Entwicklungstrends in der Hartzerspanung - Fräsen von Hartmetall und Hartlegierungen

Die steigenden Anforderungen an die Produkte des Maschinen-, Werkzeug- und Formenbaus hinsichtlich ökonomischer und ökologischer Gesichtspunkte erfordern ein Umdenken in der Anwendung von neuen Werkstoffen und Beschichtungen. Die Grenzen der bislang zur Verschleißreduzierung eingesetzten Wärmebehandlungsverfahren sind erreicht. Die Nutzung partiell aufgetragener Verschleißschutzschichten oder auch die Beschichtung kompletter Werkzeuge bietet dafür eine alternative Lösung. Eine Standzeiterhöhung durch beschichtete Neuwerkzeuge zeigt ebenso wie die Regeneration der Werkzeuge nach dem Standzeitende im Sinne geforderter Ressourceneffizienz enorme Potenziale. Da die aufgetragenen Schichtsysteme jedoch die Anforderungen an Maß, Form, Lage und Oberflächenqualität nur begrenzt erfüllen, ist eine spanende Endbearbeitung essentiell. Bei der Entwicklung innovativer, durch Auftragschweißen oder thermisches Spritzen auf Funktionsflächen aufgebrachte Schichtsysteme, spielt die mechanische Endbearbeitung eine zentrale Rolle. Die Schichten sollen nicht nur hinsichtlich ihrer Funktionseigenschaften sondern auch in Bezug auf die meist erforderliche mechanische Nachbearbeitung optimiert werden. Dabei stehen sich diese beiden Forderungen diametral gegenüber. Hartstoffschichten, bspw. thermisch gespritzte Schichten auf keramischer oder Hartmetallbasis, gelten mit geometrisch bestimmter Schneide bislang ökonomisch als nur schwer nachzubearbeiten. Die Senkung der Prozesskosten und der Bearbeitungszeit bei gleichzeitiger Erhöhung der geometrischen Vielfalt der Funktionsflächen forciert jedoch den Einsatz von Zerspanungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide und erweitert das Anwendungsfeld zunehmend auch auf den Bereich des Formen- und Werkzeugbaus. Am Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik Chemnitz (IWU) werden interdisziplinär Technologielösungen für eine wirtschaftliche, ökologische und qualitativ hochwertige Produktion von funktions- und fertigungsoptimierten Schichten entwickelt. Ergebnisse der Prozesskettenentwicklung zur Zerspanung von thermisch gespritzten Hartmetallschichten und auftraggeschweißten Kobaltbasislegierung mit geometrisch bestimmter Schneide werden präsentiert. Ziel verschiedener Forschungsinitiativen und enger Kooperationen mit regionalen und überregionalen Wirtschaftsunternehmen ist dabei die Eruierung von Prozessketten und Bearbeitungsstrategien, um unter effektiver Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Ressourcen anforderungsgerechte Produkte herzustellen.