In der Zerspanung von nicht eisenhaltigen Werkstoffen stehen Diamantbeschichtungen in vielen Fällen für höchsten Verschleißschutz. Ihr Einsatz auf VHM-Sägewerkzeugen war bislang jedoch häufig wirtschaftlich und technologisch begrenzt. Diese Beschränkungen ließen sich nun durch eine neue Generation nanokristalliner Diamantschichten von Oerlikon Balzers In Zusammenarbeit mit dem Sägetechnik-Experten Ott + Heugel eindrucksvoll überwinden: Mit BALDIA VARIA stiegen die Standzeiten von Kreissägeblättern beim Trennen von Gold- und Messinglegierungen um das Sieben- bis Achtfache, zugleich sanken die Prozesskosten signifikant.
„Wir wollen uns technologisch kontinuierlich weiterentwickeln und streben deshalb konsequent Fortschritte an.“ Firmeninhaber Fabian Heugel stellte diese Devise des württembergischen Familienunternehmens Ott + Heugel, das er in vierter Generation führt, erfolgreich unter Beweis. Einer seiner Kunden, ein Schmuck- und Uhrenhersteller, trennt Rundstäbe und Vierkantmaterialien aus Gelb-, Weiß- und Roségold sowie Messing mit VHM-Sägen von Ott + Heugel. Diese Buntmetalle sind duktil und relativ weich. Bei der Zerspanung führt ihre Schmier- und Klebeneigung schnell zu Aufbauschneiden am Werkzeug. Eine der Folgen ist unwillkommene Gratbildung am Werkstück, was die Weiterverarbeitung erschwert.
Um rechtzeitig gegensteuern zu können, überwacht der Kunde regelmäßig die maschinelle Stromaufnahme als Indikator für Krafterhöhung und beginnenden Verschleiß.
Ein testweiser Umstieg von unbeschichteten auf AlTiN-beschichtete VHM-Sägeblätter verdoppelte bereits die Standzeit. Fabian Heugel blieb jedoch hartnäckig und brachte auf Empfehlung von Klaus Springer, Kundenberater beim langjährigen Partner Oerlikon Balzers, dessen neue Diamantschicht BALDIA VARIA ins Spiel. „Die Schicht war sägetechnisch noch ein unbeschriebenes Blatt, aber wir entschlossen uns gemeinsam mit dem Kunden, Versuche zu starten“, so Heugel. Dies zahlte sich aus: Nach zehn Einsatzwochen war noch kein Verschleiß zu erkennen, aber eine sieben- bis achtmal höhere Standzeit, je nach bearbeitetem Material.
Dabei kommt das Werkzeug mit 63 mm Durchmesser und Sonderzahngeometrie im Dreischichtbetrieb auf stets demselben Maschinentyp zum Einsatz.
Schmalere Schnittbreiten verbessern Materialeffizienz
Dank der verbesserten Leistungsfähigkeit ließ sich die Sägeblattdicke von 0,7 mm auf 0,5 mm reduzieren. Diese geringere Schnittbreite führt nun zu deutlich weniger Materialeinsatz: Der sehr zufriedene Kunde, der aktuell den Einsatz von fünf dieser Werkzeuge plant, spart dadurch jährlich rund 800 Meter kostbare Edel- bzw. Buntmetalle ein. Zudem fallen weniger Werkzeugwechsel, Rüstzeiten, Maschinenstillstände sowie Kontrollen der Stromaufnahme an. Die Werkzeug-Wiederaufbereitung ist zwar nicht mehr möglich, jedoch wiegt der Standzeitvorteil dies auf.
Die spezielle Plasma-CVD- Technologie (Chemical Vapour Deposition) für Diamantbeschichtungen auf der von Oerlikon Balzers selbst entwickelten Beschichtungsanlage INDIAMA schafft außerdem Vorteile, die neue Maßstäbe setzen: Zum einen ermöglicht sie eine besonders gleichmäßige und wirtschaftliche Diamantbeschichtung großer Volumina. Zum anderen kann die Anlage Schaftwerkzeuge mit einer Gesamtlänge von 330 mm und einer Beschichtungslänge von bis zu 150 mm oder Sägeblätter bis zu 200 mm Durchmesser aufnehmen. Dadurch lässt sich ein Preisniveau erzielen, das mit hochwertigen PVD-Beschichtungen vergleichbar ist. Der größere Nutzen resultiert jedoch aus höheren Standzeiten, höherer Stabilität, weniger Prozessaufwand und somit reduzierten Schnittkosten pro Bauteil. „Interessenten sind gerne zu eigenen Beschichtungsversuchen eingeladen“, so Klaus Springer.
Folgeprojekt schon im Visier
Die bei über 800 Grad Celsius abgeschiedene nanokristalline Diamantschicht BALDIA VARIA hat eine Härte von bis zu 10.000 HV. Zum Vergleich: PVD-Schichten erreichen in der Regel 3.000 bis 4.500 HV. Die diamantene Härte sichert über lange Zeiträume scharfe Schneidkanten für gratarmes Trennen von NE-Metallen sowie hohe abrasive Beständigkeit. Die sehr glatte, gleitfähige Schicht widersteht auch adhäsivem Verschleiß und Aufklebungen.
„Vergleichbare und zugleich wirtschaftliche Lösungen konnten wir bei anderen Beschichtern nicht finden“, erklärt Fabian Heugel. Der Firmenchef hat mit Oerlikon Balzers schon ein Folgeprojekt im Blick: den Einsatz von Sägeblättern und Bohrern mit BALDIA VARIA für die Bearbeitung von bleifreiem Messing in der Elektroindustrie. Dazu führt er mit einem Massenhersteller Langzeittests auf Rundtaktautomaten durch, die vor allem die Kosten pro Bauteil ins Visier nehmen sollen. Und damit bleibt er bei seiner Devise: Fortschritte gilt es konsequent voranzutreiben.
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