Hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit bei geringem Gewicht – diese Eigenschaften machen moderne Faserverbundwerkstoffe im Leichtbau beliebt. Für ihre Bearbeitung bietet Gühring Werkzeuge aus Vollhartmetall oder mit PKD-Schneiden. Aber welcher Schneidstoff überzeugt mehr in diesen?anspruchsvollen Werkstoffen?
Faserverbundwerkstoffe kommen in vielen Bereichen zum Einsatz: In der Luftfahrt werden beispielsweise Flugzeugflügel oder Rumpfteile daraus hergestellt, im Sport- und Hobbybereich sind es zum Beispiel Fahrr?der oder Snowboards und in der Automobilbranche dienen sie als Werkstoff für Interieur- oder Karosserieteile. Aufgebaut sind diese modernen Werkstoffe aus zwei Elementen: Die Fasern haben die Aufgabe, die entstehenden Lasten aufzunehmen und weiterzuleiten. Sie werden zu textilen Halbzeugen verwebt. Diese Halbzeuge werden zu Laminaten aufeinandergestapelt und mit einer Matrix fixiert und geschützt.
Dieser spezielle Aufbau erfordert besondere Werkzeugl?sungen. Gühring bietet dafür Standard- und Sonderwerkzeuge, die auf den jeweiligen Materialaufbau abgestimmt sind und den Spantransport sowie gleichm??ige Bohrungsdurchmesser sicherstellen. Weitere wichtige Qualit?tsmerkmale sind Ausfransung, Delamination, Absplitterung und thermische Sch?digung. Diese Werkzeuge bestehen entweder aus Vollhartmetall oder sind mit PKD-Schneiden besetzt.
Schneidstoffe im Vergleich: VHM und PKD
Das Spektrum an m?glichen Geometrien ist bei den beiden Schneidstoffen unterschiedlich. Bei Hartmetallwerkzeugen sind die Geometriefreiheiten sehr gro?, denn hier haben wir einen Rohling, aus dem komplexe Geometrien geschliffen werden k?nnen. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel spiralisierte oder geradegenutete Fr?ser, Raspelfr?ser oder Kompressionsfr?ser herstellen. Diese Werkzeuge k?nnen dann wiederum mit einer Beschichtung versehen werden, welche noch h?rter als das Hartmetall ist.? Anders sieht es im PKD-Bereich aus: Hier werden die Segmente aus PKD-Ronden geschnitten und anschlie?end in Segmentsitze eingebracht. Daher k?nnen wir bei Hartmetall-Werkzeugen Geometrien generieren, die im PKD-Bereich nicht m?glich sind.
Dafür sind PKD-Werkzeuge unschlagbar, wenn es um die Standzeiten geht. PKD hat eine sehr langanhaltend hohe Sch?rfe, w?hrend VHM zwar eine sehr hohe Anfangssch?rfe hat, aber auch sehr schnell abgerundet werden kann. Au?erdem sind bei den PKD-Werkzeugen die Prozessparameter deutlich h?her als bei VHM-Werkzeugen.
Wo kommen welche Schneidstoffe zum Einsatz?
Auf der Grafik (siehe unten) sehen Sie, welche Schneidstoffe für die Zerspanung der einzelnen Faserverbundwerkstoffe besonders geeignet sind. Dabei unterscheiden wir PKD-Werkzeuge, unbeschichtete VHM-Werkzeuge und beschichtete VHM-Werkzeuge. Wie Sie sehen, gibt es Grauzonen in denen Sie ein PKD-Werkzeug genauso gut einsetzen k?nnen wie ein beschichtetes oder unbeschichtetes VHM-Werkzeug. So k?nnen Sie beispielsweise GFK, MMC oder auch CFK mit duroplastischen Matrixsystemen mit beiden Schneidstoffen bearbeiten. Bei thermoplastischen Matrixsystemen mit hohen Schmelztemperaturen wie CFK PXXK haben wir mit PKD-Werkzeugen sehr gute Erfahrungen gemacht. Das Gleiche gilt für CMC-Werkstoffe. Bei der Bearbeitung von Flachsfasern, Aramidfasern oder Honeycomb-Materialien kommen PKD-Werkzeuge hingegen nicht an die Leistungen von VHM-Werkzeugen ran.
Trotz dieser Empfehlungen sind verschiedene Parameter bei der Wahl des Schneidstoffs zu beachten: So brauchen Sie zum Beispiel für PKD-Werkzeuge stabile Aufspannverh?ltnisse, denn sonst k?nnen die K?rner in den polykristallinen Diamanten durch Vibrationen ausbrechen. Je nachgiebiger das zu bearbeitende Material ist, desto mehr eignen sich VHM-Werkzeuge.
Auch die Losgr??e spielt bei der Entscheidung eine Rolle: VHM-Werkzeuge werden vor allem in der Kleinserien- oder Einzelfertigung eingesetzt, w?hrend PKD-Sonderwerkzeuge in der Gro?serienfertigung Anwendung finden.
Mehr über die Unterschiede zwischen PKD und VHM bei der Bearbeitung von Faserverbundwerkstoffen erfahren Sie im Web-Seminar ?VHM- oder PKD-Werkzeuge? Mit der richtigen Wahl zum Erfolg“ in der Gühring-Academy. Jetzt hier registrieren.
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