In einer Aufspannung PKD-Bohrer komplett bearbeiten

Um die Eigenschaften von polykristallinem Diamant mit denen einer scharfen und definierten Schneidkante zu kombinieren, suchte die Günther Wirth Hartmetallwerkzeuge Betriebs GmbH nach einer intelligenten Methode, unter anderem hochwertige Stufenbohrer zu fertigen. Die Lösung folgte mit der LaserSmart500 von Rollomatic.

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PKD-Werkzeuge sind in der Aluminiumbearbeitung eine wichtige Instanz geworden.

Die Aufgabe des Kunden war klar definiert: Aluminiumbearbeitung mit spiegelnder Oberfläche. „Für den gewünschten Bearbeitungsvorgang hatten wir bereits einen Stufenbohrer entwickelt, bei dem wir die PKD-Schneiden erodierten. Danach waren allerdings noch Rundschleifen, Freiziehen und Rückentrennen als manuelle Arbeitsgänge sowie abschließendes Polieren nötig. Obendrein mussten wir das Werkzeug zum Einbringen der Spanleitstufe an einen externen Dienstleister herausgeben, was im Schnitt zwei Wochen beanspruchte. Da das unsere Arbeitsabläufe erheblich verlangsamte, machten wir uns auf die Suche nach einer zeitsparenden Variante, um im Idealfall alles in einer Aufspannung zu erledigen“, so Manuel Graf, Prozesstechniker bei der Günther Wirth Hartmetallwerkzeuge Betriebs-GmbH (GW) in Balzheim.

Vom Versuch zur Serie

Firmenzentrale der Günther Wirth Hartmetallwerkzeuge Betriebs-GmbH in Unter-Balzheim

Die Suche führte zur Lasertechnologie, die besonders scharfe und definierte Schneidkanten verspricht, und mit der vor allem auch sämtliche Operationen wie Rundfase und Spanleitstufe inklusive definierter Schneidkantenverrundung gefertigt werden können. „Um nun herauszufinden, welcher Hersteller uns das beste Gesamtpaket und die optimale Qualität liefern konnte, schickten wir eines unserer Serienwerkzeuge zu drei Lasermaschinen-Herstellern, um davon jeweils zwei gelaserte Exemplare – eines scharf und eines mit vorgegebener Schneidkantenverrundung – zu erhalten“, erläutert Manuel Graf. Die Ergebnisse wurden dann bei Günther Wirth selbst ebenso wie beim Kunden getestet.

Wenn Nachmessen Spaß macht: Hochpräzise PKD-Werkzeuge sind mit der LaserSmart 500 noch einfacher und schneller erledigt

Nach Messung und Auswertung war schnell klar, wer dort die Nase vorn hatte. „Ausschlaggebend waren vor allem die mit den gelaserten Werkzeugen erzielbaren Oberflächen. Maßgabe unseres Kunden war die spiegelschliffähnliche Optik seines Werkstücks, entsprechend musste das Ergebnis des Zerspanvorgangs sein. Und da konnte sich das bei Rollomatic gelaserte Werkzeug mit Oberflächengüten von Ra=0,1 µm qualitativ deutlich absetzen“, betont Manuel Graf.

„Zur Prüfung haben wir die Schneidkanten und -flächen vermessen: Das Rollomatic-Testwerkzeug kam von der Maschine und konnte sofort – ohne jegliche Nach

arbeiten – beim Kunden eingesetzt werden. Bei der Alubearbeitung bilden sich schnell Aufbauschneiden, weshalb sowohl die exakt gefertigte Rundfase als auch eine definierte Schneidkante entscheidend waren. Mit der LaserSmart 500 übertragen wir die Programmierung bis auf 2 µm genau aufs Werkzeug – jederzeit reproduzierbar, versteht sich“, ergänzt Rüdiger Damaschke, Fertigungsleiter bei der Günther Wirth Hartmetallwerkzeuge Betriebs-GmbH.

In einer Aufspannung bearbeitet die LaserSmart 500 PKD-Werkzeuge komplett mit Spanleitstufe, Rundfase und Konturlaser

Schneidenschärfe – höchst definiert

Rollomatic konnte bei der Entwicklung und Konstruktion auf seine jahrzehntelange Erfahrung in der Schleifmaschinenproduktion zurückgreifen, wodurch die LaserSmart 500 ein rundum ausgereiftes und zuverlässiges Produkt geworden ist. Fünf interpolierende Achsen mit Linear- und Servomotoren sind die Grundlage zur Herstellung von Wendeschneidplatten und Schaftwerkzeugen aus ultraharten Materialien wie PKD, cBN, CVD, MKD oder Naturdiamant. In einer Aufspannung lassen sich unter anderem Schneidkanten, Spanbrecher, Laserbeschriftungen und erstmals auch Rundfasen fertigen.

Die Vorteile des Laserns sind vielfältig, vor allem jedoch ermöglicht dieses Verfahren, PKD so in Form zu bringen, wie es gebraucht wird. „Beim Erodieren werden beispielsweise nur die leitenden Binderanteile des PKD geschnitten, die Diamantkörner jedoch nicht. So kommt es zu den Radien von ungefähr 0,13 mm sowie zu Ausbrüchen an der Schnittfläche. Ganz anders beim Laser: Der Strahl schneidet durch das Korn und erreicht ohne Verschmelzungen und Ausbrüche wesentlich schärfere Schneidkanten!“, so Rüdiger Damaschke.

Sven Peter, Produktmanager Laser bei Rollomatic: „Scharfe Schneidkanten sind in bestimmten Anwendungen das Maß der Dinge. Um das Optimum aus dem jeweiligen Zerspanprozess zu kitzeln, spielen Kantenverrundung und Anpressdruck eine wesentliche Rolle. Haben wir es beispielsweise mit extrem scharfen Schneiden von weniger als 1 µm Schneidenradius zu tun, ist weniger Druck möglich und es treten je nach Zerspanparametern möglicherweise Rattermarken auf, die das Ergebnis negativ beeinflussen. In einem solchen Fall ist die passende Schneidkantenverrundung ein erfolgsentscheidender Faktor.“

Erfolgsfaktor Zeit

Dadurch, dass mit der LaserSmart 500 mehrere Arbeitsgänge in einem erledigt werden, haben Manuel Graf und sein Team in Balzheim nun mehr Zeit, neue Strategien auszufeilen und sich mit der Lasertechnologie vertrauter zu machen. „Das Beispiel unseres dreistufigen Bohrers mit 35 mm Durchmesser zeigt die Ersparnis deutlich: Vorher hat nur das Erodieren 3,5 Stunden beansprucht, danach noch eine Stunde Rundschleifen und schließlich die Spanleitstufe extern einbringen. Jetzt dauert die Komplettbearbeitung mit Spanleitstufe, Rundfase und Konturlaser nur noch rund 5 Stunden. Und die Zerspanergebnisse sind besser denn je!“, so Manuel Graf. Die HSK-Aufnahme sowie die Automation via Laderoboter leisten einen weiteren Beitrag dazu. Der nicht unerhebliche Zusatznutzen für GW-Kunden: Waren mit den erodierten PKD-Werkzeugen rund 16.000 Bohrungen möglich, verspricht die gelaserte Variante eine 30-prozentige Standzeitverlängerung.

V.l.n.r.: Rüdiger Damaschke, Manuel Graf, Sven Peter und Damien Wunderlin, Leiter Marketing und Verkauf bei Rollomatic.

Zehn Mitarbeiter sorgen sich in der PKD-Spezialabteilung bei GW um die Anforderungen von Kunden vornehmlich aus der Automobilindustrie und der Aluradbearbeitung. „Meist geht es um Losgrößen von drei bis zehn Werkzeugen, manchmal sind es gar Einzelstücke. Zwar haben wir auch ein kleines Standardprogramm, doch in der Regel kommen die Hersteller auf der Suche nach effizienzverbessernden Sonderlösungen auf uns zu“, so Manuel Graf. Vertrieben werden die Werkzeuge dann über die CERATIZIT GROUP, zu der das 1981 gegründete Familienunternehmen GW mehrheitlich gehört. Insgesamt 450 Mitarbeiter hat GW als führender Hersteller rotierender Schneidwerkzeuge wie Bohrer, Fräser und Reibahlen am Stammsitz in Balzheim.

Service, der vorausdenkt

Rollomatic ist nicht erst seit der LaserSmart 500 Teil der GW-Produktion in Balzheim. „Wir nutzen der unerreichten Präzision und hohen Qualität wegen einige Rundschleifmaschinen aus der NP-Reihe, unter anderem eine aktuelle NP5 in der Serienproduktion im Stammwerk. Von daher kenne wir bereits den schnellen und hervorragenden Service“, so Rüdiger Damaschke. Doch mit der LaserSmart 500 betrat GW technologisches Neuland und war einmal mehr auf fundiertes Servicewissen angewiesen. Dazu Manuel Graf: „Seit Ende April 2016 läuft die LaserSmart 500 bei uns, und wir sind optimal in die Funktionen der Maschine eingewiesen worden. Was aber am meisten begeistert, sind die regelmäßigen Rückmeldungen des Rollomatic-Technikers, der uns oftmals Lösungen aufzeigt, wo bei uns noch nicht einmal Probleme aufgetreten sind! Dort ist man immer einen Schritt weiter, damit wir nicht irgendwann hinterherhinken!“

Ausblick:

Scharfe und definierte Schneidkanten sind die Schlüsselvorteile der Lasertechnologie.

Dass man mit der LaserSmart 500 von Rollomatic aktuelle und zukunftsweisende Technologie eingekauft hat, davon sind die Experten bei der Günther Wirth Hartmetallwerkzeuge Betriebs-GmbH überzeugt. „In PKD realisieren wir jetzt schon Dinge, die vorher nicht machbar waren, besonders in Sachen Präzision und Reproduzierbarkeit. Aber da wir stets unsere Möglichkeiten erweitern möchten, haben wir bereits Versuche mit Hartmetall gefahren, bei denen die Bohrerspitze gelasert ist. Somit muss sie nicht mehr manuell geschliffen werden – zugunsten der Laufzeiten und der Reproduzierbarkeit. Aktuell versuchen wir uns an cBN-Werkzeugen zur Inconel-Bearbeitung. Auch dort werden wir und vor allem unsere Kunden von der Rollomatic-Lasertechnologie profitieren“, prognostiziert Manuel Graf.

Kontakt:

www.rollomaticsa.com