Bleifreies Messing sicher zerspanen: Interview mit Bernd Reutter von Index

Die Investition in Index CNC-Mehrspindeldrehautomaten ist ein Baustein für die Zukunft. Diese Maschinen ermöglichen das effiziente Zerspanen bleifreier Werkstoffe und bieten hinsichtlich der Bearbeitungsmöglichkeiten ein Höchstmaß an Flexibilität. Bernd Reutter, Leiter technischer Vertrieb Mehrspindeldrehautomaten, Index

Herr Reutter, ab 2028 wird ein europaweites Verbot von Blei als Legierungsbestandteil erwartet. Welche Auswirkungen hat diese Entwicklung auf die Zerspanungsbetriebe?

Der regulatorische Druck zwingt viele Unternehmen zum Umdenken. Bleihaltiges Standardmessing war über Jahrzehnte ein sehr gutmütiger Werkstoff mit stabiler Spanbildung. Mit dem Wegfall des Bleianteils verändert sich das Zerspanungsverhalten jedoch deutlich. Prozesse, die bislang als beherrscht galten, müssen neu bewertet und angepasst werden. Werkzeuge, Schnittparameter, Kühlstrategie und Maschinenkonzept gewinnen deutlich an Bedeutung für die Prozesssicherheit.

Die Verarbeitung von bleifreiem Messing stellt höhere Ansprüche an Werkzeuge, Maschinen und Steuerungssoftware.

Worin liegen aus zerspanungstechnischer Sicht die größten Herausforderungen beim Wechsel von bleihaltigem auf bleifreies Messing?

Die größte Herausforderung ist der Spanbruch. Während bleihaltige Legierungen kurze, gut kontrollierbare Späne erzeugen, neigen viele bleifreie Varianten zu langen, zähen Fließspänen. Diese können sich um Werkzeug oder Werkstück wickeln und den Prozess destabilisieren. Hinzu kommen veränderte Schnittkräfte, anderes Reibverhalten und eine abweichende Wärmeentwicklung. Das beeinflusst Oberflächengüte, Maßhaltigkeit und Werkzeugstandzeiten.

Inwieweit lässt sich die Spanbildung technisch und softwareseitig gezielt beeinflussen?

Die Spanbildung lässt sich heute deutlich gezielter steuern, weil Schnittwerte und Bewegungsabläufe flexibel angepasst werden können. Bei unseren CNC-Mehrspindeldrehautomaten können für jede Spindellage und jede Werkzeugposition individuelle Schnittwerte definiert werden. Drehzahl und Vorschub lassen sich unabhängig voneinander programmieren und während des Werkzeugeingriffs dynamisch anpassen. Dadurch können Schnittgeschwindigkeit und Spanungsdicke gezielt variiert werden, was unmittelbaren Einfluss auf Spanform und Spanbruch hat.

Ergänzend stehen steuerungsseitige Funktionen zur Verfügung, mit denen sich die Prozessdynamik aktiv beeinflussen lässt. Mit Zyklen wie ChipMaster können beispielsweise Drehzahlmodulationen oder überlagerte Bewegungsanteile realisiert werden. Diese unterbrechen die kontinuierliche Spanbildung gezielt und fördern einen kontrollierten Spanbruch. Gerade bei bleifreien Legierungen mit ausgeprägter Fließspanneigung trägt diese Kombination wesentlich zur Stabilität und Prozesssicherheit bei.

Welche konstruktiven und maschinenseitigen Eigenschaften Ihrer Mehrspindler sind darüber hinaus entscheidend für eine stabile Bearbeitung bleifreier Werkstoffe?

Neben der steuerungstechnischen Flexibilität ist vor allem die mechanische Auslegung der Maschine entscheidend. Eine hohe Steifigkeit der Spindeltrommel, präzise Lagerkonzepte und leistungsfähige, thermisch stabile Motorspindeln sorgen für konstante Schnittbedingungen. Bleifreie Legierungen reagieren sensibler auf Schwingungen und Temperaturschwankungen. Deshalb sind eine reproduzierbare Synchronisation aller Achsen, stabile Kühlbedingungen und eine vibrationsarme Konstruktion wesentliche Voraussetzungen für Maßhaltigkeit, Oberflächengüte und wirtschaftliche Werkzeugstandzeiten.

Wo liegen die Unterschiede zu kurvengesteuerten Mehrspindelautomaten?

Kurvengesteuerte Maschinen sind mechanisch festgelegt. Drehzahlen und Bewegungsprofile lassen sich nur sehr eingeschränkt variieren und während des Schnitts nicht dynamisch anpassen. Gerade bei bleifreien Werkstoffen, die sensibler auf Veränderungen der Schnittbedingungen reagieren, sind diese Freiheitsgrade jedoch entscheidend. CNC-Steuerung und Zusatzsoftware ermöglichen hier eine deutlich präzisere Prozessoptimierung.

Bleifreie Legierungen wie CuZn42, Cuphin oder magnesiumlegiertes eZeebrass unterscheiden sich deutlich in ihrer Mikrostruktur. Wie flexibel lassen sich Ihre Maschinen auf diese unterschiedlichen Werkstoffkonzepte einstellen?

Durch individuell programmierbare Schnittwerte und frei definierbare Bearbeitungszyklen können wir sehr gezielt auf unterschiedliche Materialcharakteristiken reagieren. Ob ein Werkstoff eher zu zähem Fließspan neigt oder eine spanbrechende Phase besitzt, die Prozessparameter lassen sich entsprechend anpassen. Diese Flexibilität ist ein wesentlicher Vorteil moderner CNC-Mehrspindler.

Höhere Anforderungen entstehen nicht nur durch neue Werkstoffe, sondern auch durch geringere Losgrößen, größere Variantenvielfalt und zunehmende Bauteilkomplexität. Was haben die Index-Mehrspindeldrehautomaten diesbezüglich zu bieten?

Wir haben das Rüsten unserer Mehrspindler konsequent vereinfacht, unter anderem durch optimierte Werkzeughalter und die Unterstützung durch die virtuelle Maschine. Dadurch lassen sich auch Losgrößen im Bereich von 10.000 Stück wirtschaftlich realisieren, bei Teilefamilien teilweise bereits ab etwa 2.000 Stück. Gleichzeitig ermöglichen zusätzliche Bearbeitungsverfahren wie Fräsen, Polygonbearbeitung oder Wälzschälen eine hohe Integrationsdichte bei komplexen Bauteilen.

Abschließend: Welche Rolle spielt beim Umstieg auf bleifreie Werkstoffe die Zusammenarbeit zwischen Maschinenhersteller, Werkstofflieferant und Werkzeughersteller?

Der Werkstoff allein entscheidet nicht über den Erfolg. Erst das abgestimmte Zusammenspiel von Material, Werkzeug, Maschine und Software führt zu stabilen und wirtschaftlichen Prozessen. Deshalb arbeiten wir eng mit Werkstoff- und Werkzeugherstellern zusammen, um Schnittparameter, Bearbeitungszyklen und Peripherie optimal auszulegen. Der Umstieg auf bleifreie Werkstoffe ist kein isoliertes Materialthema, sondern ein ganzheitlicher Technologieprozess, der nur im partnerschaftlichen Austausch erfolgreich umgesetzt werden kann.

Danke für das Gespräch!