Höhere Prozesssicherheit beim Mikrofräsen von gehärtetem Stahl

Werkzeuge und Formeinsätze für die Herstellung von mikrostrukturierten Bauteilen werden aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt. Dabei nehmen Stahlwerkstoffe, oftmals auch wärmebehandelt, eine dominierende Rolle ein. Bei der Fertigung von komplexen Werkzeugkonturen mit Maßen und Toleranzen bis in den Mikrometerbereich kommen bevorzugt spanende Fertigungstechniken zum Einsatz. Die Verfahren der Mikrozerspanung weisen jedoch hinsichtlich ihrer industriellen Nutzbarkeit noch Entwicklungspotenzial auf. Gerade bei der Reproduzierbarkeit und Prozesssicherheit gibt es Defizite, die vor allem auf das Fehlen geeigneter Parameter (zum Beispiel Schnittwerte), aber auch die noch unzureichende Definition optimaler Bearbeitungsstrategien zurückzuführen sind. Bei der Prozessgestaltung sind dabei insbesondere die geforderte Komplexität und Qualität der Strukturen und Oberflächen, die zu bearbeitenden Werkstoffe und deren Wärmebehandlungszustand zu berücksichtigen. Für die Bearbeitung von gehärtetem Stahl wurden Werkzeuge aus VHM und CBN untersucht. Für beide Schneidstoffe stellte sich heraus, dass sich sowohl die Standzeit als auch die erzeugten Oberflächengüten durch den Einsatz von Minimalmengenschmierung im Vergleich zur Trockenbearbeitung beträchtlich steigern lassen.