Iscar HELIQUAD: Supermaterialien im Visier - Iscar bietet eine Reihe von geeigneten Werkzeuglösungen

Die neuen Aufsteckfräser der HELIQUAD-Serie mit verlängerter Spannut erzielen bei der Titan-Bearbeitung ausgezeichnete Oberflächenqualitäten.

Jürgen Baumgartner
Verkaufsleiter Iscar Austria

„Die witschaftliche Bearbeitung von Titan oder hochfestem Aluminium erfodert optimal abgestimmte Werkzeuglösungen, aber genauso effiziente Zerspanungsstrategien. Gerne unterstützen wir Sie bei Ihren Bearbeitungsaufgaben.“

Kritische Strukturbauteile werden in der Luftfahrtindustrie häufig aus Titan gefertigt. Sie bieten eine außerordentliche Festigkeit, sind hoch korrosionsbeständig und leicht. Damit tragen sie auch zu einer besseren Kraftstoffeffizienz von Flugzeugen bei. Eine ganze Reihe von Problemen treten jedoch bei der Bearbeitung des schlecht zerspanbaren Werkstoffs und seinen Legierungen auf. Hauptproblem beim Zerspanen von Titan ist die niedrige Wärmeleitfähigkeit. Der schlechte Abtransport führt zu starken thermischen Belastungen, die direkt auf die Schneide des Werkzeugs wirken. Darüber hinaus verursacht das Elastizitätsmodul von Titan Vibrationen, die zu Problemen bei Oberflächengüte und Genauigkeit führen können. Leistungsstarke Schneidwerkzeuge sind auch deswegen gefordert, weil Titanbauteile in der Luftfahrtindustrie einen schlechten Materialausnutzungsgrad besitzen und große Mengen an Material abgetragen werden müssen. Dabei kann es vorkommen, dass das ursprüngliche Gewicht eines fertiggestellten Titan-Bauteils lediglich zehn Prozent oder weniger des Rohlings beträgt. In die Bauteile müssen oft Hohlräume, Taschen und Rippen gearbeitet werden. Dafür ist Fräsen das prädestinierte Fertigungsverfahren. Entsprechend groß ist die Nachfrage nach leistungsstarken Werkzeugen.

Die Serie Ti-TURBO umfasst Hartmetallfräser mit sechs bis 20 Millimeter Durchmesser. Sie wurde für die Schlicht- und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Titan entwickelt.

Harte Beschichtung bietet Paroli

Der Schneidstoff bestimmt wesentlich den Erfolg beim Fräsen schwer zerspanbarer Werkstoffe. Deswegen hat Iscar die Hartmetallsorte IC840 entwickelt. Sie besitzt ein neues Substrat und eine harte PVD-Beschichtung. „Das Substrat bietet viel Widerstand gegen thermische Risse. Der bronzefarbene Überzug ist hoch beständig gegen Oxidation und Ausbrüche. Nach der Beschichtung erfolgt eine spezielle Zusatzbehandlung, was die Zähigkeit weiter verbessert", erläutert Jürgen Baumgartner, Verkaufsleiter Iscar Austria.

Da beim Fräsen von Titan viel Material abgetragen wird, sind oft Wendeplatten-Werkzeuge mit verlängerter Spannut, sogenannte Igelfräser, im Einsatz. Sie eignen sich besonders gut für die Herstellung von tiefen Taschen, Hohlräumen und Außenkanten. Iscar hat für diese Bearbeitungen zwei Serien entwickelt. HELITANG H490 ist ein leistungsstarkes Tool mit tangential geklemmten Einsätzen. MILLSHRED P290 besitzt segmentierte Einsätze, die für ein effizientes Zerkleinern von Spänen sorgen. Darüber hinaus bietet Iscar mit HELITANG FIN eine Serie tangentialer Igelfräser, die speziell für das Vorschlichten konzipiert worden sind.

Um 3D-Oberflächen im Werkzeug- und Formenbau sowie in der Luftfahrtindustrie präzise zu bearbeiten, bietet Iscar die neuen Vollhartmetall-Kugelfräser der MULTI-MASTER Serie EBA-B2.

Verbesserte dynamische Steifigkeit

Iscar hat zudem neue Aufsteckfräser mit verlängerter Spannut entwickelt, die zur HELIQUAD-Serie gehören. Sie tragen einseitige, quadratische Einsätze, die radial geklemmt sind. „Die vermeintlich einfachen Werkzeuge sind durchdacht konstruiert, weisen eine verbesserte dynamische Steifigkeit auf und sind vibrationsdämpfend. Die radiale Einsatzklemmung ermöglicht darüber hinaus einen großen Spanraum, der die Späne auch bei hohen Zerspanvolumina zuverlässig abführt", geht Baumgartner ins Detail. Die Werkzeuge sind in einigen Durchmessern mit internen Kanälen ausgestattet, die eine Hochdruck-Kühlung erlauben.

Die Serie Ti-TURBO umfasst Hartmetallfräser mit sechs bis 20 Millimeter Durchmesser. Sie wurde vor allem für die Schlicht- und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Nuten durch Trochoidfräsen konzipiert. Beim Trochoidfräsen wird durch eine Werkzeugbahn, die einer Rollkurve entspricht, eine geringe Schnittbreite bei großer Schnitttiefe erreicht. Das Werkzeug durchdringt das Metall mit hoher Geschwindigkeit. Dabei ist der Eingriffswinkel klein und die erzeugten Späne sind sehr dünn. Dadurch verringert sich die Wärmebelastung am Werkzeug. „Die Ti-TURBO Fräser weisen mit ihrem speziellen Design sieben oder neun Spannuten mit verschiedenen Spiralwinkeln auf, die sie extrem vibrationsarm machen", betont der Verkaufsleiter.

Die vielseitige MULTI-MASTER-Serie, bestehend aus modularen Werkzeugen mit austauschbaren Vollhartmetall-Köpfen, wurde um neue sechsschneidige Fräsköpfe mit zentralen Kühlmittelbohrungen erweitert. Die Al-TEC-Beschichtung schützt das ultrafeine Hartmetallsubstrat der Köpfe und bietet Verschleißfestigkeit sowie Zähigkeit. Die Köpfe werden zum produktiven Hochvorschubfräsen eingesetzt und verkürzen laut Baumgartner die Zykluszeit von Schruppvorgängen.

Die austauschbaren Vollhartmetall-Köpfe der MULTI-MASTER-Serie sind mit der Al-TEC-Technologie beschichtet. Diese bietet bei der Aluminium-Bearbeitung eine hohe Verschleißfestigkeit und Zähigkeit.

Intelligentes Fräsen von Aluminium

Beim Alu-Fräsen können sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe gefahren werden. Die Materialeigenschaften von Aluminium führen bei der Bearbeitung allerdings zu Aufbauschneidenbildung. Dieser unerwünschte Effekt erhöht die mechanische Belastung der Schneide. Dadurch wird eine effiziente Spanabfuhr schwieriger. Dies beeinträchtigt die Balance des Werkzeugs und die Prozessstabilität. Auch ungeeignete Werkzeuge können Probleme mit der Spanabfuhr verursachen. „Ist beispielsweise der Spanraum zu klein, wird das Werkzeug durch die langen, anfallenden Späne blockiert. Um dies zu verhindern, sollten Fräser mit weniger Zähnen und geringeren Schnittdaten eingesetzt werden", rät Baumgartner. Bei der Entwicklung neuer Fräser spiele daher die Kombination aus optimaler Kühlmittelzufuhr, Schneidgeometrie, Substrat und Werkzeugnachbehandlung eine entscheidende Rolle.

Hohes Zeitspanvolumen erreicht

Iscar hat für die effiziente Aluminiumbearbeitung eine breite Palette von Wendeplattenfräsern entwickelt, die besondere Produktmerkmale aufweisen. Dazu gehören eine integrierte oder leichte Bauweise des Werkzeugkörpers, eine effiziente Klemmung von Hartmetall-Einsätzen und verschiedene geschliffene sowie polierte Einsätze mit unterschiedlichen Eckradien. Für die Bearbeitung von Aluminium sind darüber hinaus Einsätze mit polykristallinen Diamantschneiden (PKD) besonders geeignet. Die meisten Fräser verfügen über interne Kanäle zur Kühlmittelzufuhr durch den Werkzeugkörper. „Die Wendeplattenfräser der Serie HELIALU ermöglichen eine effiziente Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Aluminium mit hervorragenden Zeitspanvolumina, hoher Genauigkeit und guten Oberflächengüten", so Baumgartner weiter.

Iscar hat auch dreischneidige Vollhartmetall-Fräser der Serie ECR-B3-R-C für die grobe Bearbeitung bei hohem Zeitspanvolumen im Angebot. Sie besitzen segmentierte Schneiden, die breite Späne in schmalere zerteilen. Durch die internen, zu den jeweiligen Schneiden hin verlaufenden Kühlmittelkanäle wird ein zielgerichteter Kühlmittelzufluss in den Schneidbereich ermöglicht. Die segmentierte Schneide verbessert darüber hinaus die Vibrationsfestigkeit und trägt zusammen mit dem Fräserschaft mit Hinterschliff zu einem stabilen Schnitt bei weit ausgekragten Werkzeugen bei. Durch die drei Spannuten wird beim hocheffizienten Fräsen ein für die Spanabfuhr notwendiges Spannutvolumen erreicht, ohne dass es zu verstärktem Rattern kommt.

Darüber hinaus entwickelte Iscar mit CHATTERFREE ECA-H4 eine Serie mit einer zusätzlichen Spannut, mit der ein höheres Zeitspanvolumen beim Schruppen und Schlichten erreicht werden soll. Obwohl sie vier Spannuten aufweisen, erzielen diese Fräser durch die Verwendung einer ungleichen Spannut-Helix und verschiedener Spiralwinkel für die Zähne eine ausgezeichente Vibrationsdämpfung.

Kleinformatige Werkzeuge für 3D

Der Werkzeug- und Formenbau und die Luftfahrtindustrie benötigen oft kleinformatige Fräswerkzeuge für die Präzisionsbearbeitung von 3D-Oberflächen. Die Vollhartmetall-Kugelfräser der neu eingeführten Serie EBA-B2 sind für solche anspruchsvollen Anwendungen konstruiert. Sie haben eine polierte Spannut, stehen in Durchmessern von einem bis sechs Millimeter zur Verfügung und erweitern die Serie MULTI-MASTER MM EBA im unteren Bereich. Die modularen Werkzeuge der MULTI-MASTER-Serie besitzen Schäfte in verschiedenen Ausführungen und eine Vielzahl an austauschbaren Fräsköpfen.

„Das Fräsen von Aluminium ist ein beherrschbarer Prozess, der eine intelligente Vorgehensweise erfordert. Mit einer effizienten Bearbeitungsstrategie und dem geeigneten Werkzeug erzielen Anwender zuverlässig hohe Zerspanvolumina", so Baumgartner abschließend.