Um tiefe Kavitäten zu erzeugen, sind Fräser mit großen Auskragungen erforderlich. Dabei verringert sich jedoch die Steifigkeit des Werkzeugs, was zu Vibrationen und schlechter Oberflächengüte führen kann. Um dies zu verhindern, hat ISCAR ein neues Design entwickelt: Im 3D-Druck hergestellte Fräskörper für Wendeschneidplatten als Baugruppe sind leicht und dennoch robust. Sie sorgen für hohe Prozesssicherheit und lange Standzeiten.
Die Fräser erweitern die Produktpalette der HELI200 90-Grad-Fräser, in denen Wendeschneidplatten mit helikalen Schneidkanten montiert sind. Eine kompakte Bauweise mit großer Länge bietet zwar maximale Steifigkeit, aufgrund der hohen Produktionskosten und Problemen bei der Bearbeitung findet dieses Konzept in der Praxis aber nur begrenzt Anwendung. So kann beispielsweise der Bruch einer Wendeschneidplatte den Werkzeugkörper beschädigen und damit hohe Kosten verursachen. Um dies zu verhindern, setzen die Hersteller auf Werkzeug-Baugruppen.
Ein Werkzeug mit großer Auskragung besteht aus einem Fräser in Standardgröße und einem Werkzeughalter, der den Fräser aufnimmt. Der Halter kann modular aufgebaut sein und enthält Standardelemente wie eine Basiseinheit für Maschinenspindeln, Verlängerungen oder Reduzierungen. Das Baugruppen-Prinzip ist flexibel, ermöglicht eine optimale Konfiguration und eine effektive Anpassung. Ist ein Fräser beschädigt, wird er einfach ausgetauscht. Andere Elemente der Baugruppe sind weiter im Einsatz.
Stahl ist das traditionelle Werkzeug-Material. Als Alternative kommt Titan in Frage – es weist eine geringere Dichte auf, zeichnet sich aber durch hohe Festigkeit aus. Darüber hinaus ist Titan hoch korrosionsbeständig, verschleißfest und sorgt für eine lange Lebensdauer des Werkzeugs. Das Material ist rund 40 Prozent leichter als Stahl, reicht jedoch bezüglich der Festigkeit an hochfesten Stahl heran. Allerdings ist die Bearbeitung des Materials durch seine speziellen Eigenschaften eine anspruchsvolle Aufgabe, die viel Erfahrung und Zeit erfordert – mit entsprechend hohen Herstellungs-Kosten.
Innovative Technologien öffnen den Weg
Erst innovative Technologien haben die Grundlage geschaffen, diese Hindernisse zu überwinden. Die Additive Fertigung (AM) ist eine effektive Möglichkeit, um auch komplexe Konfigurationen eines Fräskörpers umzusetzen und Bearbeitungsschritte zu minimieren. Der 3D-Druck erleichtert die Herstellung von Werkzeugen aus Titan und ist gleichzeitig nachhaltig. Hersteller von Präzisionswerkzeugen haben deshalb mittlerweile AM-Verfahren zur Produktion von Fräsern für die Bearbeitung mit großen Auskraglängen entwickelt. Der Trend, leichte Wendeschneidplatten-Fräser mit Titan-Körpern additiv zu fertigen, setzt sich immer mehr durch.
ISCAR formt den Werkzeugkörper eines Aufsteckfräsers durch Selektives Laserschmelzen (SLM), das zu den 3D-Druckverfahren gehört. Die Teile des Körpers wie beispielsweise Spankammern und Hohlräume zur Gewichtsreduzierung weisen ausgeklügelte, für die Metallbearbeitung ungewöhnliche Formen auf. Additive Fertigungsmethoden ermöglichen die maximale Nutzung der mechanischen Strömungsmechanik zur Optimierung des Profils der inneren Kühlkanäle und sichern so eine effiziente, punktgenaue Kühlmittelzufuhr durch den Fräskörper. Herkömmliche Verfahren stoßen bei der Gestaltung der Kühlkanäle an ihre Grenzen, während die additive Fertigung nahezu unbegrenzte Möglichkeiten bietet. Das innovative Konzept nutzt unterdessen auch das Prinzip der ungleichen Teilung des Fräsers, um das Werkzeug vibrationsarm zu gestalten.
Vorteile: robust und leicht
Das Design, das auf der Kombination von untypischem Werkzeugkörper-Material und den Vorteilen der additiven Fertigung beruht, hat zu robusten und leichten Wendeschneidplatten-Fräsern für die wirtschaftliche Bearbeitung mit großen Auskragungen geführt. Das neue Werkzeug von ISCAR erlaubt eine stabile Zerspanung, verbessert die Produktivität und erhöht die Standzeiten. Die Titan-Aufsteckfräser stehen in den Durchmessern 50 und 63 Millimeter zur Verfügung. Für optimale Ergebnisse und sehr gute Oberflächengüten empfiehlt ISCAR, die Fräser auf Werkzeughaltern mit Antivibrations-Mechanismus zu montieren, wie beispielsweise den WHISPER LINE-Adapter von ISCAR.
