28.1.2020
Leichtmetall-Zerspanung
Geringes Gewicht, hohe Stabilität und einfache Bearbeitung – diese Eigenschaften machen die Werkstoffe Titan und
Aluminium für viele Anwendungszwecke immer interessanter. Dabei weisen Halbzeuge wie Stangen und Bleche aus dem
Leichtmetall auch eine recht gute
Zerspanbarkeit
auf, und sie ermöglichen damit ein vereinfachtes Herstellen von Prototypen ebenso wie die anschließende
Serienfertigung hochpräziser Leichtmetallbauteile.
Aluminiumlegierungen lassen sich sowohl nass als auch trocken gut zerspanen, es wird eine sehr hohe
Oberflächenqualität bei der Bearbeitung erzielt, sowohl beim Bohren, Drehen oder Fräsen mit geometrisch bestimmten
Schneiden als auch beim Schleifen mit geometrisch unbestimmten Schneiden.
Aluminium
Im Vergleich zu Titan erfordert Aluminium geringere Schnittkräfte, wodurch der Werkzeugverschleiß deutlich reduziert
und zugleich eine längere Standzeit der Werkzeuge erreicht wird. Gegenüber der Titanzerspanung ist sie um das
fünf- bis zehnfache so weit erleichtert, dass sich andererseits ungewöhnlich hohe Schnittgeschwindigkeiten und große
Werkzeugvorschübe einstellen lassen. Bei der zerspanenden
Bearbeitung von Titan und Aluminium
in Bearbeitungszentren ist es zwingend erforderlich, geeignete Kühlschmierstoffe einzusetzen, um eine Überhitzung
und damit ein mögliches Verschmieren der Werkzeuge mit angeschmolzenem Aluminium zu verhindern.
Die verschiedenen Legierungen erfordern für die Zerspanung von Titan die Einhaltung geringer Toleranzen, um eine
möglichst hohe Genauigkeit der vorgegebenen Maße zu erzielen. Durch den Einsatz der
spanabhebenden
Bearbeitung aller Leichtmetalle
läßt sich sowohl eine bessere Oberfläche, als auch eine höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit und eine verbesserte
Rauhtiefe und Maßgenauigkeit erzielen.
Welche Metalle für den jeweiligen Anwendungszweck am besten geeignet sind, hängt einerseits von den Vorgaben der
Präzision, andererseits aber auch von verschiedenen Bearbeitungsparametern wie der Länge und der Breite und der
geforderten Passungsgüte im eingesetzten Verfahren auf Werkzeugmaschine und Werkzeug ab.
Unter Beachtung der in der ISO 9001 vorgegebenen Regeln für
Qualität und Sicherheit im
Bearbeitungsprozess
lassen sich nach vorheriger Reinigung ohne größeren Aufwand Aluminium und Titan drehen, ohne die Späne zu
verunreinigen und ein nicht verwertbares Material in Form von kleinsten Teilen übrig zu behalten.
Um den Durchlass des Spannfutters so groß wie möglich zu gestalten, wird die Verstellmechanik der Antriebsspindel
leicht modifiziert, die CAD-Schnittstelle zum angetriebenen Werkzeug bleibt Standard. Das leicht spröde Verhalten
der Aluminiumspäne begünstigt den
Zerspanungvorgang:
Beim Fräsen entstehen lange, dicke Späne mit polierter Oberfläche, die vom Greifarm aufgenommen und aus der
Maschine entladen werden können. Der Drehstahl entfernt auch in Tiefbohrungen oder Langlöchern zuverlässig die
entstehenden Drehteile. Der automatisch ablaufende Prozess beschleunigt die Serienproduktion im Mehrschichtbetrieb.