Verschleißverhalten neuartiger Mikrofräswerkzeuge mit Schneiden aus CBN bei der Hartzerspanung

von Eckart Uhlmann, Julian Polte, Mitchel Polte, Yves Kuche, Hagen Maximilian Wiesner, IPK Berlin und IWF TU Berlin 19. November 2018
REM-Aufnahmen der Versuchswerkzeuge zur Gegenüberstellung nach einem Schnittweg lc = 1m und lc = 4m
In der Mikroproduktionstechnik bei der Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide und Werkzeugdurchmessern von D ≤ 1mm stellt der Werkzeugverschleiß einen entscheidenden Faktor für die Entstehung hoher Fertigungskosten dar. Ein großes Anwendungsfeld der Mikrozerspanung ist die Fertigung hochpräziser Spritzgusswerkzeuge für die Serienfertigung von Präzisionskunststoffteilen. Gefordert werden dabei hohe geometrische Genauigkeiten und niedrige Oberflächenrauheitskennwerte.

Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist eine stetige Forschungsarbeit notwendig. Ein Ansatzpunkt zur Optimierung der Fertigungsprozesse ist der Einsatz neuartiger Schneidstoffe und Werkzeuggeometrien.

Voruntersuchungen der Prozessparameter

Aktuelle Untersuchungen am Fraunhofer IPK zeigen, dass die Grenzen der Mikrozerspanung erweitert werden müssen und die geforderten Spezifikationen den Stand der Technik meist übersteigen. Besonders im Bereich des Mikrospritzgusses zur Fertigung kostengünstiger, aber hochwertiger Kunststoffbauteile ist die Fertigung der Mikrospritzgussform ein Kostentreiber. Der Einsatz hochfester Werkstoffe, wie gehärtete Stähle oder Sonderlegierungen für den Werkzeugbau, wird zur Regel. Aus dieser Entwicklung entstehen Herausforderungen bezüglich des Werkzeugverschleißes mit entsprechend großem Einfluss auf das Bearbeitungsergebnis.

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