Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der CNC-Präzisionsbearbeitungstechnologie hat sich das Hochgeschwindigkeits-Trockenschneiden zu einem wichtigen Trend entwickelt, der Effizienz mit ökologischer Nachhaltigkeit verbindet. Diamantfräser – insbesondere PKD-Werkzeuge und CVD-diamantbeschichtete Fräser – zeichnen sich in diesem Zusammenhang durch hervorragende Verschleißfestigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit und hervorragende Oberflächenbearbeitungseigenschaften aus. Diese Werkzeuge sind für ihre hohe Qualität bei der Bearbeitung von Graphitelektroden, Kohlefaserverbundwerkstoffen, Keramik und hochsiliziumhaltigen Aluminiumlegierungen bekannt.
Was ist ein Diamantfräser?
Definition und Eigenschaften von Diamantfräsern
Diamantfräser sind superharte Werkzeuge mit synthetischem oder natürlichem Diamant als Schneidmaterial. Sie sind für die hocheffiziente Bearbeitung harter und abrasiver Materialien konzipiert. Dank ihrer extremen Härte und hervorragenden Verschleißfestigkeit zeichnen sich diese Werkzeuge zudem durch einen niedrigeren Reibungskoeffizienten als herkömmliche Hartmetallfräser aus. In der Praxis verbessern Diamantwerkzeuge sowohl die Standzeit als auch die Oberflächengüte deutlich.
Diamantfräser werden je nach Bearbeitungsbedarf vielseitig in der CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, im Trockenschnitt und in der Präzisionsfertigung eingesetzt. Sie eignen sich besonders für die Bearbeitung anspruchsvoller Materialien wie Graphit, Kohlefaser, Keramik und siliziumreicher Aluminiumlegierungen. Ihre hervorragende Wärmeleitfähigkeit ermöglicht eine stabile Leistung in kühlmittelfreien Umgebungen und macht sie zu unverzichtbaren Werkzeugen in der modernen High-End-Fertigung.
Unterschiede zwischen PCD- und CVD-Diamantfräsern
Die beiden wichtigsten Diamantfräsertypen auf dem heutigen Markt sind PKD-Diamantfräser und CVD-Diamant-beschichtete Fräser. Jeder dieser Fräser zeichnet sich durch einzigartige Stärken und Anwendungsszenarien aus.
PKD-Fräser werden aus polykristallinem Diamant gesintert und bieten außergewöhnliche Verschleißfestigkeit und Spankontrolle. Diese Werkzeuge eignen sich ideal für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen, Kohlefaser und Graphit, bei denen die Oberflächenqualität entscheidend ist. PKD-Fräser werden hauptsächlich für die Vor- und Nachbearbeitung eingesetzt, sind jedoch bei extrem harten Materialien oder komplexen Profilen etwas eingeschränkt.
CVD-diamantbeschichtete Fräser werden durch die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) eines ultrafeinen Diamantfilms auf einem Hartmetallsubstrat hergestellt. Diese Werkzeuge sind für das Hochgeschwindigkeits-Trockenschneiden von Graphit und den Langzeiteinsatz bei anderen hochabrasiven Materialien optimiert. Sie eignen sich besonders für die Elektrodenherstellung und die Mikropräzisionsbearbeitung.
Das Verständnis der strukturellen und leistungsbezogenen Unterschiede hilft Ingenieuren dabei, den am besten geeigneten Diamantfräser basierend auf spezifischen Bearbeitungsanforderungen auszuwählen und so ein optimales Gleichgewicht zwischen Effizienz und Haltbarkeit sicherzustellen.
Geeignete Primärmaterialien für Diamantfräser
Diamantfräser eignen sich besonders für Materialien, die für herkömmliche Werkzeuge eine Herausforderung darstellen. Nachfolgend sind einige gängige Anwendungsmaterialien aufgeführt:
- Graphite: Seine poröse Struktur und seine Abrasivität führen zu schnellem Verschleiß bei Hartmetallwerkzeugen. Diamantfräser für Graphit verbessern die Standzeit des Werkzeugs und die Präzision der Elektrodenbearbeitung deutlich.
- Kohlefaserverbundwerkstoffe (CFK): Diese Materialien neigen zur Delamination. PKD-Werkzeuge ermöglichen die Trockenbearbeitung bei gleichzeitiger Minimierung von Hitzeschäden und Graten.
- Aluminiumlegierungen mit hohem Siliziumgehalt: Sie werden häufig in Automobil- und Luftfahrtteilen verwendet und ihr hoher Siliziumgehalt beschleunigt den Werkzeugverschleiß. Diamantwerkzeuge bieten eine stabilere Leistung.
- Keramik und Glas: Diese spröden Materialien erfordern hohe Schnittpräzision und minimalen Werkzeugverschleiß. CVD-Diamantfräser eignen sich hervorragend für diese Anwendungen.
Diese Eigenschaften machen Diamantfräser in der modernen CNC-Bearbeitung unverzichtbar, insbesondere in Hochgeschwindigkeits-Trockenschneidumgebungen, in denen Oberflächenqualität und lange Werkzeuglebensdauer im Vordergrund stehen.
Grundkonzepte des Trockenschneidens und Hochgeschwindigkeitsschneidens
Vorteile und Herausforderungen des Trockenschneidens
Beim Trockenschneiden entfällt der Einsatz von Kühl- oder Schmiermitteln während der Bearbeitung. Angesichts verschärfter Umweltvorschriften und der Suche nach kostengünstigen Verfahren gewinnt das Trockenschneiden an Bedeutung – insbesondere beim Einsatz von Diamant Schaftfräser Schneider.
Zu den Vorteilen des Trockenschneidens gehören:
- Geringere Kosten und geringere Komplexität durch den Verzicht auf Kühlmittel.
- Verbesserte Sauberkeit am Arbeitsplatz und Umweltschutz.
- Reduzierte thermische Verformung und sauberere Teileoberflächen.
Zu den Herausforderungen gehören:
- Konzentrierte Hitze in der Schneidzone.
- Beschleunigter Werkzeugverschleiß bei Verwendung ungeeigneter Werkzeugmaterialien.
- Höhere Anforderungen an die Steifigkeit und thermische Stabilität der Werkzeugmaschine.
Nur Werkzeuge mit außergewöhnlicher Wärmeleitfähigkeit und Verschleißfestigkeit – wie beispielsweise PKD- und CVD-Diamantfräser – können den hohen Anforderungen der Trockenbearbeitung gerecht werden.
Prinzipien und Schlüsselparameter des Hochgeschwindigkeitsschneidens
Beim Hochgeschwindigkeitsschneiden wird mit deutlich höheren Geschwindigkeiten gearbeitet als bei herkömmlichen Verfahren. Hochpräzise CNC-Anlagen und moderne Werkzeuge ermöglichen die Bearbeitung und werden häufig in der Luft- und Raumfahrt, im Formenbau und in der Elektronik eingesetzt.
Zu den wichtigsten Parametern gehören:
- Spindeldrehzahlen zwischen 20.000–60.000 U/min.
- Erhöhte Schnittgeschwindigkeiten (Vc), insbesondere für nichtmetallische Werkstoffe.
- Geringe Schnitttiefe und hohe Vorschubgeschwindigkeiten.
- Bedarf an Werkzeugen mit hervorragender Hitze- und Verschleißbeständigkeit.
Da beim Hochgeschwindigkeitsschneiden intensive, lokal begrenzte Hitze entsteht, müssen Werkzeuge die Wärme effektiv leiten und thermischen Rissen standhalten. Diamantfräser mit ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und geringen Reibung gewährleisten auch in kühlmittelfreien Umgebungen eine gleichbleibende Leistung.
Bedeutung der Kombination von Trockenschneiden und Hochgeschwindigkeitsschneiden
Die Kombination aus Trocken- und Hochgeschwindigkeitsschneiden – bekannt als Hochgeschwindigkeits-Trockenschneiden – wird in der modernen Fertigung zunehmend zum Standard. Sie ermöglicht hohe Produktivität bei minimaler Umweltbelastung. Allerdings stellt sie extreme Anforderungen an die Schneidwerkzeuge.
Herkömmliche Werkzeuge versagen unter solchen Bedingungen schnell aufgrund von thermischer Erweichung, Verschleiß oder Aufbauschneidenbildung. Diamantfräser, die speziell für die trockene Hochgeschwindigkeitsbearbeitung entwickelt wurden, bieten:
- Extrem niedrige Reibungskoeffizienten (weniger Wärmeentwicklung).
- Außergewöhnliche Wärmeleitfähigkeit (schnelle Wärmeableitung).
- Überlegene Härte und Verschleißfestigkeit (längere Werkzeuglebensdauer).
Dank dieser Eigenschaften eignen sich PKD- und CVD-Diamantwerkzeuge besonders gut für das trockene Hochgeschwindigkeitsschneiden von Graphit, Kohlefaser und Keramik. Sie bilden die Grundlage für intelligente Fertigung und umweltfreundliche Produktion.
Vorteile von Diamantfräsern im Hochgeschwindigkeits-Trockenschnitt
Außergewöhnliche Verschleißfestigkeit und Härte
Die Vickershärte von Diamantwerkstoffen beträgt bis zu 8000 HV und mehr und übertrifft damit die von Hartmetall und Keramik bei weitem. Diamant gehört zu den härtesten Werkzeugmaterialien, die derzeit bekannt sind. PKD-Diamantfräser weisen durch das Sintern von polykristallinem Diamant in die Werkzeugkante eine extrem hohe Verschleißfestigkeit auf und bleiben selbst bei kontinuierlichem Trockenschneiden scharf.
Diese extreme Härte führt dazu, dass Diamantwerkzeuge bei der Bearbeitung hochabrasiver Materialien wie Graphit, Kohlefaser und hochsiliziumhaltiger Aluminiumlegierungen nicht so leicht verschleißen, was die Lebensdauer des Werkzeugs erheblich verlängert. Im Vergleich zu herkömmlichen Hartmetallwerkzeugen kann die Lebensdauer von Diamantfräsern unter gleichen Schnittbedingungen in der Regel um mehr als das Fünf- bis Zwanzigfache erhöht werden, was sie zum bevorzugten Werkzeug für das Hochgeschwindigkeits-Trockenschneiden von Materialien mit hoher Härte macht.
Überlegene Wärmeleitfähigkeit reduziert die Schnitttemperaturen
Beim Hochgeschwindigkeits-Trockenschneiden ist eine Wärmeabfuhr mithilfe von Kühlmittel nicht möglich. Daher ist die Wärmeleitfähigkeit des Werkzeugs besonders wichtig. Diamant ist einer der Feststoffe mit der höchsten Wärmeleitfähigkeit. Mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1000–2000 W/m·K ist er der von Hartmetall (ca. 90 W/m·K) deutlich überlegen.
Diese Eigenschaft ermöglicht es CVD-Diamantfräsern für das Trockenschneiden, Wärme schnell vom Schneidbereich abzuleiten, die Spitzentemperatur zu senken, thermische Risse und thermische Ermüdungsschäden zu reduzieren und die Werkzeugstabilität deutlich zu verbessern. Je besser die Werkzeugkühlung, desto geringer ist zudem die thermische Verformung des bearbeiteten Materials, was die Maßgenauigkeit und Produktkonsistenz gewährleistet.
Kosteneinsparungen und Umweltvorteile
Herkömmliches Nassschneiden erfordert große Mengen Kühlmittel. Dies erhöht nicht nur die Beschaffungs- und Verarbeitungskosten, sondern bringt auch Probleme wie Flüssigkeitsverschmutzung, Emissionsbehandlung und Nässesicherheit in der Werkstatt mit sich. Mit Diamantfräsern für die Trockenbearbeitung läuft dieser stabil ohne Schneidflüssigkeit und sorgt so für eine wirklich saubere Bearbeitung.
Verbesserte Oberflächenbeschaffenheit für Präzisionsanwendungen
Neben Verschleißfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit bieten Diamantwerkzeuge einen weiteren herausragenden Vorteil: einen extrem niedrigen Reibungskoeffizienten, der weniger Reibungswärme und Materialanhaftung beim Schneiden bedeutet. Insbesondere bei der Bearbeitung von Graphitelektroden oder Keramiken kann der Einsatz von Diamantfräsern zur Präzisionsbearbeitung Oberflächenkratzer und Aufbauschneidenbildung effektiv reduzieren und eine gleichmäßigere und feinere Bearbeitungsoberfläche erzielen.
Bei der CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitung beeinflusst die Oberflächenqualität die Kosten nachfolgender Prozesse und sogar die Leistung des fertigen Teils. Diamantfräser erzielen dank ihrer einzigartigen Materialeigenschaften hochglanzpolierte Oberflächen in einem Durchgang und reduzieren so sekundäre Bearbeitungsschritte wie Polieren und Schleifen.
Ideale Anwendungen für Hochgeschwindigkeits-Trockenschnitt mit Diamantfräsern
Diamantfräser eignen sich aufgrund ihrer hohen Härte, hohen Wärmeleitfähigkeit und ihres extrem niedrigen Reibungskoeffizienten besonders gut für Trocken- und Hochgeschwindigkeitsschnitte. Die folgenden vier typischen Bearbeitungsmaterialien zeichnen sich durch hohe Abrasivität, geringe Wärmeleitfähigkeit und leichte Sprödbruchneigung aus. Dies sind die wichtigsten Anwendungsszenarien für die Trockenbearbeitung von Diamantfräsern.
Bearbeitung von Graphitelektroden
Graphit ist ein hochabrasives Material. Bei der Verarbeitung entsteht leicht eine große Menge feinen Pulvers, das den Werkzeugverschleiß stark beeinträchtigt. Herkömmliche Hartmetallwerkzeuge stumpfen beim Trockenschneiden leicht ab, während Diamantfräser für Graphitelektroden aufgrund ihrer hohen Verschleißfestigkeit und geringen Reibung gute Ergebnisse bei der Graphitelektrodenbearbeitung erzielen.
PKD-Fräser und CVD-beschichtete Werkzeuge eignen sich besonders zum Schruppen und Schlichten von Graphit:
- Behalten Sie scharfe Schneidkanten ohne Kühlmittel.
- Reduzieren Sie die Anhaftung und Ansammlung von Graphitstaub.
- Erzielen Sie eine höhere Maßgenauigkeit und eine feinere Oberflächenbeschaffenheit.
Es eignet sich besonders für das hochpräzise Formen von EDM-Graphitelektroden in der Formenindustrie und ist die bevorzugte Werkzeuglösung für das Trockenschneiden von Graphit.
CFK-Bearbeitung
CFK weist ein extrem hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis auf, doch beim Schneiden treten häufig Verarbeitungsfehler wie Faserausriss, Delamination und Grate auf. Herkömmliche Werkzeuge neigen zur Mikrorissausbreitung und Materialrissen. Der Einsatz von PKD-Diamantfräsern für die CFK-Trockenbearbeitung kann diese Probleme deutlich reduzieren.
Zu den Hauptvorteilen zählen:
- Halten Sie die Schneide scharf und verhindern Sie ein Reißen der Fasern.
- Sorgen Sie für einen sauberen Bruch- und Kantenverlauf.
- Durch Trockenschneiden wird eine thermische Verformung von Verbundwerkstoffen oder eine Erweichung des Harzes vermieden.
Keramik- und Glasbearbeitung
Keramik und Glas sind typische harte und spröde Materialien mit hoher Härte und geringer Bruchzähigkeit. Bei unsachgemäßer Bearbeitung neigen sie zu Kanteneinbrüchen, Mikrorissen oder Fragmentierung. Herkömmliche Werkzeuge haben beim Schneiden solcher Materialien oft Schwierigkeiten, das Bruchverhalten zu kontrollieren. CVD-Diamantfräser für harte, spröde Materialien erzielen hingegen dank ihrer extrem hohen Härte und scharfen Schneide stabilere Bearbeitungsergebnisse.
Zu den typischen Anwendungen gehören:
- Präzisionsteile aus Zirkonoxidkeramik.
- Mikrorillenverarbeitung aus Quarzglas.
- Mikrofräsen von Saphir oder superharten Materialien.
Aluminiumlegierungen mit hohem Siliziumgehalt und andere Nichteisenmetalle
Aluminiumlegierungen mit hohem Siliziumgehalt (Si>12%) sind typische, schwer zu verarbeitende Metallwerkstoffe und werden häufig für Leichtbauteile wie Motorzylinder und Flugzeugstrukturteile verwendet. Der hohe Siliziumgehalt führt zu starkem Werkzeugverschleiß und kann beim Hochgeschwindigkeits-Trockenschneiden leicht Aufbauschneiden bilden. Der Einsatz von Diamantfräsern für Aluminium mit hohem Siliziumgehalt kann die Verarbeitungsleistung effektiv verbessern.
Die Vorteile sind:
- Die Schneide ist verschleißfest, was die Standzeit des Werkzeugs deutlich verlängert.
- Geringe Reibung, dadurch weniger Schnittwärme und Festkleben.
- Die bearbeitete Oberfläche ist glatt und frei von Vibrationsspuren, was der anschließenden Montage und der Kontrolle der Luftdichtheit förderlich ist.
Dieser Werkzeugtyp wird auch häufig bei Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit, aber leichter Haftung eingesetzt, wie etwa Kupferlegierungen, Magnesiumlegierungen und Nichteisenmetallen. Er ist eine beliebte Wahl im Bereich 3C-Produkte und Fahrzeuge mit alternativer Energie.
Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung von Diamantfräsern für Hochgeschwindigkeits-Trockenschnitte
Obwohl Diamantfräser viele Vorteile bieten, hängt ihre Leistung beim Hochgeschwindigkeits-Trockenschneiden maßgeblich von der Stabilität und der Einrichtstrategie des gesamten Bearbeitungssystems ab. Um die Leistung von Diamantwerkzeugen bei trockenen Hochgeschwindigkeitsanwendungen zu maximieren, müssen Anwender die Werkzeugmaschine, die Schnittparameter und die Betriebsstrategie sorgfältig steuern.
Anforderungen an Spindelsteifigkeit und Werkzeughaltergenauigkeit
Diamantfräser haben zwar extrem scharfe Kanten, aber eine geringe Schlagfestigkeit. Daher sind Spindelsteifigkeit und Rundlauf des Werkzeughalters entscheidend für einen stabilen Schnitt. Beim Hochgeschwindigkeits-Trockenschneiden kann ein Spindelschlag oder eine unsachgemäße Klemmung leicht zu Sägeblattbruch oder übermäßigem Verschleiß führen.
Empfohlene Vorgehensweisen:
- Verwenden Sie hochpräzise Werkzeughalter wie HSK oder BT40/BT50.
- Kontrollieren Sie den Spindelrundlauf auf ≤3 μm.
- Verwenden Sie Spannsysteme mit der Nennleistung G2,5 bei 30.000 U/min oder höher für dynamisches Gleichgewicht.
Ein hochpräzises Spannsystem verbessert nicht nur die Schnittstabilität, sondern verlängert auch die Lebensdauer von PKD-Werkzeugen. Dies ist besonders wichtig für Präzisionsanwendungen wie das Trockenschneiden von Graphitelektroden oder CFK.
Richtige Schnittparametereinstellungen
In trockenen Schneidumgebungen fehlt Kühlmittel zur Wärmeregulierung, was die Schnittparameter besonders empfindlich macht. Falsche Schnittgeschwindigkeiten oder -tiefen können zu thermischer Ermüdung des Werkzeugs oder zum Verbrennen der Werkstückoberfläche führen. Umgekehrt verschwenden zu konservative Parameter das Werkzeugpotenzial und verringern die Effizienz.
Empfohlene Einstellungen (je nach Material und Werkzeugtyp anpassen):
- Spindeldrehzahl (U/min): Im Allgemeinen 15.000–40.000 U/min.
- Vorschubgeschwindigkeit (F): Materialhärte und Spanabfuhr sollten berücksichtigt werden.
- Schnitttiefe (Ap/Ae): Es werden leichte und schnelle Schnitte empfohlen, wobei die Oberflächenqualität im Vordergrund steht.
Beachten Sie beim Trockenfräsen harter Materialien mit Diamantwerkzeugen die vom Lieferanten bereitgestellten Parametertabellen und nehmen Sie die Feinabstimmung basierend auf dem Gleichgewicht zwischen Effizienz, Wärmekontrolle und Werkzeuglebensdauer vor.
Bearbeitungspfadoptimierung und Vibrationsvermeidung
Beim Hochgeschwindigkeits-Trockenschneiden sind gleichmäßige Bearbeitungswege und stabile Vorschubwinkel erforderlich, um Werkzeugbrüche und Vibrationsspuren am Werkstück zu vermeiden.
Optimierungstipps:
- Verwenden Sie einen Spiral- oder Bogeneintritt, um plötzliche Werkzeugstöße zu minimieren.
- Optimieren Sie Überlappung und Spanflussrichtung, um einen Hitzestau zu vermeiden.
- Wenden Sie effiziente CAM-Strategien an, um konstante Schnittlasten aufrechtzuerhalten.
Bei vibrationsempfindlichen Materialien wie CFK oder Keramik ist die Pfadoptimierung von entscheidender Bedeutung, um die Oberflächenintegrität und einen stabilen Werkzeugeingriff sicherzustellen.
Werkzeuglebensdauermanagement und Austauschstrategie
Diamantwerkzeuge sind zwar verschleißfest, doch sobald Kantenverschleiß oder Mikrorisse auftreten, verschlechtern sich Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität. Ein systematisches Management der Werkzeugstandzeit ist daher unerlässlich.
Bewährte Methoden:
- Verwenden Sie Systeme zur Überwachung des Werkzeugverschleißes (z. B. Spindelstrom- oder Körperschallsensoren).
- Verfolgen Sie die kumulierte Schnittzeit oder den Bereich für die Ersatzplanung.
- Untersuchen Sie die Kanten unter Vergrößerung, um frühzeitigen Verschleiß oder Absplitterungen zu erkennen.
- Wählen Sie PKD-Werkzeuge, die nachgeschärft werden können, um die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern.
Diamantfräser: Trocken- vs. Nass-Schneidleistung
In der CNC-Bearbeitung haben sowohl Trocken- als auch Nassschnittverfahren ihre Vor- und Nachteile. Bei Diamantfräsern beeinflusst die Wahl des Schnittverfahrens maßgeblich die Werkzeugleistung, die Bearbeitungseffizienz und die Qualität des fertigen Teils. Nachfolgend finden Sie einen Vergleich der wichtigsten Faktoren.
Bearbeitungseffizienz
Ein wesentlicher Vorteil des Trockenschneidens ist der Wegfall von Kühlmittel, was den Rüstaufwand reduziert und den Prozess rationalisiert. Diamantwerkzeuge mit ihrer extrem hohen Härte und geringen Reibung gewährleisten auch ohne Kühlmittel eine effektive Schneidleistung.
Nassschneiden hingegen senkt die Schnitttemperatur und verlängert die Werkzeugstandzeit bei Anwendungen mit hohen Temperaturen. Allerdings erhöht es die Komplexität durch kontinuierliche Kühlmittelzufuhr und Wärmemanagement über die Spanabfuhr. Unter vergleichbaren Bedingungen bietet Trockenschneiden oft eine höhere Produktionseffizienz.
Oberflächenrauheit
Beim Trockenschneiden mit Diamantwerkzeugen entstehen aufgrund der Verschleißfestigkeit und geringen Reibung oft glattere Oberflächen. Dies ist insbesondere bei Graphitelektroden und Kohlefaserkomponenten von Vorteil.
Nassschneiden trägt zur Reduzierung von Hitze und damit verbundener Verformung bei, was die Oberflächengüte bestimmter harter und spröder Werkstoffe verbessern kann. Bei Feinstbearbeitungen kann Nassschneiden zu einer etwas besseren Gleichmäßigkeit führen.
Werkzeugverschleißmuster
Trockenschneiden erhöht die Wärmebelastung des Werkzeugs, was zu Adhäsion, abrasivem Verschleiß oder Mikrorissen führen kann. Nassschneiden kühlt das Werkzeug und reduziert die Wärmebelastung, führt jedoch zu chemischem und adhäsivem Verschleiß.
Für Diamantschleifer:
- Trockener Schneidverschleiß: Vorwiegend abrasiver Verschleiß und Mikrorisse.
- Nasser Schneidverschleiß: Anfälliger für chemische Korrosion und Adhäsion.
Somit eignet sich das Trockenschneiden für leichte oder intermittierende Hochgeschwindigkeitsarbeiten, während das Nassschneiden für die kontinuierliche Bearbeitung mit hoher Belastung geeignet ist.
Kosten und Umweltauswirkungen
Trockenschneiden eliminiert Kühlmittelkosten und Umweltbelastungen und entspricht damit den Zielen einer umweltfreundlichen Fertigung. Es vereinfacht die Abläufe und reduziert den Bedarf an gefährlichen Entsorgungsstoffen.
Nassschneiden verursacht zusätzliche Kosten durch Kühlmittelkauf, Filterung und Abfallmanagement. Zwar kann es die Werkzeugstandzeit unter anspruchsvollen Bedingungen verbessern, die Gesamtkosten sind langfristig jedoch oft höher.
Der Wert und die Zukunft von Diamantfräsern im Hochgeschwindigkeits-Trockenschnitt
Beitrag zur Präzisionsfertigung
Diamantfräser eignen sich ideal für Anwendungen mit höchster Präzision und hoher Oberflächengüte. In Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, dem Formenbau und der Medizintechnik tragen sie dazu bei, enge Toleranzen und glatte Oberflächen einzuhalten und so die Leistung und Zuverlässigkeit der Teile zu verbessern.
Diamantwerkzeuge eignen sich für eine Vielzahl harter und spröder Materialien. Ihr Einsatz im Trockenschnitt verbessert sowohl die Effizienz als auch die Nachhaltigkeit und erfüllt moderne Standards für eine umweltfreundliche Produktion.
Deutliche Vorteile gegenüber beschichteten Werkzeugen
Im Vergleich zu herkömmlichen beschichteten Werkzeugen bieten Diamantfräser eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit. Beim Hochgeschwindigkeits-Trockenschneiden bleiben sie länger leistungsfähig, insbesondere bei hoher thermischer Belastung.
Beschichtungen verlängern zwar vorübergehend die Werkzeuglebensdauer, sind aber anfällig für Wärmeausdehnung, Abplatzungen und Verschleiß. Diamantwerkzeuge bieten stabile Leistung ohne Kühlmittel, reduzieren Kosten und Umweltbelastung und fördern eine saubere Fertigung.
Zukunftstrends: Nanobeschichtungen, mehrachsiges Trockenschneiden und intelligente Überwachung
Die Nachfrage nach Hochleistungswerkzeugen treibt Innovationen in der Diamantschleiftechnologie voran. Wichtige Trends sind:
- Nanobeschichtungen: Diamantwerkzeuge der nächsten Generation können mit Nanobeschichtungen ausgestattet sein, um die Verschleißfestigkeit, Thermoschockstabilität und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern und so die Lebensdauer des Werkzeugs deutlich zu verlängern.
- Mehrachsiges Trockenschneiden: Die Integration von Diamantwerkzeugen in Mehrachsenmaschinen ermöglicht die effiziente Herstellung komplexer Teile mit verbesserter Präzision und weniger Rüstzeiten – ideal für die Luft- und Raumfahrt sowie die Automobilbranche.
- Intelligente Werkzeugüberwachung: Die Integration von Industrie 4.0 ermöglicht die Echtzeiterkennung von Verschleiß und die Überwachung des Werkzeugstatus. Dies ermöglicht eine adaptive Bearbeitung, reduziert Ausfallzeiten und verlängert die Lebensdauer des Werkzeugs.
