Titanbearbeitung mit Hochschubfräser und enorm höherem Zeitspanvolumen

Die Haku GmbH in Alsdorf bei Aachen fertigt auf 1.400 Quadratmetern mit 50 Mitarbeitern auf einem modernen Maschinenpark Einzelkomponenten, Prototypen, Kleinserien von fünf bis zehn Teilen sowie vereinzelt auch ganze Anlagen für Kunden in der ganzen Welt. «Wir machen so ziemlich alles, da sind die unglaublichsten Sachen dabei», erzählt Geschäftsführer Hilger Habsch begeistert. «Wir haben auch schon Komponenten für eine ISS-Mission der NASA gefertigt.»

Soliden Scheibe Titan Ti6AL4V fräsen

Dass das Unternehmen über das passende Know-how auch für komplexe Aufgaben verfügt, spricht sich herum. Darum wandte sich ein Kunde aus der Luft- und Raumfahrtindustrie wegen einiger Lagerschilde für einen Elektromotor in unterschiedlichen Grössen an die Alsdorfer. Die Herausforderung war hierbei nicht so sehr die komplexe Form der Teile – vielmehr war das Arbeitsmaterial der Knackpunkt: Die Lagerschilde sollten aus einer soliden Scheibe Titan Ti6AL4V gefräst werden.

Erste Versuchsreihe: ungenügende Ergebnisse

«Schon die passenden Rohlinge zu bekommen, war nicht ganz einfach», erzählt Habsch. «Und dann kostet so ein Sägeabschnitt auch noch eine Menge Geld. Bei einem solchen Projekt darf nichts schiefgehen, und man braucht mutige und gut ausgebildete Leute dafür.» Erste Versuchsreihen mit Wendeschneidplatten eines anderen Werkzeugherstellers führten jedoch nicht zum gewünschten Ergebnis. «Das eingesetzte Werkzeug hat nicht gut funktioniert. Erst als wir die Wendeschneidplatten nachgeschliffen hatten, ging es besser», erinnert sich der Geschäftsführer. «Und auch dann hätte die Bearbeitung noch ewig gedauert.» Eine bessere Lösung musste her. Darum griff er zum Telefon und schilderte seinem Technologierpartner Iscar den Fall.

Iscar-Team findet die passende Lösung

Anton Kress, Produktspezialist Fräsen, und Anwendungstechniker Kai Herrmann arbeiteten eine Lösung aus. «Die besondere Herausforderung an das Werkzeug stellt das Titan dar», erklärt Anton Kress. «Bei der Bearbeitung gehen etwa 90 Prozent der entstehenden Wärme ins Werkzeug. Wärme an der Schneide bedeutet Verschleiss.» Dem begegnete das Iscar-Team mit dem Einsatz von Wendeschneidplatten (WSP) aus der verschleissfesten PVD-beschichteten Feinstkornsorte IC808. Die zielgerichtete innere Kühlmittelzufuhr direkt in die Schnittzone des Hochvorschubfräsers tat sein Übriges. Nach einer Testreihe auf den Maschinen von Haku stand fest: Der «Mill 4 Feed» ist das passende Werkzeug.

Hochvorschubfräser punktet beim Taschen-, Kontur-, Plan- und Drehfräsen

Dieser leistungsstarke Hochvorschubfräser für die wirtschaftliche Bearbeitung aller Werkstoffe punktet beim Taschen-, Kontur-, Plan- und Drehfräsen. Der Fräser besitzt einseitige WSP mit vier Schneidkanten. Durch den positiven Spanwinkel ist das Werkzeug sehr weichschneidend. Der Krafteinfluss auf den Fräser erfolgt überwiegend in axialer Richtung. Damit ist ein schwingungsarmes Bearbeiten tiefer Kavitäten möglich. Die WSP für den «Mill 4 Feed» sind in fünf unterschiedlichen Geometrien und Schneidstoffsorten für alle Werkstoffe ausgeführt. Sie ermöglichen eine Zustellung bis zu drei Millimetern und einen maximalen Vorschub von zwei Millimetern pro Zahn. Die Schneidkanten sind besonders stabil und ermöglichen lange Standzeiten auch bei unterbrochenen Schnitten.

Zeitspanvolumen von 5,73 auf 8,91 Kubikzentimeter pro Minute erhöhen

Bei diesem Projekt sollte der Fräser mit einem Durchmesser von 50 Millimetern und zwei unterschiedlichen WSP-Grössen zum Einsatz kommen. In der ersten Aufspannung schruppte Haku mit der 12er-Platte die Kontur und den Freistich auf der Vorderseite vor. Die Feinbearbeitung folgte anschliessende auf der Drehbank. Im nächsten Schritt brachte das Team um Hilger Habsch auf der Rückseite acht Taschen mit der Neun-Millimeter-WSP ein. Mit dem «Mill 4 Feed» konnte Haku die Standzeit des Werkzeugs deutlich steigern und gleichzeitig das Zeitspanvolumen von 5,73 auf 8,91 Kubikzentimeter pro Minute erhöhen.

60 Minuten gewonnen mit dem Hochvorschubfräser

So dauerte die Bearbeitung der Titan-Scheibe etwa 100 Minuten und mit dem «Mill 4 Feed» gut 60 Minuten weniger als mit dem vorherigen Werkzeug. «Die Iscar-Lösung hat perfekt funktioniert und meine Erwartungen voll erfüllt», sagt Habsch zufrieden. Die Lagerschilde haben die geforderte Qualität, und Haku konnte mit der notwendigen Genauigkeit und Geschwindigkeit arbeiten. «Durch den «Mill 4 Feed» haben wir prozesssicher und eine Menge Zeit eingespart. Im Vergleich mit dem ursprünglichen Werkzeug reden wir hier von Tagen», sagt er und grinst.