Der Einsatz additiver Herstellungsverfahren in der Industrie hat in den vergangenen Jahren stark zugenommen – Tendenz weiter steigend! Und auch im Bereich der Zerspanung ergeben sich durch das innovative Verfahren zahlreiche neue Möglichkeiten wie zum Beispiel größere konstruktive Freiheiten für neue Lösungen.
Bei CERATIZIT beschäftigen wir uns schon viele Jahre mit dem Thema 3D-Druck und möchten Ihnen im Folgenden einen kleinen Einblick in unsere bisherigen Produkte und Projekte im Bereich Cutting Tools geben.
Stoßen wir mit traditionellen Herstellungsverfahren an Grenzen, so greifen wir dort wo es Sinn macht, auf 3D-gedruckte Werkzeuglösungen zurück. Inhouse entwickelt und zugeschnitten auf den Bedarf beim Kunden werden bei uns Sonder- und Standardwerkzeuge gedruckt.
3D-gedruckte Hybrid-Werkzeuge wie zum Beispiel unser PKD-Planfräser HPC ermöglichen deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe.
Warum? Das additive Verfahren ermöglicht eine veränderte Anordnung der Schneiden, wesentlich größere Achswinkel und damit deutlich mehr PKD-Schneiden. Diese sorgen für maximalen Vorschub auch bei Leichtbauteilen sowie perfekter Oberflächenqualität und reduzierter Gratbildung.
Als Druckverfahren kommt hier das Laser Schmelz Verfahren (Selective Laser Melting (SLM)) zum Einsatz.
Von der Entwicklung bis zur perfekten Oberflächenqualität - im Video können Sie sehen, wie unsere PKD Werkzeuge entwickelt, gedruckt und weiterbearbeitet werden und schließlich zum Einsatz kommen:
Und hier sehen Sie unseren PKD-Planfräser nochmal wie er das Schachbrett bearbeitet (ab Sek. 46).
Vor allem im Projektgeschäft werden wir immer wieder mit besonderen Anforderungen an Werkzeuge herausgefordert. Gerade in den Bereichen E-Mobilität und Aerospace, wo das Werkzeuggewicht ein limitierender Faktor ist, sind additiv gefertigte Sonderwerkzeuge häufig die Lösung.
Hier einige Beispiele der letzten Projekte:
Dieses beeindruckende Konzeptwerkzeug wurde für die Bearbeitung der Statorbohrung im Elektromotorengehäuse entwickelt.
Aus Werkzeugstahl gedruckt und mit PKD-Schneiden bestückt wurde das Leichtgewicht an Werkzeug speziell für Maschinen mit kleinem Spindeldurchmesser entwickelt. Wo konventionell hergestellte Werkzeuge viel zu schwer wären, kann mit Hilfe des deutlich leichteren, additiv gefertigten Werkzeugs neben den vielen kleinen Bohrungen, die das Gehäuse benötigt, auch die große Statorbohrung wirtschaftlich, nachhaltig und prozesssicher auf ein und derselben Maschine durchgeführt werden.
In einer Kooperation mit dem Formula Student Racing Team GreenTeam Uni Stuttgart und 3D-Druckerhersteller Renishaw wurde dieses, auf den ersten Blick etwas exotisch anmutende, Sonderwerkzeug entwickelt und gedruckt. Es handelt sich hierbei um ein Aufsatz-Werkzeug für eine mechatronische U-Achse mit welchem im nächsten Schritt die ebenfalls 3D-gedruckten Radaufhängungskästen nachbearbeitet werden konnten. Verwendet wurde für den Druck Werkzeugstahl.
Mithilfe des 3D-Drucks werden bei diesem modularen Aufbohrwerkzeug Kassetten für die PKD-Schneiden gedruckt, die mit einer Schraube an dem Grundkörper fixiert werden können. Die Werkzeuge können mit dieser Lösung nun viel einfacher und schneller wiederaufbereitet werden und der Grundkörper bleibt dabei völlig unbeeinflusst. Die 3D-gedruckte Lösung bietet zudem die Möglichkeit, die Kühlmittelversorgung zur Schneide optimal zu positionieren, und die Späne effizient aus der Bohrung zu spülen.
Dieser PKD-Wasserstopfenbohrer wurde speziell für das Aufbohren von Durchgangsbohrungen in Hohlräumen und Kammern entwickelt. Die Vorgabe für die Entwicklung: es dürfen keine Späne im Bauteil zurückbleiben. Dies gelingt hier durch additiv gefertigte Einsätze in den Spannuten und eine geschwungene Kühlkanalführung.
Bei diesem 3D-gedrucken Werkzeug konnte gegenüber der herkömmlichen Herstellung die Performance deutlich verbessert werden. Positive Schneidenanstellung bei maximaler Schneidenzahl, mit direkter Kühlmittelzufuhr an die Schneide, sorgen für ein exzellentes Fräsergebnis bei maximaler Standmenge.
Neben Werkzeugen werden auch ganze Bauteile 3D-gedruckt.
In diesem Projekt mit dem E-Racing Cars vom GreenTeam und dem 3D-Drucker Hersteller Renishaw wurden die Radträger zunächst gedruckt und dann an der CNC-Maschine nachbearbeitet.
Die Herausforderung hierbei: ein besonders dünnwandiges Bauteil, enge Toleranzen an den zu bearbeitenden Innen- und Außenflächen und ein Durchmessern über 120 mm. Mit unserem dafür gedruckten Sonderwerkzeug kein Problem.
Auch im Bereich Hartmetall läuft der Drucker auf Hochtouren. Gedruckt werden hier typischerweise Formen mit komplexen Geometrien. Erfahren Sie mehr über den Druck von Hartmetall.