Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Werkzeug- und Prozessauslegung zur Verbesserung der Zerspanbarkeit und Steigerung der Prozesssicherheit beim Fräsen von Wolframkarbidhartmetall

Erhebliche Fortschritte hinsichtlich der Werkzeug- und Beschichtungstechnologie, der Werkzeugmaschinen sowie der CAM-Software ermöglichen heutzutage eine wirtschaftliche Fräsbearbeitung von Hartmetallen. Das Hartmetallfräsen erlaubt eine neuartige Prozesskette, mit der im Vergleich zur konventionellen Prozesskette Qualitätsverbesserungen erzielt und Fertigungszeiten eingespart werden können. Die Grünlings- und Elektrodenbearbeitung entfallen. Das Erodieren, das Schleifen und das Polieren werden durch das Hartmetallfräsen ersetzt. Hierdurch können bessere Oberflächengüten, höhere Genauigkeiten und komplexere Konturen erzielt werden. Da weniger Schädigungen in die Oberfläche eingebracht werden, ist eine Nachbearbeitung durch Polieren wie bei der konventionellen Prozesskette überflüssig. Das wirtschaftliche Potenzial der Fräsbearbeitung von Hartmetall mit CVD-diamantbeschichteten Werkzeugen wird derzeit jedoch oftmals nicht ausgeschöpft. Trotz aller technologischen Fortschritte stellt die Fräsbearbeitung von Hartmetall nach wie vor eine Herausforderung dar, sodass die vielfältigen Vorteile im Vergleich zur konventionellen Bearbeitung nur selten genutzt werden. Darüber hinaus besteht ein Wissensdefizit hinsichtlich einer systematischen Beschreibung der Ursache-Wirkungszusammenhänge zwischen dem Werkstoff, dem Werkzeug, der Beschichtung und den Prozessbedingungen, weshalb die Wirkung von Werkzeug- und Prozessparametern auf die Zerspanbarkeit nur unzureichend beschrieben ist. Daher ist es das Ziel dieses Projekts, auf Basis grundlegender Forschungsarbeiten die Ursache-Wirkungszusammenhänge zwischen Werkstoff, Werkzeug- und Prozessbedingungen bei der Hartmetallfräsbearbeitung mit CVD-diamantbeschichteten Vollhartmetallwerkzeugen systematisch zu beschreiben. Basierend hierauf wird Anwendern und insbesondere KMU eine ganzheitliche und wissensbasierte Prozessauslegung ermöglicht und Prozesse können zukünftig an ihrer Leistungsgrenze ausgelegt werden.