bei der Zähigkeit einzugehen. Das bedeutet, dass die Zertivo 2.0-Beschichtungen zu einer sehr widerstandsfähigen Schneidkante beitragen. Beide Versionen des CoroMill Plura HD, P2BM und M2CM, sind mit der Zertivo 2.0-Technologie ausgestattet.
Vorteile der Power-Cut-Strategie
Die Power-Cut-Strategie ermöglicht eine radiale Zustellung von 70 bis 90 Prozent. Das entspricht im Vergleich zur HFSM-Strategie etwa 10 Durchgängen auf einmal, da die HFSM-Strategie typischerweise eine radiale Zustellung von 5 bis 10 Prozent des Werkzeugdurchmessers nutzt. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass HFSM mit einer sehr großen axialen Schnitttiefe verwendet werden kann, während die axiale Schnitttiefe bei der Power-Cut-Strategie auf den doppelten Werkzeugdurchmesser begrenzt ist. Durch den Einsatz der Power-Cut-Strategie im Bereich bis zum doppelten Werkzeugdurchmesser können Fertigungsunternehmen hohe Zerspanraten bei gleichzeitiger Prozessstabilität erzielen. Der kontrollierte Eingriff und die kontrollierte Belastung sorgen für einen stabilen Bearbeitungsprozess und reduzieren das Risiko von Werkzeugbruch oder anderen Störungen.
Ergebnisse der Leistungstests
Eine der Anwendungen, bei der die Leistungsfähigkeit unter Beweis gestellt wurde, war das Nutenfräsen eines ISO-M-Bauteils aus rostfreiem Stahl 1.4404 (316L). Dabei wurden der CoroMill Plura HD der Sorte M2CM und der Schaftfräser eines Wettbewerbers mit den gleichen Bearbeitungsparametern betrieben:
- Schnittgeschwindigkeit (vc) von 90 m/min
- Vorschub pro Zahn (fz) von 0,05 mm/Zahn
- radiale Schnittbreite (ae) von 10 mm
- axiale Schnitttiefe (ap) von 5 mm.
Im Vergleich zur Wettbewerbslösung zeigte der CoroMill Plura HD eine um 65 Prozent höhere Standzeit. In einem weiteren Beispiel wurde der CoroMill Plura HD der Sorte P2BM gegen ein anderes Wettbewerbswerkzeug an einem ISO-P-Bauteil aus SS1672 (C45) mit einer Härte von 160 HB eingesetzt, um eine schwere Trockeneckfräsbearbeitung durchzuführen. In diesem Fall zeigte der CoroMill Plura HD eine Standzeiterhöhung von 150 Prozent.
Die Leistungsvorteile von CoroMill Plura HD und Zertivo 2.0 sind besonders vorteilhaft für Fertigungsunternehmen in allen Branchen, die Produkte einfacher, effizienter und kostengünstiger herstellen wollen. Das Standardprogramm bietet Durchmesser von 2 bis 25 mm, eine Schnitttiefe von 2×D, 4 bis 5 Zähne und einen Eintauchwinkel von 5 oder 7 Grad. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Werkzeuge von Sandvik Coromant eine um 30 Prozent höhere Standzeit und gleichzeitig eine um 30 Prozent höhere Produktivität bieten. Dies wurde sowohl mit den neuen Werkzeugen für rostfreien Stahl (ISO-M Bearbeitung) als auch mit den Werkzeugen für Stahl (ISO-P Bearbeitung) erreicht. Erreicht wurden diese Ergebnisse ohne Anwendung von Strategieverbesserungen, wie zum Beispiel einer Power-Cut-Strategie, die die Leistung noch weiter optimieren würde. (vk)
