Leistungsstarke HiPIMS-Beschichtungen von CemeCon für neue Märkte

Innovative Werkzeuglösungen mit HiPIMS-Beschichtungen ermöglichen Werkzeug- und Formenbauern die wirtschaftliche Produktion von Formen, Stempel und Matrizen bei höchster Qualität. (Bild: iStock.com/MattoMatteo)

„Bessere Performance, schnellere Bearbeitung und höhere Prozesssicherheit sind der Schlüssel zu gesteigerter Produktivität und damit zu neuen Märkten. Die Schichtwerkstoffe FerroCon®, InoxaCon® und AluCon® verschaffen Anwendern und Werkzeugherstellern genau diese Vorteile – ob bei Standardanwendungen oder anspruchsvollen Bearbeitungsaufgaben. Sie sorgen für hervorragenden Spanfluss und gleichzeitig bessere Oberflächengüten. Die KSS-Menge kann reduziert und oft können auch die Zerspanparameter deutlich angehoben werden. Zudem sind die Standzeiten länger und damit auch die Rüstintervalle“, schildert Inka Harrand, Produktmanagerin Cutting Inserts bei CemeCon.

FerroCon® eignet sich besonders gut für die Zerspanung von unlegierten und legierten Stählen sowie Gusseisen. Den AlTiN-basierten HiPIMS-Schichtwerkstoff gibt es für Wendeschneidplatten in 3 µm und 6 µm Schichtdicke und als FerroCon®Quadro mit 12 µm Schichtdicke.

Im Werkzeug- und Formenbau punkten

Der Rückgang des Automobilgeschäfts ist auch für Werkzeug- und Formenbauer eine Herausforderung. Sie müssen sich nun breiter aufstellen und neue Branchen gewinnen. Eine der wichtigsten Technologien im Werkzeugbau ist das Fräsen, denn diese Technologie liefert bei hoher Produktivität und Flexibilität qualitativ hochwertige Ergebnisse. Gefragt sind innovative Werkzeuglösungen für Werkzeug- und Formenbauer. „FerroCon® mit 6 µm Schichtdicke und FerroCon®Quadro mit beeindruckenden 12 µm Schichtdicke sind wie geschaffen für die Schruppbearbeitungen an Formen aus Stählen. Dank der hohen Schichtdicke erreichen Wendeschneidplatten mit den HiPIMS-Beschichtungen ein sehr gutes Zeitspanvolumen, und dadurch erhöht sich automatisch die Produktivität“, so Harrand.

HiPIMS-Beschichtungen eröffnen neue Märkte, wie zum Beispiel die Schwerzerspanung. (Bild: Böhlerit GmbH & Co. KG)

Ideal für die Schwerzerspanung

FerroCon® mit 6 µm und FerroCon®Quadro mit 12 µm Schichtdicke sind gerade auch in der Schwerzerspanung von Schienen, Weichen, Rohren und Kurbelwellen sowie beim Drehschälen von Guss und Eisenwerkstoffen erste Wahl, um das erforderliche maximale Verschleißvolumen zu erreichen. Denn bei solchen Schruppbearbeitungen entscheidet jeder Mikrometer mehr über die Wirtschaftlichkeit des Prozesses. Zum Beispiel bei der Wartung von Schienen: Mittels Fräsoperationen werden hier größere Schäden beseitigt und Schienen nahezu in ihren Neuzustand versetzt. „Hier sind Profilwerkzeuge mit maximaler Arbeitsgeschwindigkeit und Bearbeitungsqualität gefragt, bestückt mit meist sehr vielen Wendeschneidplatten. Durch höhere Schichtdicken verlängern sich ihre Standzeiten deutlich“, erläutert Harrand und ergänzt: „Der Zusammenhang in solchen Anwendungen ist fast linear – und da kommen FerroCon® mit 6 µm Schichtdicke und FerroCon®Quadro mit 12 µm Schichtdicke ins Spiel.“

Beim Fräsen von 1.0503 (C45) mit einer Härte von 32 HRC (vc = 220 m/min, ap 0,5 m/min, ohne Kühlung) beispielsweise erreichen die Wendeschneidplatten mit einer FerroCon®Quadro-Beschichtung eine Standzeit von 180 min. Verschiedene Wendeschneidplatten mit herkömmlichen Beschichtungen liegen mit 120 min, 95 min bzw. 65 min deutlich darunter.

Bei der Zerspanung von Titanlegierungen im Flugzeugbau sind mit den HiPIMS-Schichtwerkstoffen InoxaCon® und AluCon® deutliche Performancesprünge möglich.

Zukunftsmarkt Aerospace: Titanbearbeitung mit HiPIMS

Beim Flugzeugbau galt bisher aus Sicherheitsgründen, einmal qualifizierte Prozesse nicht mehr zu verändern. Dazu zählt auch die mechanische Bearbeitung. So sind die Verfahren und Werkzeuge oft schon sehr lange unverändert im Einsatz, aber aus heutiger Sicht ineffizient. Die vergangenen Jahre haben jedoch Flugzeughersteller und Zulieferer enorm unter Druck gesetzt. Um die Kosten zu senken und wirtschaftlicher zu produzieren, stehen die Prozesse nun an vielen Stellen auf dem Prüfstand. Das ist die Chance für Werkzeughersteller, mit leistungsstarken Lösungen in der Branche Fuß zu fassen.

Ein gutes Beispiel ist die Titanbearbeitung. Viele Bauteile eines Flugzeuges bestehen aus unterschiedlichen Titanlegierungen. Die Zerspanung des Leichtbaumaterials ist jedoch alles andere als einfach. Mit den HiPIMS-Schichtwerkstoffen InoxaCon® und AluCon® sind hier deutliche Performancesprünge möglich. Beim ölgekühlten Bearbeiten der hochfesten Titan-Aluminium-Legierung TiAl6V4 (vc = 100 m/min, fz = 0,06 mm, ae = 15,28 mm, ap = 0,8 mm, vb = 0,34) erreicht zum Beispiel die mit AluCon® beschichtete Wendeschneidplatte mit X-Geometrie einen Standweg von 14,48 m. Dies bedeutet eine Steigerung von mehr als 30 Prozent gegenüber dem TiAlSiN-beschichteten Werkzeug, welches nur 11 m Standweg hatte.

Qualitätssicherung gehört bei CemeCon von Anfang an zum Beschichtungsprozess.

Potenzial bei der E-Mobilität eröffnen

Für die E-Mobilität fallen weit weniger Zerspanaufgaben an als im klassischen Automobilbau. „Hinzu kommt, dass hauptsächlich Aluminiumlegierungen bearbeitet werden. Auf die Anforderungen abgestimmte Werkzeuge sind die Lösung, um sich hier Marktanteile zu sichern. AluCon®-beschichtete Wendeschneidplatten können hier eine gute Alternative zu unbeschichtetem Hartmetall darstellen“, ist Harrand überzeugt. „Beim Fräsen von Aluminium erhöht sich mit AluCon® beispielsweise die Standzeit von Wendeschneidplatten um 30 Prozent gegenüber unbeschichteten Wendeschneidplatten.“

Qualität garantiert

Um den Kunden die bestmögliche Beschichtung immer in derselben Spezifikation und hohen Qualität zu liefern, schaut das CemeCon Team von Anfang an ganz genau hin, zum Beispiel auf die Kantenbeschaffenheit, mögliche Beschädigungen, den Verschmutzungsgrad und die Substratoberfläche. Denn diese Kriterien können Einfluss auf die Beschichtungsqualität haben. Dann werden die Parameter und Arbeitsschritte wie Schichtwerkstoff, Schichtdicke, Vorbehandlung, Finishing und noch einiges mehr exakt an das Werkzeug und die Anwendung angepasst.

„Ist die abgestimmte Beschichtungslösung in der Serienproduktion angekommen, garantieren regelmäßige Überprüfungen zuverlässig eine gleichbleibend hohe Qualität. Alle Mitarbeiter der einzelnen Stationen überprüfen fortwährend die Arbeitsmaterialien, die einzelnen Prozessschritte sowie das Handling der Wendeschneidplatten bei jedem Arbeitsschritt. Stichprobenartige Ein- und Ausgangskontrollen an jeder Auftragsposition sind Bestandteil der Serienproduktion. Dank gespiegelter Prozesse und Produktionen in den CemeCon Beschichtungszentren weltweit erhalten Werkzeughersteller übrigens überall die gleiche Beschichtungslösung in der gleichen Qualität wie in Deutschland“, erklärt Harrand abschließend.