Die Möglichkeiten der additiven Fertigung sind scheinbar grenzenlos. Im momentanen Hype um die neue Technologie loten Forscher und Entwickler mögliche Anwendungsfelder für den Einsatz von 3D-Druckern aus. Als einer der ersten Hersteller von Zerspanungswerkzeugen hat MAPAL 2013 in einen 3D-Drucker investiert, um mittels Lasersintern ganz neue Wege bei der Herstellung von Werkzeugen zu beschreiten. Ein erstes Projekt wurde nun zur Serienreife gebracht: der zum Patent angemeldete Schneidplattenbohrer QTD für den Durchmesserbereich kleiner 13 mm.
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| Bild: Herstellung von Grundkörpern für den Schneidplattenbohrer QTD mit dem 3D-Lasersinterverfahren. |
Die Technologie des Lasersinterns bietet Herstellern von Präzisionswerkzeugen hohe Freiheiten. Innerhalb des Bauraums des Laserdruckers können Werkzeuggeometrien unbeeinträchtigt durch Maschinenaufspannungen, Werkzeuge und Fertigungsmittel herstellt werden. Auch ist eine breite und sich ständig erweiternde Palette an Werkstoffen für das Lasersinterverfahren verfügbar. MAPAL hat daher versucht, mittels Lasersintern Werkzeuge zu produzieren, die auf konventionellem Wege nicht oder nicht optimal hergestellt werden können. Ein Beispiel sind kleine Durchmesser des 2013 im Markt eingeführten Schneidplattenbohrers QTD.
Mittels Lasersintern optimale Kühlkanalausführung möglich
Der QTD ist standardmäßig ab Durchmesser 13 mm erhältlich. Dafür ist unter anderem die Kühlkanalführung des Grundkörpers verantwortlich. Üblicherweise wird bei Grundkörpern mit konstanter Spiralsteigung für Schneidplattenbohrer das Kühlmittel zentral nach vorne geführt und dann über eine Ypsilon-Gabelung an die Schneiden verteilt. Je kleiner der Grundkörper ist, desto mehr beeinträchtigt diese Kühlmittelführung die Leistungsfähigkeit des Werkzeugs. Denn durch die zentrale Führung wird der Kern des Bohrers geschwächt und instabil. Darüber hinaus müssen die Kühlkanäle zunehmend kleiner ausgeführt werden. So ergibt sich ein abnehmender Durchfluss an Kühlmittel bis nach vorne an die Schneide. Stahl-Grundkörper mit gewendelt geführten Kühlkanälen, im Vollhartmetallbereich gängig, sind in kleinen Durchmessern bislang nicht üblich.
Der Einsatz des Lasersinterns zur Herstellung des Grundkörpers eröffnet geometrische Freiheiten. So werden aktuell Grundkörper im Durchmesserbereich 9 bis 12 mm mit gewendelten Kühlkanälen auf dem 3D-Drucker hergestellt. Diese Auslegung ermöglicht im Vergleich zur zentralen Kühlmittelführung mit Umlenkungen einen um 100 % gesteigerten Kühlmitteldurchfluss, speziell durch von der Kreisform abweichende Kühlkanalprofile. Möglich sind darüber hinaus Hybridmodelle, bei denen die konventionelle und die additive Sinterfertigung kombiniert werden, um die Wirtschaftlichkeit im Herstellprozess weiter zu verbessern.
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