Mit filigranem Tauchfräser schwierige Werkstoffe zerspanen

So ist der RF 100 Mikrodiver von Gühring

Gühring Tauchfräser RF 100 Mikrodiver ist für die Mikrozerspanung entwickelt worden und für Zerspanerfolge selbst in schwer zu zerspanenden Werkstoffen.

Die fortschreitende Miniaturisierung von Bauteilen und Komponenten erfordert auch für kleinste Anwendungen Hochleistungswerkzeuge. In Branchen wie der Medizin- und Elektrotechnik, aber auch der Schmuck- und Uhrenfertigung sind zunehmend filigrane Werkzeuge im Einsatz – in immer schwerer zu zerspanenden Werkstoffen.

Dieser Entwicklung will Gühring Rechnung tragen und bringt den RF 100 Mikrodiver auf den Markt. Der Mikrofräser soll in Werkstoffen mit einer schwierigeren Zerspanbarkeit leistungsstark und zuverlässig fräsen. Denn je kleiner die Komponenten, desto grösser sind die Anforderungen an Präzision und Wiederholgenauigkeit des Prozesses.

Um dem Anspruch hochpräziser Mikrowerkzeuge gerecht zu werden, bildet Gühring in einem neu gebauten Kompetenzzentrum für Mikrotechnologie die Fertigung für eine komplette Branche ab. Gebündelt auf 4000 m² sollen hier alle notwendigen Kompetenzen zur Herstellung des kompletten Produktbereichs Mikrowerkzeuge zusammenlaufen, also Entwicklung, Erprobung, Konstruktion und Fertigung. Gleichzeitig stimmen Experten Hartmetall (VHM), Geometrie und Beschichtung haarscharf aufeinander ab.

Hohe Schnittwerte und Schnitttiefen

Das Ergebnis dieses Know-hows ist ein Hochleistungsfräser für die Zerspanung im Mikrobereich. Der RF 100 Mikrosievert gehört zur Produkt-Familie der Tauchfräser, die ein optimales Eintauchen ermöglichen. Je nach Anwendung können so Werkzeuge eingespart werden, denn Eintauchen und Fräsen ist mit dem Mikrodiver in nur einem Werkzeug möglich.

Der Fräser zeichnet sich durch seine hohen Schnittwerte und Schnitttiefen aus. Für den Anwender bedeutet das eine gesteigerte Prozesssicherheit sowie ein höheres Zeitspanvolumen – und das auch in schwer zerspanbaren Werkstoffen. «Insgesamt sorgt der Mikrodiver für eine massive Reduzierung der Bearbeitungszeit», erklärt Christian Sieker, Produktmanager Mikrowerkzeuge bei Gühring.

Schwingung gedämpft, Gesamtstabilität erhöht

Für eine optimale Mikrozerspanung muss das Werkzeug drei wesentliche Eigenschaften mitbringen: Hartmetall in hoher Qualität, enge Fertigungstoleranzen und eine prozesssichere Kühlung.

Das Hartmetall für den Fräser wurde speziell für die Mikrozerspanung entwickelt. Die Geometrie des Werkzeugs folgt dem Prinzip eines Ratiofräsers: Die Schneiden sind in unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet. Dadurch sollen Schwingungsfrequenzen beim Fräsen abgedämpft werden, wodurch das Werkzeug deutlich ruhiger läuft.

Des Weiteren bewirkt eine neue Geometrie der Spannut, dass Späne deutlich schneller aus dem Schnittbereich abtransportiert werden. Dazu trägt auch die Innenkühlung des Werkzeugs bei: Im Schaft befinden sich IK-Kanäle, die in einem Teilkreis um den Schneidkeil angeordnet sind. Sie sorgen beim Fräsen für den Zufluss des Kühlmittels in die Schnittzone – egal ob es sich dabei um Emulsion oder Luft handelt.

Hohe Oberflächengüte dank spezieller Beschichtung

Das Finish des RF 100 Mikrodivers bildet die Durox-Beschichtung, welche Gühring speziell für Mikrowerkzeuge entwickelt hat. Gerade bei sehr kleinen Werkzeugdurchmessern erwartet der Anwender eine hohe Oberflächenqualität. Dementsprechend sind auch die Anforderungen an die Schichtrauigkeit höher.

Hochenergetisches Pulssputtern (HIPIMS) ist hier die Methode der Wahl. Dabei werden die Eigenschaften der Schicht, die für gewöhnlich beim RF 100 Diver verwendet wird, auf ein verändertes Abscheideverfahren übertragen. So sind glattere Oberfläche möglich, auch ohne Nachbehandlungsschritte. Das Ergebnis ist die Durox-Schicht, bestehend aus TiSiN- und TiAlN-Lagen. Die höhere Oberflächengüte reduziert während der Zerspanung die Reibung zwischen Fräser und Span und verbessert den Abtransport der Späne.

Weitere Eigenschaften dieses Schichtsystems sind eine hohe Härte und Zähigkeit sowie eine hohe Schichtdicke, die auch auf sehr scharfen Kanten erreicht werden kann. Damit schafft die Schicht gute Voraussetzungen für lange Einsatzdauern der Fräswerkzeuge bei hoher Oberflächenqualität.

Ausgelegt für schwierige Werkstoffe

Das Mikrodiver-Programm umfasst zwei Längen: Eine kurze Version mit 2,5 × D für die universelle Verwendung und eine lange Variante mit 5 × D, die als Schlichtfräser verwendet werden kann und für GTC-Anwendungen (Gühring Trochoidal Cutting). Der Durchmesserbereich beginnt je nach Länge bei Durchmesser 0,79 mm bzw. 1,00 mm bei der langen Version und reicht jeweils bis zu einem Durchmesser von 3,175 mm. Die Fräswerkzeuge entfalten ihre Stärken besonders in schwierigen Werkstoffen wie rostfreien Stählen, Titan und Sonderlegierungen oder CoCr-Stählen.