Maschinenwerkzeuge Mikro-Werkzeuge machen selbst vor 72 HRC hartem Stahl nicht halt

Autor / Redakteur: Wolfgang Fili / Rüdiger Kroh

Auch bei Kleinstwerkzeugen geht der Trend zu höherem Vorschub und Abtrag. Zwar sind die Erkenntnisse aus der Makrozerspanung nicht eins zu eins auf Mikro-Werkzeuge übertragbar – schließlich haben sie bestenfalls zahnmedizinisches Format. Dennoch lässt sich das Gros von ihnen ohne Neuinvestition auf den vorhandenen Werkzeugmaschinen einsetzen.

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Fräsen von Uhrengehäusen: Auf der EMO stellt Fette Mikro-Tools aus Vollhartmetall mit gerader und mit Kugelstirn ab 0,2 mm Durchmesser vor. Bild: Fette
Fräsen von Uhrengehäusen: Auf der EMO stellt Fette Mikro-Tools aus Vollhartmetall mit gerader und mit Kugelstirn ab 0,2 mm Durchmesser vor. Bild: Fette
( Archiv: Vogel Business Media )

„Was bei der Mikrozerspanung besonders heraussticht, sind die verbesserte Standzeit und Prozesssicherheit der jüngsten Werkzeuggeneration“, sieht Marc Fleckenstein, bei der Fette GmbH in Schwarzenbek für Marketing und Produktmanagement zuständig, dort den größten Entwicklungsschub. Grundlage dafür seien zum einen optimierte Geometrien, zum anderen jedoch auch neue Fertigungsmethoden und Beschichtungen.

Neue Beschichtungsmethoden verbessern Werkzeuge für Mikrozerspanung

Mit rund 1,5 µm nur hauchdünn, erlaubten letztere bislang nicht mögliche Qualitäten und technische Daten. So gebe es unterschiedliche Schichtzusammensetzungen für die Bearbeitung von normalem wie auch gehärtetem Stahl oder Diamantbeschichtungen speziell für die Graphitbearbeitung.

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Auf der EMO stellt das zur Oberkochener LMT-Gruppe gehörende Unternehmen Mikro-Werkzeuge aus Vollhartmetall mit gerader und mit Kugelstirn ab 0,2 mm Durchmesser vor. Sie werden zum Spanen von bis zu 72 HRC hartem Stahl eingesetzt, eignen sich aber auch zur Bearbeitung von Nichteisen-Werkstoffen und Graphit.

Gefahr von Kerbbruch bei den Mikro-Werkzeugen deutlich reduziert

Merkmale dieser Werkzeuge seien per FEM-Analyse angepasste Querschnitte nebst einer besonderen Schleiftechnik, die die Gefahr von Kerbbruch – hervorgerufen durch Schleifscheibenmarkierungen – wohltuend reduziert. Zudem werden die Mikroscharten der Schneiden durch gezielte Ionenstrahlbehandlung geglättet.

Dennoch lasse sich die Theorie der Makrozerspanung nicht ohne weiteres auf die Mikro-Tools übertragen, schränkt Fleckenstein ein. Fette arbeite daher eng mit Hochschulen zusammen. „Die Ergebnisse solcher Forschung können wir unmittelbar in die Praxis umsetzen, was dem Anwender auch dadurch nutzt, dass er diese Werkzeuge auf seinen bereits vorhandenen Maschinen einsetzen kann.“

Eigene Investitionen und damit verbundene Beschaffungsfristen entfielen deshalb. Mikro-Tools von Fette werden vor allem in der Medizin- und Mikrosystemtechnik verwendet, in der Schmuck- und Uhrenindustrie sowie im Werkzeug- und Formenbau.

Multi-Gewindefräser fräst von M 0,8 bis M 1,0

Die Datron-Electronic GmbH, Mühltal, stellt zur EMO Kleinstbohrer bis 0,2 mm sowie Zweischneider bis 0,3 mm Durchmesser vor. Außerdem wird ein vierschneidiger Gewindefräser vorgestellt. Neu dabei ist die Möglichkeit, M 0,8 bis M 1,0 mit ein und demselben Werkzeug zu schneiden: Das Gewinde wird in einer Helix in das Material gefräst. Der größte Fortschritt des Multiwerkzeugs liegt aus Sicht des Herstellers darin, dass Werkzeugwechselzeit gespart wird.

Erwin Sowa, bei Datron Leiter Marketing, verweist auf die Praxiserprobung der Minitools: „Als Hersteller von CNC-Systemen für die Highspeed-Bearbeitung mit kleinen Werkzeugen ist unser Know-how über den gesamten Zerspanungsprozess hinweg fundiert.“

Insoweit liege der besondere Nutzen für den Kunden neben den Mikro-Tools bei der optimalen Auswahl technischer Parameter wie Vorschub, Drehzahl und auch der Bearbeitungsstrategie. Dies bedeute Produktivität von Anfang an. Einsatzschwerpunkt der Miniwerkzeuge ist die Präzisionsbearbeitung von Plattenmaterial für die Elektronikindustrie.

Vollhartmetall-Tools mit Durchmessern von 0,038 mm bis 6,35 mm auf der EMO

Die Cutting Tools Division der Kyocera Fineceramics GmbH, Neuss, stellt in Hannover Vollhartmetall-Tools zwischen 0,038 mm und 6,35 mm Durchmesser vor wie Bohrer, Fräser, Gravierstichel und Sonderwerkzeuge, die laut Unternehmensmeldung mit engsten Toleranzen und sehr guten Oberflächen aufwarten sollen. Eine weitere Stärke Kyoceras sei die Zusammenarbeit mit den Kunden.

„Wir verkaufen nicht allein Werkzeuge, sondern auch Ingenieurleistung und unsere Mikro-Kompetenz“, unterstreicht Mike Tibbet, Senior Development Engineer bei Kyocera Micro Tools. Dies beinhalte Unterstützung über den gesamten Produktionsprozess hinweg, bei der Auswahl des richtigen Schneidstoffs, der Werkzeuggeometrie, den Schnittdaten, beim Schmierstoff sowie den Anforderungen an die peripheren Produktionsbedingungen.

Schaft-, Kugel- und Thorusfräser ab 0,2 mm Durchmesser

Die Franken GmbH + Co. KG, Rückersdorf, zeigt Schaft-, Kugel- und Thorusfräser ab 0,2 mm Durchmesser und in verschiedenen Verhältnissen von Durchmesser zu nutzbarer Bearbeitungstiefe. Insgesamt 150 neue Werkzeuge im Durchmesserbereich unter 2 mm stellt das Unternehmen vor.

Harald Welz, verantwortlich für Marketing, führt die Innovationsflut zurück auf eine Untersuchungsreihe, die Franken zusammen mit der Universität Berlin durchgeführt hat. „Hier setzen unsere Weiterentwicklungen zu Geometrie, Substrat und Beschichtung auf.“ So habe die neue geometrische Gestaltung zu der neuen Halsform der Mikro-Tools geführt, die deren Prozesssicherheit erheblich verbessere.

Auch Titex und Prototyp stellen zur EMO neue Mikro-Werkzeuge vor

Die zur Sandvik-Gruppe gehörenden Anbieter Titex und Prototyp stellen zur EMO neue Bohr- und Gewindewerkzeuge für die Mikrobearbeitung vor. „Grundsätzlich gilt dabei, dass die Spiralbohrer des einen Konzernunternehmens das Programm kleiner Gewindebohrer des anderen ideal ergänzen“, sagt Roland Heiler, zuständig für das Produktmarketing der Marken Titex, Walter-Tools und Prototyp.

In der Tat braucht jedes Innengewinde den passenden Kernlochbohrer. So stellt der außengekühlte Alpha-2-Plus-Micro in Werkstoffen wie Aluminium, Stahl oder Guss zwischen 0,5 und 2,95 mm Durchmesser Löcher bis 8 × D ohne jeden Entspanzyklus her. Mit dem Alpha-4-Plus-Micro – laut Titex der kleinste innengekühlte Vollhartmetall-Bohrer auf dem Markt – sind sogar Tiefen bis 12 × D ohne Entspanen möglich. Außerdem zeigt die Gruppe Vollhartmetall-Fräser für Innengewinde ab M 1,6 bis 3 × D, mit denen sich auch schwerzerspanbare Stoffe prozesssicher bearbeiten lassen, sowie Gewindebohrer ab M 1 für Titan- und Nickellegierungen.

Die Schweizer Mikron Tool SA Agno, Bioggio, präsentiert neue Mikro-Bohrer. Die kleinsten haben0,1 mm Durchmesser und eignen sich für Miniserien und für die Volumenproduktion fast aller denkbaren Materialien.

Geschäftsführer Markus Schnyder hebt die Innenkühlung ab 0,75 mm Durchmesser hervor: „Sie ermöglicht Bohrleistungen bis in eine Tiefe von 10 × D. Das war bis vor kurzem undenkbar.“ Entspanen sei dabei nur in schwierigeren Materialien notwendig. Ab 0,85 mm Durchmesser ließen sich sogar Tiefen bis 15 × D erreichen. MM

Wolfgang Fili ist freier Journalist in 50529 Köln

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