Diese Webseite verwendet Cookies

Statistik-Cookies helfen Webseiten-Besitzern zu verstehen, wie Besucher mit Webseiten interagieren, indem Informationen anonym gesammelt und gemeldet werden.

Schützt vor Cross-Site-Request-Forgery Angriffen.

Speicherdauer: Dieses Cookie bleibt nur für die aktuelle Browsersitzung bestehen.

Speichert die aktuelle PHP-Session.

Speicherdauer: Dieses Cookie bleibt nur für die aktuelle Browsersitzung bestehen.

Wir verwenden Cookies, um Inhalte und Anzeigen zu personalisieren, Funktionen für soziale Medien anbieten zu können und die Zugriffe auf unsere Website zu analysieren. Außerdem geben wir Informationen zu Ihrer Verwendung unserer Website an unsere Partner für soziale Medien, Werbung und Analysen weiter. Unsere Partner führen diese Informationen möglicherweise mit weiteren Daten zusammen, die Sie ihnen bereitgestellt haben oder die sie im Rahmen Ihrer Nutzung der Dienste gesammelt haben.

Datenschutz
 
Technik und Wissen DAS FACHMAGAZIN FÜR DIE INDUSTRIE
Abo
  • Suche
  • Facebook Instagram Linkedin
  • Themen
    • Fertigung
    • Automation
    • Digitalisierung
    • News
    • Content-Hubs
    • Specials
    • Magazin
      • Abo
      • Printmagazin
    • Newsletter
    • Über uns
      • Mediadaten
      • Dienstleistung
      • Impressum
      • Datenschutz
      • Kontakt & Team
  • Magazin
    • Abo
    • Printmagazin
  • Newsletter
  • Über uns
    • Mediadaten
    • Dienstleistung
    • Impressum
    • Datenschutz
    • Kontakt & Team
  • Abo
  • Mediadaten

 

Acht Fragen zum Thema «CFK erfolgreich bearbeiten»

Die Bearbeitung von CFK ist eine grosse Herausforderung. Ein CFK-Experte bei Gühring erklärt, worauf es ankommt.


  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • Seite drucken
  • E-mail
 
Ein Beitrag der Firma Gühring
Redaktionelle Bearbeitung: Technik und Wissen

Carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) ist beliebt: Das Material hat ein geringes spezifisches Gewicht und gleichzeitig eine hohe Steifigkeit – perfekt also für Bauteile, die leicht und hochstabil sein sollen, wie Flugzeugflügel, Automobilanbauteile und Fahrradrahmen. Für Zerspaner ist CFK jedoch eine Herausforderung. Besonders an Werkzeuge und Aufspannung stellt das Material hohe Anforderungen. Christian Gauggel, CFK-Experte bei Gühring, erzählt im Interview, worauf Sie bei der Bearbeitung von CFK achten sollten.


Frage 1

Was sind typische spanende CFK-Bearbeitungen?

Typisch ist die Fertigbearbeitung der Bauteilkanten, Einbringen von Taschen und Ausschnitten sowie die Herstellung von Funktionsflächen mit Fräsern. Ergänzend kommt das Bohren zum Einbringen von Verbindungselementen hinzu. Vor allem in der Luftfahrt werden viele solche Bohrungen für Niete hergestellt. Dies ist wichtig, um einzelne CFK-Bauteile später mit metallischen Bauteilen zu grösseren hybriden Strukturen zu verbinden.

Frage 2

Welche Anforderungen stellt CFK an Werkzeuge?

Die Fasen in faserverstärkten Werkstoffen müssen prozesssicher und über eine lange Einsatzdauer des Werkzeuges sauber getrennt werden, ohne das Material zu schädigen. Die Fasern wirken durch die hohen Festigkeiten aber stark abrasiv auf die Schneidkanten des Werkzeuges. Schon nach kurzer Kontaktzeit können so die scharfen Schneidkanten verrundet werden. Damit die Bauteilqualität nicht abnimmt oder gar die Bauteilintegrität durch Beschädigungen leidet, müssen die Werkzeuggeometrien Beschichtungen und Schneidstoffe so gewählt werden, dass die Schneidkanten möglichst lange scharf bleiben.

Werbung
technik-und-wissen-newsletter

Frage 3

Was bedeutet das für die Konstruktion der Werkzeuge?

Werkzeuge für die CFK-Bearbeitung werden mit scharfen Schneiden ausgelegt. Wichtig sind an den Werkstückwerkstoff angepasste Span- und Freiwinkel. Diese liegen bei CFK üblicherweise im Bereich zwischen 10 und 25 Grad und sind somit deutlich grösser als bei der Metallbearbeitung. Wo es möglich ist, werden die Werkzeuge mit einer Gühring-Cristall-Diamantbeschichtung versehen, damit erreichen wir bis zu zehnmal höhere Standzeiten. Bei Werkstoffen, die stark zur Bildung von Faserüberständen neigen, setzen wir auf Kompressions-Geometrien, welche die Fasern definiert erfassen und eine Schnittbewegung hin zum Werkstück ausführen. Ferner ist auch eine gute Spanabfuhr entscheidend für die Zerspanung von CFK Werkstoffen in Serienanwendungen. Die Späne beinhalten einen Grossteil der entstehenden Prozesstemperatur darum ist es wichtig, zum Erreichen maximaler Standzeiten diese Späne mit der enthaltenen Wärmeenergie zügig abzuführen und auf jeden Fall eine Mehrfachzerspanung durch erneuten Kontakt der Späne mit dem Werkzeug zu verhindern. All diese Geometriemerkmale sind im Detail auf genutzte Gühring-Hartmetall-Sorten abgestimmt, wie auf die Hartmetall-Sorten DK256EH und DK120.

Frage 4

Raten Sie bei CFK zu Trocken- oder Nassbearbeitung?

Wenn Ihre Fertigung mit einer geeigneten Raumabsaugung ausgestattet ist, können Sie CFK trocken bearbeiten. Dann sparen Sie sich auch spätere Reinigungsschritte. Ohne passendes Absaugungskonzept sollte der Staub, der bei der Zerspanung entsteht, möglichst mit Kühlschmierstoff gebunden werden. Es gibt allerdings auch Anwendungen, bei denen beides nicht infrage kommt, zum Beispiel, wenn das Bauteil sehr gross ist und dadurch zu viel Schmiermittel ausgetragen werden kann oder wenn die Zugänglichkeit für die Absaugung nicht möglich ist. In diesen Fällen wie auch bei manueller oder halbautomatischer Bearbeitung empfehle ich den Einsatz von Minimalmengenschmierung, um durch die Schmierwirkung die Qualität am Bauteil zu verbessern.

Frage 5

Wie werden CFK-Bauteile aufgespannt?

Bauteilschwingungen sind in vielen Fällen ein entscheidender Faktor für die Werkzeugstandzeit und Bauteilqualität. CFK-Bauteile sind meist schalenförmig, bedingt durch den Lagenaufbau und das Anwendungsfeld. Das macht die Aufspannung des Werkstücks schwierig. Perfekt sind hier gefräste Negativ-Formen mit integrierter Vakuumspannung, auf denen das Bauteil flächig aufliegt. Auf diese Weise bleibt es bei der Bearbeitung quasi schwingungsfrei. Bei Kleinserien ist dies Methode in der Regel zu teuer. Hier werden meist Klemmhebel oder variable Vakuumspannelemente für die Aufspannung verwendet. Auch mit diesen Mitteln lassen sich gute Spannbedingungen erzeugen. Vorsicht ist jedoch immer dann geboten, wenn während der Bearbeitung die Spannkraft zum Beispiel bei Vakuumspannfeldern durch Ausschnitte im Bauteil abnimmt oder gar das Bauteil durch den Beschnitt entsprechen labil wird.

Frage 6

Können CFK-Werkzeuge nachgeschliffen werden?

Werkzeuge für die CFK-Bearbeitung sind oft diamantbeschichtet und können deshalb nicht wirtschaftlich nachgeschliffen werden. Auch VHM-Fräser mit sehr aufwendigen Geometrien werden in der Regel nicht nachgeschliffen. Bohrer, die nicht mit einer Diamantbeschichtung versehen sind, werden hingegen oft sogar mehrfach nachgeschliffen. Im Falle von Fräs- und Bohr-Werkzeugen mit PKD-Schneiden kann auch ein Nachschärfen oder eine Bestückung mit neuen Schneiden erfolgen.

Weiterer Artikel zum Thema CFK

CFK-Fräsen: Risiken und passende Technik

Spagat zwischen Albtraum und Leichtbau-Vision

Frage 7

Welcher Schneidstoff eignet sich am besten für die CFK-Bearbeitung?

So gross wie die Bandbreite an Anwendungen und Materialien bei CFK ist, so breit ist auch die Auswahl an Schneidstoffen. Je nach Anwendungsfall kommen bei der CFK-Bearbeitung PKD-Werkzeuge, Werkzeuge aus Vollhartmetall (VHM), blank oder diamantbeschichtet zum Einsatz. Bei der Handbearbeitung in Montageabteilungen wird sogar oft noch mit Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl (HSS) gearbeitet.

Frage 8

Steigt die Nachfrage nach CFK-Werkzeugen?

Absolut! In fast allen Branchen finden faserverstärkte Werkstoffe durch Ihre speziellen Materialeigenschaften Anwendung. Insbesondere die aktuelle Debatte um Energie- und CO₂-Einsparung, stellt die Industrie in allen Bereichen vor grosse Herausforderungen und befeuert damit den Leichtbau. Viele dieser Leichtbaulösungen verwenden CFK-Materialien und steigern damit die Nachfrage nach Werkzeugen für diesen speziellen Sektor. Aber bereits in den letzten Jahren vor Corona konnten durch stark gestiegene Ausbringungsrate der Luftfahrtindustrie und der Hybridisierung und Elektrifizierung der Automobilbranche Steigerungen beobachtet werden.
Da sich die für die kommenden Jahre geforderten Energieeinsparungen nicht ohne Leichtbau und CFK erzielen lassen, bin ich mir sehr sicher, dass sich dieser Trend auch in Zukunft fortsetzen lässt.

Technikwissen zu: Werkzeugprogramm «Moderne Werkstoffe»

Mit dem Werkzeugprogramm «Moderne Werkstoffe» bietet Gühring eine Auswahl an Werkzeugen für die Bearbeitung von faserverstärkten Materialien und Materialkombinationen. Hierbei bedient sich der Werkzeughersteller einer grossen Fertigungstiefe und kann komplexe Werkzeuge produzieren, die durch Abstimmung von Geometrie, Hartmetall und Beschichtung optimal für diese Anwendungen ausgelegt sind. Dieses Programm wird ständig an die aktuellen Anforderungen angepasst und erweitert. Weitere Informationen finden Sie hier.

Weitere Artikel, die Sie interessieren könnten

Das passende Spannmittel Gühring

Das passende Spannmittel

Beim Fräsen muss die Werkzeugaufnahme sehr hohe Spannkräfte, hohe Steifigkeit und eine gute Dämpfung erfüllen. Wir stellen drei Problemlösungen vor.

Fräser RF 100 Sharp von Gühring

Superscharf: der neue RF 100 Sharp von Gühring

Hier kommt Gührings schärfster Fräser: RF 100 Sharp. Ein Fräser für weich-zähe und hochlegierte Werkstoffe, der Schluss macht mit klebenden Spänen, Spänestau und Werkzeugbruch bei der Bearbeitung weich-zäher und hochlegierter Werkstoffe.

Gühring Tool Management

Tool Management: Welches ist das richtige Logistik- und Schrankkonzept?

ADVERTORIAL: Ein Werkzeug ist nicht an seinem Platz? Ihnen fehlt der Überblick über Werkzeugbestände? Das Tool Management von Gühring bringt Ordnung in Ihre Fertigung – und reduziert dadurch Kosten. Welcher Schrank am besten zu Ihrem Unternehmen passt, finden Sie hier heraus.
 


Mehr Wissen. Immer auf dem Laufenden sein. Folge uns auf Linkedin.


Gewindewerkzeuge richtig spannen mit dem GühroSync-Spannfutter

Das GühroSync Gewindeschneidfutter vereint die Vorteile von Synchro- und Hydrodehnspannfuttern. Wir zeigen, wie man es richtig verwendet.

Gewindefräsen: Vorteile gegenüber Gewindebohren und -formen

Gewindefräsen: Vorteile und Technologien

Welche Vorteile hat das Gewindefräsen gegenüber Gewindebohren und Gewindeformen? Hier sind die Antworten und vier verschiedene Technologien zum Gewindefräsen.

Schruppfräsen: sichtbaren Fräsbahnen verdeutlichen die Kinematik des GTC-Verfahrens

Schruppfräsen in Höchstgeschwindigkeit

Um die Prozessleistung beim Fräsen von Formplatten aus CrMo-Stahl zu steigern, griff der Lohnzerspaner Coremans auf Werkzeuge von Gühring zurück. Mit flachkordelverzahnten Fräsern gelang es, die Bearbeitungszeit um 75 Prozent zu reduzieren und ein 3,5-faches Zeitspanvolumen zu erreichen.

KI und die Gesellschaft

«Künstliche Intelligenz wird die gesamte Gesellschaft verändern»

Die KI-Technologie steckt noch in den Kinderschuhen, birgt aber schon jetzt gewaltige Potenziale. Was mit Künstlicher Intelligenz alles möglich ist und welche Gefahren und Grenzen bestehen, sagen die beiden BFH-Professoren Mascha Kurpicz-Briki und Erik Graf im Gespräch.

Hololens im Einsatz: Selbstversuch des Autors im Switzerland Innovation Park Biel/Bienne.

Augmented Reality ist kein Hexenwerk

Augmented Reality bietet viele Vorteile für Unternehmen. Wie diese genau aussehen und wieso sich der Einstieg trotz der hohen Anschaffungskosten schnell rechnet, erklärt Urs Rüegg von Microsoft Schweiz.

Der Schweizer Maschinenbau

Der Schweizer Maschinenbau hat einen hervorragenden Ruf in der ganzen Welt. Diese Seite ist dieser grossen und wichtigen Branche gewidmet. Viele Artikel und eine interaktive Schweizer Maschinenbaukarte.

Multimediastorys von «Technik und Wissen»

Ein grosser Schritt für alle

Der Cybathlon, das Projekt Varileg und das Projekt «VariLeg enhanced» und die Wichtigkeit von Kooperationen zwischen Industriefirmen und Hochschulen.

Das Kleinstgedruckt - 3D-Druck im Mikrometerbereich

Eine preisgekrönte Multimediastory von Chefredaktor Eugen Albisser über den 3D-Druck im Mikrometerbereich.

Ab in die 3. Dimension - Wie HP zum 3D-Druck kam

Eine Multimediastory über HP und wie sie den disruptiven Weg vom 2D-Druck in die dritte Dimension fand.

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • E-mail
  • tumblr
  • Reddit

Impressum

Autor: xx

Bildquelle: xx

Redaktionelle Bearbeitung: Technik und Wissen

Eine Publikation von Technik und Wissen

Informationen

Firma
URL

Weitere Artikel

ID-Reader der Serie ID-600: Qualitätsprüfung

Für anspruchsvolle Codelese-Aufgaben


Der Design-to-Cost-Ansatz in der Blechbearbeitung


Qineo ArcBoT von Cloos

Schweiss-Cobot: Nahtverfolgung mit Lichtbogensensorik


  • CFK
  • Fertigungstechnik
  • Gühring
  • Werkstoffe

Veröffentlicht am: 10.11.2022

Übersicht

Technik und Wissen
Unsere weiteren Fachmagazine
  • Impressum
  • Datenschutz
  • AGB