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Maßgeschneiderte PKD-Werkzeuge senken Kosten bei CFK-Zerspanung

| Autor/ Redakteur: Diethard Thomas / Rüdiger Kroh

Beim Zerspanen von CFK sind Kompressionswerkzeuge die beste Lösung zum Vermeiden von Delamination. Dabei werden mit PKD-Schneiden höhere Vorschübe und eine längere Standzeit erreicht. So konnten beim Beschneiden von CFK die Maschinenkosten um 38 % im Vergleich zu AlTiN-beschichteten Werkzeugen reduziert werden.

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Bild 1: Die Luftfahrtindustrie ist ein Treiber für Leichtbauwerkstoffe. So ist der CFK-Anteil im Flugzeugbau in den vergangenen 20 Jahren von 7 auf etwa 50 % gestiegen.
Bild 1: Die Luftfahrtindustrie ist ein Treiber für Leichtbauwerkstoffe. So ist der CFK-Anteil im Flugzeugbau in den vergangenen 20 Jahren von 7 auf etwa 50 % gestiegen.
( © adimas - Fotolia )

Das weltweit wachsende Mobilitätsbedürfnis der Bevölkerung in Verbindung mit der Forderung nach Energieeinsparung generiert eine neue Dynamik für Leichtbauwerkstoffe wie Faserverbundkunststoffe und deren „Schwergewicht“ CFK. Automobil- und Luftfahrtindustrie werden überproportional wachsen und üben gleichzeitig eine Sogwirkung auf andere Anwendungen und weitere Produkte aus Kunststoff aus.

Die Produktionsmengen werden deutlich steigen. Das führt zum Umdenken im Fertigungsprozess, von der Manufaktur zur industriellen Massenproduktion mit gesteigerten Anforderungen bezüglich Kostensenkung und Prozesssicherheit.

Quotient aus Gewicht und Festigkeit soll möglichst klein sein

Der gesamte Produktionsprozess wird in Zukunft verstärkt durch eine Kette von Einflussgrößen bestimmt, deren erstes Glied die Verbesserung der Werkstoffeigenschaften und die Entwicklung neuer Werkstoffe ist. Als eine Werkstoffkenngröße ist der Quotient aus Gewicht und Festigkeit zu nennen, der möglichst klein sein soll und damit den Grundstein für die Substitution bisheriger Leichtbauwerkstoffe legt. So hat CFK das Aluminium im Flugzeugbau (Bild 1) signifikant verdrängt. Während der Aluminiumanteil an allen Werkstoffen vor 20 Jahren noch bei etwa 70 % lag, ist er heute auf rund 20 % geschrumpft. Dagegen ist der CFK-Anteil im Flugzeugbau von 7 auf etwa 50 % gestiegen.

Der Übergang von der Manufaktur zur industriellen Massenfertigung fordert somit ständig verbesserte Produktionsprozesse, Maschinen und Werkzeuge. Es gibt bisher kein Universalwerkzeug, sondern jedes Werkzeug muss immer aufs Neue und maßgeschneidert an den individuellen Prozess angepasst werde. Es gibt auch keine allgemeingültigen Erfahrungswerte für Schnittwertempfehlungen wie Drehzahl oder Vorschub, um zum Beispiel eine maximale Standzeit zu realisieren.

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