In der Luft- und Raumfahrt sind Keramik-Schneidstoffe schon seit vielen Jahren das Mittel der Wahl, wenn es darum geht, sicherheitsrelevante Teile wie Triebwerkskomponenten aus Nickelbasis- oder hochwarmfesten Superlegierungen zu Schruppen. Die Werkstoffe sind temperaturbeständig, zäh und schwer zerspanbar. Wo Hartmetallwerkzeuge an ihre Grenzen stoßen, kann Keramik ihre Stärken ausspielen. Sie ermöglicht sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten, kurze Bearbeitungszeiten und produktive Prozesse. Mit cleveren Werkzeuglösungen, innovativen Schneidstoffen und Know-how unterstützt ISCAR Anwender beim Zerspanen mit Keramik.
„Keramik hält deutlich höhere Temperaturen aus als Hartmetall, sie ist härter und chemisch wesentlich beständiger“, fasst Antonia Splettstößer vom Business Development bei ISCAR die Vorteile des Schneidstoffs zusammen. „Das ermöglicht deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten und damit Produktivitätssteigerungen.“ Während beim Drehen von Inconel 718 mit einer beschichteten Hartmetallplatte etwa 50 Meter pro Minute realistisch sind, schafft eine Keramikschneide mehr als 300 Meter pro Minute.
Innovationen bei Schneidstoff und Werkzeugen
Ursprünglich wurden Keramikplatten in der Luft- und Raumfahrt vor allem zum Schruppen eingesetzt, inzwischen wagen sich immer mehr Anwender in der Branche auch ans Schlichten. Der Grund: Die Keramiken, Schneidplatten und Werkzeuge wurden stetig weiterentwickelt, Bruchsicherheit und Zähigkeit verbessert.
Die Bandbreite keramischer Schneidstoffe ist groß. Whisker-verstärkte Keramiken kombinieren hohe Temperaturbeständigkeit mit größerer Bruchsicherheit und ermöglichen Schnittgeschwindigkeiten bis zu 300 Metern pro Minute. SiAlON-Keramiken sind etwas weniger temperaturbeständig, erlauben aber deutlich höhere Vorschübe und eignen sich daher ideal fürs Schruppen.
Eine weitere Entwicklungsstufe sind die sogenannten Bidemics, ISCARs innovativer Schneidstoff, der die Vorteile von Keramik und Hartmetall vereint. Er ermöglicht Hochgeschwindigkeitsbearbeitungen mit bis zu 400 Metern pro Minute, bei zugleich verbesserter Prozessstabilität. „ISCAR bietet ein breites Portfolio mit mehr als 400 verschiedenen Keramikplatten. Da findet sich für jede Anwendung die passende Schneide“, ist sich Antonia Splettstößer sicher.
Höhere Produktivität
Auch auf der Werkzeugseite gibt es Neuheiten. ISCAR hat beispielsweise einen GCPAD-Adapter entwickelt, der für das Einstechen und Stechdrehen in hochwarmfeste Legierungen und Guss mit Keramik ausgelegt ist. Dank additiver Fertigung besitzt er einen integrierten Dämpfungsmechanismus, der Stoßbelastungen reduziert und das Risiko von Plattenbrüchen minimiert, sowie strömungsoptimierte interne Kühlkanäle und exakt ausgerichtete KSS-Austritte. „Damit lenken wir den Kühlschmierstoff dorthin, wo die Wärme entsteht, nämlich genau in die Zerspanzone“, erläutert Antonia Splettstößer.
Mit ISCARs neuen CERMTURN-Drehwerkzeugen können Anwender die Schneidkeramiken flexibel, einfach und wirtschaftlich beim Drehen einsetzen. Die CAMFIX- und Schaftwerkzeuge besitzen Wechselkassetten für Schneidplatten aus Keramik und Hartmetall. Zerspaner sind mit dem jetgekühlten Werkzeug hochflexibel und können mit einem Halter und den unterschiedlichen, stabil geklemmten Kassetten mehrere Plattenoptionen nutzen.
Der Schneidstoff findet auch in der Guss- sowie der Hartbearbeitung und überall dort Verwendung, wo hohe Temperaturen sowie extreme Belastungen auftreten und zugleich eine hohe Produktivität erzielt werden soll. „Mit Hartmetall-Schneidstoffen lassen sich ISO-S- und -K-Werkstoffe prozesssicher bearbeiten. Mit Keramiken haben Anwender die Möglichkeit, die Produktivität dieser Prozesse deutlich zu steigern“, fasst Antonia Splettstößer zusammen. In der Praxis bedeutet das: Wo es wirtschaftlich und technologisch sinnvoll ist, werden Hartmetall-Schneiden durch Keramik ersetzt.
Know-how für die Zerspaner
Damit kommen auch Unternehmen mit diesem Schneidstoff in Berührung, die mit seinem Einsatz bislang noch keine oder nur wenig Erfahrung haben. „Viele Neu-Anwender sind mit Hartmetall groß geworden und kennen sich mit seiner Nutzung bestens aus“, sagt Antonia Splettstößer. „Nur funktioniert Keramik leider völlig anders.“
Ein Beispiel: Während bei Hartmetall eine Reduktion der Schnittgeschwindigkeit oft hilft, die Standzeit zu erhöhen, weil so weniger Wärme in der Zerspanzone entsteht, gilt bei Keramik genau das Gegenteil. „Hier sind hohe Temperaturen sogar erwünscht, weil der zu zerspanende Werkstoff des Bauteils weicher wird. Das widerspricht der Intuition vieler Zerspaner – sie müssen oft die Schnittgeschwindigkeit steigern, um längere Standwege zu erzielen“, erklärt die Expertin.
Um Anwender optimal zu unterstützen, hat ISCAR ein eigenes Keramik-, CBN- und PKD-Kompetenzteam aufgebaut, das auf Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse und fundiertem Fachwissen arbeitet. Es begleitet Kunden bei der Auswahl des passenden Schneidstoffs, bietet individuelle Schulungen und vermittelt praxisnahes Wissen – von den Grundlagen über Werkstoffkunde bis hin zu konkreten Tipps und Troubleshooting-Methoden.
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