Ob Zerspanen oder Schlichten, Schaftfräser sind der Aufgabe gewachsen

Für praktisch jede Anwendung und jedes Material gibt es einen Typ, eine Geometrie und eine Beschichtung

Schaftfräser sind darauf ausgelegt, Werkstätten jeder Größe dabei zu helfen, die Standzeit und Produktivität ihrer Werkzeuge zu maximieren und Ausfallzeiten zu reduzieren, sei es bei der Zerkleinerung großer Materialmengen oder der Herstellung feiner Oberflächengüten auf so unterschiedlichen Materialien wie gehärtetem Stahl für Formen und Gesenke, hitzebeständigen Superlegierungen für die Luft- und Raumfahrt oder Titan und Inconel für medizinische Anwendungen.

Zu den Bearbeitungsvorgängen gehören Fräsen, Lochen, Bohren und Reiben, Profilieren, Konturieren und Multifunktionsbearbeitung mit Kombinationswerkzeugen. Die besten Lösungen hängen unter anderem von der sorgfältigen Auswahl von Wendeschneidplatten oder Vollhartmetall, der Geometrie, dem Schneidwerkzeugmaterial, den Beschichtungen und der Kantenvorbereitung ab. Hier finden Sie eine Auswahl der Produkt- und Technologieoptionen führender Hersteller von Schaftfräswerkzeugen.

Ingersoll Cutting Tools, Rockford, Illinois, bietet eine breite Palette an Schaftfräser-Werkzeugoptionen an, darunter Vollhartmetall-90o-Kugelkopf-, Spitzkopf- und Hi-Feed-Typen sowie Wendeschneidplatten-Schaftfräser in Modul- und Integralschaftausführung. Das breite Angebot an Schaftfräserprodukten von Ingersoll ermöglicht seinen Kunden die Auswahl aus vielen Werkzeuggeometrien, die für optimale Leistung bei verschiedenen Schnittbedingungen und Anwendungen entwickelt wurden.

„Unsere Kunden stehen täglich vor vielen Herausforderungen im Werkzeugbau. Dazu gehört die Notwendigkeit, die Werkzeuglebensdauer zu maximieren, die Produktivität zu maximieren und Ausfallzeiten zu reduzieren“, sagte William Fiorenza, Produktmanager für Formen und Formen. „Wir gehen diese drei Herausforderungen an, indem wir eng mit Kunden zusammenarbeiten, uns über ihre Anwendungen informieren und ein umfassendes Verständnis über Schnittbedingungen, Bearbeitungsmöglichkeiten und Ausrüstungsbeschränkungen erlangen. Der nächste Schritt besteht darin, Werkzeugempfehlungen bereitzustellen, die auf die Anwendung abgestimmt sind.“

Ingersoll hat vier neue Schaftfräserfamilien eingeführt, drei Wendeschneidplattenfräser und einen Vollhartmetallfräser. Dazu gehört die kürzlich eingeführte NanoFeed-Fräslinie; die HiPosSFeedV 05 Wendeschneidplatten der Serie 90o Schulterfräser und Hochvorschubfräser; die Hochvorschubmühlen der GoldSFeed 04-Wendeplattenserie; und die neue RhinoRounds-Vollhartmetall-Schaftfräserlinie. Die drei Produktlinien für Wendeschneidplatten folgen dem Trend, Werkzeuge im Wendeplattenstil mit kleineren Durchmessern anzubieten, die von 0,236 Zoll (6 mm) bis 1,25 Zoll (31,75 mm) reichen. Dies wird durch die Verwendung kleinerer IC-Einsätze (4, 5, 6 und 8 mm) erreicht. Diese kleineren Wendeschneidplatten ermöglichen Optionen für Wendeschneidplatten mit höherer Dichte, erklärte Fiorenza.

Die NanoFeed-Hochvorschubfräslinie ist in acht Fräserkörpern, vier Stahl- und vier gelöteten Vollhartmetallversionen erhältlich, die zusätzliche Steifigkeit bieten. NanoFeed zeichnet sich durch einen Steigungswinkel von 20° und ein Einzelblattdesign mit hohem Vorschub aus, das eingepresste Kühlmittelkanäle verwendet, um Luft oder Kühlmittel präzise an die Schneidkante zu liefern.

Die NanoFeed 20o-Schneide bietet einen 3-fachen Vorschubmultiplikator. Die Seitenwände des Einsatzes sind leicht nach hinten abgeschrägt, um zusätzlichen Spanraum an den Seitenwänden zu schaffen. Der maximale DOC beträgt 0,5 mm für den 8-mm-Einsatz und 0,3 mm für den 6-mm-Einsatz. NanoFeed ist derzeit in der Hartfrässorte IN2504 erhältlich.

„Sehr häufige Kehlradiusgrößen, die von Konstrukteuren beim Entwerfen von Teilen verwendet werden, sind 0,125, 0,250 und 0,375 Zoll [3,175, 6,35, 9,5 mm.] Wendeschneidplattenfräser mit kleineren IC-Größen wie der NanoFeed 6 mm und 8 mm können äußerst hilfreich sein. Beim Fräsen eines Verrundungsradius, der in derselben Achse wie das Werkzeug liegt, kann eine Schnittbedingung für die gleiche Größe vorliegen, wenn die Fräserradien und Teilverrundungsradien gleich sind.

„Zum Beispiel wäre ein Werkzeug mit einem Durchmesser von 0,375 Zoll [9,5 mm], das einen Kehlradius von 0,1875 Zoll [4,76 mm] fräst, eine Größe für die Größe. Dies fördert keinen guten oder optimalen Schnittzustand“, sagte Fiorenza. „Eine bessere Lösung wäre, diesen Kehlradius von 0,1875 Zoll mit einem Werkzeug mit kleinerem Durchmesser zu fräsen, beispielsweise einem Werkzeug mit 8 mm Durchmesser und einem Radius von 4 mm. Dadurch könnte das Werkzeug den Eckenradius beim Fräsen besser steuern. Der Schneidvorgang wäre freier und es würde weniger Vibrationen auftreten“, erklärte Fiorenza.

Die neue Linie von Ingersoll mit fünf-, sechs- und siebenschneidigen Vollhartmetall-RhinoRound-Schaftfräsern mit variabler Teilung ist für Halbschlicht-, Schlicht- und hocheffiziente Bearbeitungsanwendungen konzipiert, bei denen mehr Schneiden für eine höhere Produktivität sorgen. Diese Werkzeuge eignen sich hervorragend für Materialien mit höherer Härte ab 28 HRc, darunter Stähle, rostfreie Stähle, Gusseisen und Hochtemperaturlegierungen.

Das Design mit variabler Teilung reduziert Vibrationen, wenn mehrere Spannuten in das Werkstück eingreifen, und sorgt laut Ingersoll für eine Kombination aus reduzierten Schnittkräften und hervorragender Spanabfuhr. Die Werkzeuge der Serien RhinoRound RE1 und REB sind mit Optionen für Spannutenlänge und Eckenradien erhältlich. Die fünf- und sechsschneidigen Werkzeuge sind auch als Kugelkopfwerkzeuge erhältlich. Jedes Werkzeug verfügt über einen Exzenterschliff, der sich sehr gut für mäßig harte Materialien eignet, und alle sind mit einem Submikron-Substrat für gute Zähigkeit und Verschleißfestigkeit gefertigt. Alle RhinoRounds werden in der Qualität IN2205 geliefert, einem nanoschichtigen PVD-TiAlCN mit einer einzigartigen puderblauen Farbe.

Emuge-Franken USA mit Hauptsitz in West Boylston, Massachusetts, bietet Fachwissen und Lösungen für Schaftfräseranwendungen und unterstützt die Bearbeitung schwieriger Materialien.

TiNox-Cut-Schaftfräser beispielsweise sind für die Hochleistungsbearbeitung anspruchsvoller Materialien wie Inconel/Nickel-Legierungen, Titan und Edelstahl konzipiert. Laut Dan Doiron, Manager für Fräsprodukte bei Emuge-Franken USA, bestehen die Schaftfräser aus hochwertigem, ultrafeinem Mikrokorn-Vollhartmetall mit maximaler Querbruchfestigkeit für Anwendungen mit hoher Schlagbelastung und liefern beeindruckende Ergebnisse im Vergleich zu herkömmlichen Schaftfräsern. „Hochentwickelte, durch PVD aufgebrachte Mehrschichtbeschichtungen halten übermäßiger Hitze stand und bieten eine hervorragende Verschleißfestigkeit für eine längere Werkzeuglebensdauer. Die Werkzeuggeometrie ist so konzipiert, dass bei der Bearbeitung harter Materialien nur minimale Vibrationen entstehen“, sagte er.

„Wir haben kürzlich mit einem Kunden zusammengearbeitet, um die Werkzeugstandzeit zu verbessern und die Teilezykluszeit beim Fräsen von 400 Edelstahlteilen mit einer Härte von 40 Rc zu verkürzen“, sagte Doiron. „Nachdem wir ihre Anwendung und aktuelle Schaftfräser überprüft hatten, empfahlen wir TiNox Trochoidal-Schaftfräser und konnten die Zykluszeit von zwei Stunden auf eine Stunde halbieren und die Werkzeugstandzeit um das Fünffache verlängern.“ Darüber hinaus berichtete Doiron, dass die neue Lösung 88 Prozent der Arbeitskosten einsparte, denn obwohl beispielsweise die Emuge-Lösung höhere Kosten pro Werkzeug hat, sind im Vergleich zu 200 der ursprünglichen Werkzeuge nur 16 Emuge-Franken-Schaftfräser erforderlich .

Emuge-Franken TiNox Trochoidal-Schaftfräser verfügen über eine Kombination aus einer proprietären TiN/TiALN-Beschichtung und einer Spanbrecherkante, die Spannungen und Vibrationen bei der Bearbeitung schwieriger Materialien wie Edelstahl und Titan reduziert. Die Funktion der Spanbrecherkante soll die Länge des erzeugten Spans auf kleinere Segmente reduzieren und so die Spanabfuhr erleichtern, insbesondere bei Anwendungen mit tiefen Taschen. Alle Werkzeuge werden für maximale Leistung mit Kühlmittel versorgt.

Diese Werkzeuge sind für das Trochoidenfräsen durch die überlappende Bewegung von Kreisbahnen konzipiert und können über 30 Prozent schneller als Standardkonstruktionen schruppen und fertigfräsen, während sie gleichzeitig die Werkzeugstandzeit erheblich verlängern, so das Unternehmen. Die TOP- von Emuge-Franken sind für nahezu alle Materialien und Anwendungen konzipiert. Cut VAR Hochleistungs-Hartmetall-Schaftfräser mit variabler Helix zeichnen sich durch ihre Geometrie und Beschichtung aus, die sie sowohl für den Einsatz in mehreren Lohnfertigungsbetrieben als auch für anspruchsvolle Schneidvorgänge in der Produktion gleichermaßen effektiv machen.

Laut Emuge-Franken verfügen die TOP-Cut VAR-Schaftfräser über einzigartige Nut- und Profilgeometrien, die für eine lange Werkzeuglebensdauer und hervorragende Leistung sowohl bei Schrupp- als auch bei Schlichtanwendungen optimiert sind. Die Spannuten mit variablem Spiralwinkel sorgen für eine umfassende Vibrationsdämpfung und sind präzisionsgeschliffen mit fortschrittlicher Kantenvorbereitung, um die Spanabfuhr zu maximieren. Eine kleine Fasenfunktion schützt die Schneidkanten und verhindert ein Abplatzen der Gesichtsgeometrie. Bull-Nase-Schaftfräser verfügen über vollständig abgerundete Eckenradien, um die Werkzeugstandzeit zu verlängern und gleichzeitig eine verbesserte Oberflächengüte zu erzielen.

Alle TOP-Cut VAR-Schaftfräser verfügen über eine fortschrittliche ALCR-PVD-Beschichtung für hervorragende Leistung und längere Lebensdauer bei höheren Betriebstemperaturen. Ein proprietäres Submikrokorn-Hartmetall sorgt für maximale Abriebfestigkeit und Haltbarkeit.

Doiron sagte, dass der Emuge-Kunde SB Dezigns, North-East, Md., beim Fräsen von Edelstahl-Schalthebelteilen für die Rennsportindustrie auf lange Zykluszeiten gestoßen sei. Durch die erfolgreiche Implementierung von TOP-Cut VAR-Schaftfräsern zusammen mit einem Emuge FPC-Fräsfutter konnten 62 Prozent der Kosten eingespart werden. Zuvor verwendete SB Dezigns Schaftfräser verschiedener Marken und optimierte den Fräsprozess nicht. Billy Crabtree, Eigentümer und CEO von SB Dezigns, sagte: „Mit der Emuge-Schaftfräser- und Halterkombination können wir über 30 Stunden Bearbeitungszeit und mehr als 5.000 US-Dollar pro 500 von uns hergestellten Schalthebelteile einsparen.“

Die GWS Tool Group, Tavares, Florida, ist ein vertikal integrierter Hersteller von hochentwickelten kundenspezifischen, standardmäßigen und modifizierten Standard-Schneidwerkzeugen, einschließlich Schaftfräsern. Schaftfräser reichen von Allzweckfräsern bis hin zu anwendungsspezifischen oder materialspezifischen Schaftfräsern, so Drew Strauchen, Executive Vice President. „Oft entstehen kundenspezifische Werkzeuglösungen aus Standardwerkzeugen, die auf die Anwendung des Kunden zugeschnitten und optimiert wurden. Um die beste Werkzeuglösung zu finden, gehen wir detailliert auf die Anwendungsinformationen des Kunden ein: Was ist das Material? Die Form des Teils? Was ist das Endziel? Längere Standzeit? Schnellere Zykluszeiten? Welches Finish ist erforderlich?“

Die Antworten für die Luft- und Raumfahrtkunden von GWS werden in der Regel für Strukturkomponenten für Verkehrs- und Verteidigungsflugzeuge aus Aluminium, Titan und Verbundwerkstoffen sowie für Werkzeuge für hitzebeständige Legierungen für die heiße Triebwerksseite entwickelt. Der Materialschwerpunkt in der Automobilindustrie umfasst Aluminium mit hohem Siliziumgehalt, Sphäroguss und Gusseisen mit verdichtetem Graphit (CGI). Diese Materialien sind von grundlegender Bedeutung für den Übergang der Automobilindustrie zu leichteren Materialien. Zu den Werkzeuglösungen für den medizinischen Sektor gehören Edelstahl, Titan und Kobalt-Chrom für Implantate wie Knochenschrauben und Kniegelenke.

GWS bietet kundenspezifisch gelötete Keramik-Hartmetall-Schaftfräser für die Bearbeitung hitzebeständiger Superlegierungen und 5-7FL-beschichtete Hartmetall-Schaftfräser mit materialspezifischer Geometrie und spezieller Kantenvorbereitung für die Bearbeitung von Titan. Für Nichteisenanwendungen seien PKD-Werkzeuge einer der heißesten Wachstumsbereiche, sagte Strauchen. Dort würden gelötete PKD-Einsätze und PKD-Monoblock-Werkzeuge für Aluminiumgussteile sowie Acht-Facetten-PKD-Bohrer für die Bearbeitung von Luft- und Raumfahrtverbundwerkstoffen für Flugzeughäute und Flügelholme eingesetzt .

„Es besteht auch eine wachsende Nachfrage nach Produkten, die mit einem Werkzeug mehr können“, sagte Strauchen. „Unser HurrimillAT4-Multifunktions-Schaftfräser mit vier Schneiden ist das, was wir als All-Terrain-Werkzeug zum Bohren und Rampen, Werkzeugsenken, Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und konventionelles Schlitzen/Schruppen bezeichnen. Lohnwerkstätten können mit einem Werkzeug in der Spindel, das mehrere Arbeitsgänge erledigt und äußerst fehlerverzeihend ist, mehr erreichen. Es handelt sich um Bohrer und Schaftfräser in einem Werkzeug mit einer brandneuen FX7-PVD-Beschichtung, wodurch es sich hervorragend zum Nuten- und Profilfräsen, Eintauchen, Eintauchen, Hochgeschwindigkeitsfräsen sowie Schruppen und Schlichten eignet.“

„Unsere Kunden konzentrieren sich auf Zykluszeit und Durchsatz. Sie wissen, dass die teuerste Ausgabe, die sie haben, Zeit ist. Wir konzentrieren uns auf die Einsparung von Zykluszeit durch schnellere Metallabtragsraten, die Reduzierung der Kosten pro Teil durch eine längere Werkzeuglebensdauer und die Reduzierung von Werkzeugwechseln durch die Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen, die mehrere Werkzeuge in einem kombinieren – z. B. führt ein Stufenbohrer mit Senker drei Arbeitsgänge durch.“

Strauchen sagte, dass die fünfschneidige, kühlmittelgespeiste Superschruppmaschine Alumigator ASR5 von GWS zum Hochgeschwindigkeitsschruppen und Schlichten von Aluminium mit Hochgeschwindigkeitsmaschinen mit 18.000–20.000 U/min geeignet sei. „Mit einer Hochgeschwindigkeits-CNC mit hoher Leistung können wir eine Metallentfernungsrate von über 1.000 ipm und über 200 in3 erreichen.“

Strauchen sagte, dass viele GWS-Standardwerkzeuge, etwa für die Titanbearbeitung, ursprünglich als Sonderlösungen entstanden seien. „Zunächst wurde eine High-Feed-Reihe von Titan-Schaftfräsern als kundenspezifisches Werkzeug entwickelt. Wir hatten damit einen so großen Erfolg, dass wir ein Standard-Tool-Portfolio erstellt haben“, sagte er. „Wir mussten mit Kunden zusammenarbeiten, um die Werkzeugwege neu zu programmieren, da diese Art von Werkzeug mit dem richtigen Werkzeugweg sehr effektiv sein kann. Der High Feed-Schaftfräser ist für die Z-Ebenen-Bearbeitung in der Fünf-Achsen-Bearbeitung konzipiert.“

Iscar USA, Arlington, Texas, bietet Vollhartmetall-Schaftfräser an, die speziell auf die Anforderungen seiner Kunden zugeschnitten sind. Kunden sind beispielsweise bei der Analyse der Gesamtkosten für die Herstellung eines Teils an drei Hauptfaktoren interessiert. Laut Matt Clynch, nationaler Produktspezialist – Fräsen, werden Bearbeitungskosten (Produktivität), Werkzeugkosten (Kosten pro Schneide) und Werkzeugwechselkosten (Werkzeugstandzeit) auf der Grundlage des Kundenziels priorisiert. „Mit der heute verfügbaren Konstruktionssoftware und fortschrittlichen Schleifmaschinen- und Softwaretechnologie sind wir in der Lage, Präzisions-Schaftfräser für die komplexesten Anwendungen anzupassen. Miniaturfacetten können an Schneidkanten für Titan oder an Nuten angebracht werden, die speziell auf den Auswurf von Edelstahlspänen zugeschnitten sind.“

Die Schaftfräserkonstruktionen von Iscar basieren auf der Umgebung, in der die Werkzeuge eingesetzt werden sollen. „Wenn Sie beispielsweise handwerkliche Arbeiten ausführen, bietet unsere neue FLASHSOLID-Schaftfräserlinie Leistung zu einem wirtschaftlichen Preis. Diese neue Familie von Schaftfräsern wird zu 100 Prozent in den USA hergestellt. Es gibt bis zu 3.000 mögliche Konfigurationen, einschließlich Nutenanzahl, Eckenradius, Schnittlänge und Gesamtlänge, die für die gängigsten Arten von Materialien verwendet werden können, die in einer Lohnfertigung zu finden sind“, sagte Clynch.

„Für anwendungsspezifische Umgebungen bieten wir leistungsstarke, ratterfreie Schaftfräser für Anwendungen mit hoher Produktion oder für Betriebe an, die auf schwer zu bearbeitende Materialien wie Inconel, Titan oder Edelstahl spezialisiert sind. Vollhartmetall-Schaftfräser, die für rostfreie Stähle, hitzebeständige Superlegierungen oder gehärtete Materialien bis zu 63 HRc ausgelegt sind, können die Kosten pro Einheit senken und gleichzeitig einer Werkstatt das erforderliche Gleichgewicht zwischen Werkzeugstandzeit und Produktivität bieten“, erklärte Clynch. „In solchen Fertigungsumgebungen können Einsparungen von einer Sekunde und/oder Minuten tatsächlich zu enormen [Kosten-]Einsparungen führen.“

Laut Clynch bietet das Multi-Master-Vollhartmetall-Endwerkzeug von Iscar das Beste aus beiden Welten. Multi-Master ist ein Vollhartmetall-Gewindekopf oder eine Vollhartmetall-Gewindespitze, die in einen Schaft eingeschraubt wird, der aus Hartmetall, Stahl oder Schwermetall bestehen kann. „Er hat nicht die Schnittlänge anderer Vollhartmetall-Schaftfräser. Sein Bereich ist auf 0,75 bis 1,5×D der Spannutenlänge begrenzt. Wir können nicht die große Schnitttiefe (2×D und größer) von Vollhartmetall-Schaftfräsern erreichen, aber sie ermöglicht uns das Schaftfräsen mit schnellem Vorschub, Eckenrundungswerkzeuge, Punktbohren, Zentrierbohren, Schlitzen, Nutfräser usw. oder] Graveure – alle aus massivem Hartmetall. Unter Berücksichtigung aller Schaftoptionen stehen bis zu 52.000 verschiedene Kombinationen von Köpfen und Schäften zur Verfügung, um die Werkzeugwechselzeit zu verkürzen.“

Die Vollhartmetall-Schaftfräser von Iscar sind mit einer Kombination aus Substraten und Beschichtungen erhältlich. Zum Beispiel: „Ein Allzweck-Schaftfräser mit einer Submikron-Kornstruktur bietet eine gute Verschleißfestigkeit sowie eine hohe Zähigkeit und eine gewisse Fehlertoleranz des Werkzeugs.“ Andererseits bietet eine ultrafeine Kornstruktur eine höhere Verschleißfestigkeit für gehärtete Stähle oder kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe.“

Iscar bietet standardmäßig vier verschiedene Arten von Beschichtungen für seine Schaftfräser an. Dazu gehören AlTiN der Serie 9 (besser ohne Kühlmittel); 3er-Serie TiCN (besser mit Kühlmittel); Serien 6 und 7 (AlTiCrSiN) für mehr Verschleißfestigkeit gegenüber Abrasivität.

Laut Yair Bruhis ist YG-1 Tool Co. einer der weltweit größten Abnehmer von Schnellarbeitsstahl (HSS) und einer der drei größten Abnehmer von Hartmetall-Rohstoffen. YG-1 mit US-Hauptsitz in Vernon Hills, Illinois, produziert in seinen Produktionsstätten in Südkorea, den USA, Mexiko, der Türkei und anderen Ländern etwa 3 bis 4 Millionen Vollhartmetall-Schaftfräser pro Monat in 10 Hartmetallsorten Deuschland.

„Die meisten Schaftfräser, die wir herstellen, sind Standardprodukte aus dem Katalog, aber wir fertigen auch Spezialwerkzeuge für bestimmte Anwendungen und Materialien“, sagte Bruhis. YG-1 verwendet verschiedene Arten von Werkzeugmaterialien: Hartmetall, Keramik sowie Hochgeschwindigkeits- (HSS) und Pulvermetall (PM).

„Die Auswahl an Werkzeugen reicht von speziellen Vollhartmetallsorten für leichtere Schnitte auf gehärtetem Stahl für Form- und Gesenkteile bis hin zu Geometrien, Beschichtungen, Kantenvorbereitung und Oberflächenvorbereitung, die besser für weichere Materialien wie Titan geeignet sind. Alles hängt von der Anwendung des Kunden ab“, sagte Bruhis, der Werkzeuge für die Luft- und Raumfahrt-, Energieerzeugungs- und Medizinindustrie sowie die Automobilindustrie entwickelt. „Die meisten Rundwerkzeuge, die Sie heute auf dem Markt sehen, sind Hartmetallwerkzeuge, da die neue Maschinentechnologie viel schneller und stabiler läuft. Allerdings ist YG-1 eines der wenigen Unternehmen, das noch HSS-Kobaltwerkzeuge herstellt. Diese sind für ältere Maschinen und für Werkzeuge mit großem Durchmesser, eineinhalb Zoll und größer erforderlich“, sagte Bruhis.

„Die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung ermöglicht Endbenutzern sehr leichte Schnitte, die Hitze und Kantenausbrüche am Werkzeug vermeiden können. Dadurch halten die Werkzeuge länger und das Werkstück erleidet keine Hitzeschäden oder Verformungen. Manchmal ist das nicht möglich, weil Sie nicht die richtige Maschine, das richtige Teil oder das richtige Programm haben. Meine Herausforderung besteht darin, das Werkzeug ständig an die Maschinentechnologie anzupassen“, sagte Bruhis.

„Wenn es um Tier-1-Unternehmen wie Boeing und Airbus oder GE Aviation für Triebwerke geht, müssen Produkte durch einen langwierigen Testprozess zertifiziert werden. Bei einem Werkzeug für einen bestimmten Motor dauerte die Genehmigung zwei Jahre. Es waren viele Tests mit verschiedenen Schnittbedingungen und Werkzeugstandzeiten erforderlich. Sobald das Werkzeug für dieses Teil zertifiziert ist, kann es nicht mehr so ​​einfach geändert werden. Um neue Tests zu rechtfertigen, müsste es ein Qualitätsproblem oder einen Ausfall des Teils oder eine Preisänderung geben. Das Gleiche gilt auch für die medizinische Zertifizierung bei der FDA. Es ist nahezu unmöglich, das Werkzeug zu wechseln“, sagte Bruhis.

Zu den jüngsten Produktangeboten gehört, dass YG-1 mit der Herstellung von Keramikschaftfräsern für Inconel- und Waspaloy-Luft- und Raumfahrtmotorenanwendungen begonnen hat. YG stellt auch einen Hochleistungs-Vollhartmetall-Schaftfräser her, den V7PlusA-Schaftfräser mit vier und sechs Schneiden und einer großen Auswahl an Schneidenlängen und Eckenradien. Sie ist für die Hochleistungsbearbeitung von Edelstahl und Titan konzipiert. YG-1 hat einen neuen Vollhartmetall-Schaftfräser namens TitaNox-Power HPC mit fünf Schneiden für die Bearbeitung von Titanlegierungen, rostfreien Stählen und Inconel entwickelt.

Die Alu-Power-Familie der Aluminiumbearbeitungs-Schaftfräser umfasst den Alu-Power HPC für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, die Alu-Power-Schaftfräser mit zwei und drei Schneiden für die allgemeine Bearbeitung von Aluminium und die Spanbrecher-Schruppfräser Alu-Power HPC für die Schruppbearbeitung Aluminium und Nichteisenmaterialien.

Ceratizit USA Inc., Warren, Michigan, ist ein vollständig integrierter Hersteller von Hartmetallwerkzeugen, der die Konsistenz seiner Produkte von Grund auf bis zum fertigen Werkzeug kontrolliert, so Steve Kuhnle, regionaler Vertriebsleiter. „Wir verwalten den gesamten Produktionsprozess von Hartmetall und Hartmetallkomponenten von der Pulveraufbereitung über die Formung, das Sintern, die Endbearbeitung bis hin zur Oberflächenbehandlung“, sagte Kuhnle.

Zu den Produkten gehören Vollhartmetall-Standardfräser und HPC-Fräser für Anwendungen in einem breiten Kundenstamm, darunter Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizintechnik und die Feuerwaffenindustrie. „Materialspezifische Werkzeuge sind für schwer zerspanbare Materialien, Hochtemperaturlegierungen, Nickelbasislegierungen und pH-Edelstahl sowie viele 17-4-, 13-8- und 15-5-Stähle konzipiert“, sagte Kuhnle.

Zu den Produkten von Ceratizit gehören Stäbe und Vorformen für Vollhartmetallwerkzeuge sowie Hartmetallkomponenten für Anwendungen wie die medizinische Industrie. Produkte, die nicht zum Standardsortiment gehören, werden von den Hartmetallexperten von Ceratizit individuell und in enger Zusammenarbeit mit den Werkzeugherstellern entwickelt.

Kuhnle schreibt Ceratizits neuem Dragonskin-Beschichtungsverfahren und der Art und Weise, wie das Unternehmen seine Schaftfräser vorbereitet, eine extrem harte und haltbare Beschichtung zu. „Was wir vor und nach der Beschichtung tun, macht den Unterschied. Wir bereiten den Schaftfräser vor dem Beschichten vor und polieren ihn anschließend, um eine bessere Haftung und Haltbarkeit zu erzielen.“

„Die vielseitig einsetzbare AlTiN-basierte Beschichtung von Ceratizit wird auf Werkzeuge aufgetragen, die für schwer zerspanbare Materialien wie gehärtete Stähle, legierte Stähle und Superlegierungen verwendet werden. Die Dragonskin DPB60S-Beschichtungstechnologie macht die Oberfläche besonders glatt, was die Spanabfuhr verbessert und die Haftung beim Schneiden von gehärteten Stählen, legierten Stählen und Superlegierungen verringert. „Der Dragonskin DPB72S ist eher für schwer zu bearbeitende rostfreie und hitzebeständige Legierungen konzipiert“, sagte Kuhnle.

Er stellte fest, dass beschichtete Schaftfräser besonders effektiv für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sind, bei denen die Werkzeuglebensdauer, die Werkzeugkosten und die Reduzierung der Anzahl der Werkzeugwechsel die größten Herausforderungen für den Hersteller darstellen. „Mit unserer P007-Geometrie und P556-Geometrie reduziert unser vierschneidiger Schaftfräser mit variabler Helix Vibrationen, was zu einer längeren Werkzeuglebensdauer und besseren Oberflächen führt“, sagte er.

Kuhnle betonte die Bedeutung von Beschichtungen und sagte, dass heutzutage etwa 95 Prozent der Schneidkanten von Hartmetallwerkzeugen beschichtet seien. „Die Erhöhung der Oberflächenhärte erhöht die Verschleißfestigkeit des Werkzeugs und verringert den Gleitwiderstand beim Spanabtransport. Ultraglatte Oberflächen begrenzen die Neigung zur Schweißnahtbildung und Aufbaukantenbildung und die isolierende Wirkung der Schicht erhöht die Warmhärte. Dadurch werden deutlich längere Werkzeugstandzeiten erreicht“, so Kunhle.

Ceratizit ist ein Lieferant von Werkzeugen für die anspruchsvolle Feuerwaffenindustrie, wo verbesserte Geometrie und Beschichtungen laut Kuhnle zu einer 30-prozentigen Steigerung der Vorschübe und Geschwindigkeiten bei der Bearbeitung von Edelstahl geführt haben. „Für eine Luft- und Raumfahrtanwendung haben wir kürzlich die 3D-Bearbeitung einer Laufradschaufel aus Edelstahl 416 um 25 Prozent verbessert und die Kosten um 17 Prozent gesenkt“, sagte er.

Die 10-Millionen-Dollar-Investition von Ceratizit in seine Schaftfräser-Produktionsanlage in Sacramento, Kalifornien, mit 111 CNC-Maschinen hat das Unternehmen zu einem der größten Schaftfräser-Hersteller in den USA gemacht. „Zu den in der Anlage hergestellten Produkten gehören Vollhartmetallwerkzeuge im Bereich von 0,005 Zoll [0,127 mm]“ „Kugelkopffräser bis Zoll und ein Viertel, Vollhartmetall-Schaftfräser mit einer Länge von 8 Zoll [203,2 mm] sowie Sonderanfertigungen“, sagte Kuhnle.

Titannitrid (TiN) ist eine Allzweckbeschichtung, die eine hohe Schmierfähigkeit bietet und den Spanfluss in weicheren Materialien erhöht. Aufgrund der Hitze- und Härtebeständigkeit kann das Werkzeug mit einer um 25 bis 30 Prozent höheren Bearbeitungsgeschwindigkeit im Vergleich zu unbeschichteten Werkzeugen laufen.

Titancarbonitrid (TiCN) ist härter und verschleißfester als Titannitrid (TiN). Es wird häufig für Edelstahl, Gusseisen und Aluminiumlegierungen verwendet. TiCN bietet die Möglichkeit, Anwendungen mit höheren Spindelgeschwindigkeiten auszuführen. Seien Sie bei Nichteisenmaterialien vorsichtig, da diese zum Abrieb neigen. Im Vergleich zu unbeschichteten Werkzeugen ist eine Steigerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit um 75 bis 100 Prozent erforderlich.

Titanaluminiumnitrid (TiAlN) hat eine höhere Härte und Oxidationstemperatur als Titannitrid (TiN) und Titancarbonitrid (TiCN). Ideal für Edelstahl, hochlegierte Kohlenstoffstähle, Nickelbasis-Hochtemperaturlegierungen und Titanlegierungen. Auch hier ist bei nicht eisenhaltigen Materialien Vorsicht geboten, da die Oberfläche zum Abrieb neigt. Außerdem ist eine Steigerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit um 75 bis 100 Prozent im Vergleich zu unbeschichteten Werkzeugen erforderlich.

Aluminiumtitannitrid (AlTiN) ist eine der abriebfeststen und härtesten Beschichtungen. Es wird üblicherweise für die Bearbeitung von Flugzeug- und Raumfahrtmaterialien, Nickellegierungen, rostfreiem Stahl, Titan, Gusseisen und Kohlenstoffstahl verwendet. Zirkoniumnitrid (ZrN) ähnelt Titannitrid (TiN), weist jedoch eine höhere Oxidationstemperatur auf und verhindert das Anhaften Kantenaufbau. Es wird häufig für Nichteisenmaterialien wie Aluminium, Messing, Kupfer und Titan verwendet.

Bei unbeschichteten Werkzeugen gibt es keine unterstützende Behandlung an der Schneidkante. Sie werden bei reduzierten Geschwindigkeiten für allgemeine Anwendungen auf Nichteisenmetallen eingesetzt.

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