Neue Bearbeitungstechnologien. bearbeitbaren und ultraharten Materialien

Transkript

1 Neue Bearbeitungstechnologien von schwer bearbeitbaren und ultraharten Materialien

2 Inhalt 1. Einleitung 2. Ausgewählte Werkstoffe und deren klassische Zerspanung 3. Precise ECM 4. HSC-Fräsen von Hartmetall

3 1. Einleitung Was wir mögen bei Hochleistungswerkstoffen Hohe Lebensdauer in unterschiedlichen Einsatzgebieten Ermöglicht effizienter Einsatz der Produktionsmittel Was wir nicht mögen bei Hochleistungswerkstoffen Teuer in der Beschaffung Hohe Kosten der Bearbeitungswerkzeuge Schwierige Bearbeitung Benötigen zur guten Bearbeitung stabile Maschinen

4 2. Ausgewählte Werkstoffe Zusammensetzung Eigenschaften Verarbeitung Anwendungen Klassifizierung INCONEL Nickel, (+Chrom, Cobalt, Molybdän, u.a.) Korrosionbeständig Geringer Ausdehnungskoeffizient Hohe Festigkeit Schwer bearbeitbar Hochtemperatur- Anwendungen ( zb Turbomotoren; Triebwerkschaufel) Sehr gut CHROM- COBALT Chrom, Cobalt (+Molybdän u.a.) Sehr Hart, Hoch elastisch, korrosionsfrei biokompatibel Schwer bearbeitbar MedTech Implantate gut HARTMETALL Wolframcarbid Cobalt Hart, zäh, bruchfest Erodieren, schleifen, polieren Zerspanwerkzeuge Spanlose Wkzg. Bergbau Verschleissteile mangelhaft

5 2. Inconel Zerspanung Mit HM-Werkzeugen möglich, mit Keramik Wendeschneidplatten gute Schruppleistung Tiefe Schnittgeschwindigkeit und tiefe Drehzahlen Stumpfe Wkzg verfestigen Material -> macht Schlichtgang oder Nacharbeit fast unmöglich Auf Maschinen, die für Schwerstzerspanung ausgelegt sind und mit Getriebespindel

6 2. Chrom Cobalt Zerspanung HM-Wkzg mit Spezialbeschichtungen Trockenbearbeitung für beste Wkzg-Standzeit, trotzdem hoher Wkzg- Verschleiss Tiefe Schnittgeschwindigkeiten Sehr stabile Maschine nötig für wirtschaftliches Zerspanen

7 3. Precise ECM Prozess S,I I(t) S(t) t Bearbeiten von (fast) allen elektrisch leitenden Werkstoffen ohne Abhängigkeit von Härte und Zähigkeit - Kathode - Kathode Elektrolyt - Kathode + A node + Anode + Anode a b c Basis ist die Elektrolyse ( Faraday 1834) Atomares Verfahren Berührungslose Bearbeitung Schruppen, Schlichten, Polieren in einem Arbeitsgang Serientauglichkeit

8 3. Precise ECM Resultate Hohe Abbildegenauigkeit im 1/100 mm Oberflächengüte Ra 0,05 µm bis 0,2 µm Keine Gefügeveränderung (Prozesstemperatur: 20 C 50 C ) Keine Gratbildung Keine Mikro-Rissbildung Kein prozessbedingter Elektrodenverschleiß

9 2. Precise ECM Wkzg.

10 3. Inconel mit Precise ECM Sehr schnelle Bearbeitung Gute Oberflächen absolut rostfrei Oft Anwendungen, die nicht im Bereich sein müssen -> erlaubt Mehrfachspannung

11 3. CrCo mit Precise ECM sehr hochwertige Oberflächen hohe Abtragleisung Mehrfachspannung -> wirtschaftlich Feinste Konturen möglich

12 4. Hartmetall allgemein? HM ist Vertrauenssache ( da fehlende Normierung) -> richtige Auswahl braucht Erfahrung?? Methoden EDM und Schleifen bergen Gefahren Gute Oberflächen kosten Geld, aber bringen höhere Standzeit SWISSMEM Formen- & Wkzgbau / Nov 8, 2013

13 4. Hartmetall allgemein Optimale Sorte für die Anwendung: Auf Erfahrungswerte zurückgreifen Zus arbeit mit HM-Hersteller Vergleich der Werte nur von Sorten des selben Herstellers Überdenken der existierenden Prozesse

14 4. Hartmetall allgemein Erfolgsfaktoren Tendenz des Einsatzes von zu harten Sorten für die entsprechende Anwendung Richtige Bearbeitungstechnologie Richtige Nachbehandlung / Montage

15 4. HSC Fräsen von Hartmetall Kritische Punkte Richtige Sortenwahl ist entscheidend Maschine: Hydrostatik ; sehr hohe Stabilität Werkzeug: Diamantbeschichtete VHM-Fräser Operator Erfahrung zentral

16 4. HSC Fräsen von Hartmetall Resultate

17 4. HSC Fräsen von Hartmetall Resultate

18 4. Hartmetall Ausblick Sonderhartmetalle ( neue Sorten) für grössere Anwendungsbereiche Günstigere Herstellmethoden gefragt Qualitätsprobleme der Bearbeitung besser beherrschen Pioniergeist ist gefragt

19 4. HSC Fräsen von Hartmetall Ausblick Durchbruch ist abhängig von Preis der Fräswerkzeuge Einfache Form ist mittels EDM immer noch günstiger Der Bearbeitungs-Mix wird wohl der Königsweg sein ( WEDM /EDM oder Schleifen als Vorbearbeitung; HSC Fräsen nur als Schlichtbearbeitung)

20 4. Hartmetall