Ausgabe zur AMB 2018

20 DYNAMISCHES FRÄSEN Halle 1, Stand H30 Dynamisches Fräsen – die intelligente Lösung Walter präsentiert auf der AMB prozesssichere und hoch effiziente Zerspanungsstrategien S chon heute liegen in vielen Produktionshal- len die Bedingungen vor, um ins Dynami- sche Fräsen einzusteigen: CAD/CAM-gesteuerte Fräsma- schinen mit hohem Beschleu- nigungsvermögen und kurzen Rechen- und Schaltzeiten so- wie Software, die Prozesspa- rameter dynamisch anpassen kann, und Fräswerkzeuge wie die VHM-Fräser MD133 von Walter. Überall dort, wo es von der Bearbeitung her Sinn macht, lassen sich mit dem Dynami- schen Fräsen die Prozesssicher- heit erhöhen und signifikante Produktivitätssteigerungen er- zielen. Allerdings muss hierbei der gesamte Zerspanungspro- zess betrachtet werden: vom Werkstück über das CAD/CAM- System und die Maschine bis hin zum Werkzeug. Genau das macht den Umstieg auf das Dy- namische Fräsen komplex. Der Premiumwerkzeug-Experte Wal- ter bietet seinen Kunden dafür ein umfangreiches Beratungs- Portfolio an – von der indivi- duellen Zerspanstrategie bis zu Digitalisierungskonzepten für die Werkzeuglogistik und Zer- spanungsmaschinen. Auf der AMB präsentiert Wal- ter in Halle 1, H 30 seine En- gineering Kompetenz; unter anderem werden dort die neu- este Generation hoch effizienter Fräser und weitere Innovationen vorgestellt. Mehr Prozesssicherheit und schnellere Bearbeitung Immer schneller, immer kos- tengünstiger. Unter diesem Druck stehen besonders viele Zulieferer. An der Qualität ih- rer Produkte soll sich dennoch nichts ändern. Im Gegenteil: In vielen Branchen steigen die Ansprüche an die Oberflächen- qualität und Maßhaltigkeit. Und im gleichen Maß steigen die Anforderungen an die Pro- zesssicherheit. Hinzu kommt ein stetig wachsender Bedarf an Werkstoffen, die besonders leicht oder besonders hitzefest sind. Damit wächst auch der Anteil an Materialien der Werk- stoffgruppen ISO M und ISO S. Werkstoffe, die aufgrund eben dieser Eigenschaften oft schwer zerspanbar sind. Auch die Größe der Werkstü- cke beeinflusst die Prozesssi- cherheit: Im Flugzeugbau und bei der Herstellung von Turbinen beispielsweise sind Werkstücke mit großen Dimensionen der Normalfall. Bei der Zerspanung bedeuten sie eine große Heraus- forderung an die Stabilität und damit Prozesssicherheit. Eine exzellente Lösung für maximale Prozesssicherheit, bei gleichzeitig mehr Produktivität, ist das Dynamische Fräsen. Im- mer mehr Metallunternehmen setzen deshalb darauf. High Performance Cutting versus High Dynamic Cutting Der Hauptunterschied zwi- schen dem konventionellen „High Performance Cutting“ (HPC) und dem „High Dynamic Cutting“ (HDC) liegt in der Bewegung des Fräswerkzeugs– und in den Kräften, die dabei entstehen: Beim HPC-Fräsen bewegt sich der Fräser mit relativ geringen Schnitttie- fen. Beim HDC-Fräsen passt die CAD/CAM-Steuerung die Bahnen, die das Werkzeug bei der Bearbeitung beschreibt, der Werkstückform an. Dies verhindert Leerwege, oder verkürzt sie zumindest. Die Schnitttiefe beim HDC-Fräsen ist dagegen deutlich höher als beim HPC. Der Eingriffswinkel ist beim HPC-Fräsen üblicherweise sehr groß. Entsprechend hoch sind Kräfte, die dabei entstehen. Was wiederum schnell zu Ver- schleißerscheinungen am Werk- zeug und an der Maschinenspin- del führt. Im Gegensatz dazu zeichnet sich das Dynamische Fräsen durch hohe Prozesssta- bilität und Standzeiten aus. Der Eingriffswinkel wird beim HDC meist gering gewählt; auch die Kräfte, die auf Werkzeug und Maschine wirken, sind deshalb viel geringer als beim HPC. Hö- here Schnittparameter, weniger Leerwege und mehr Prozesssta- bilität ergeben ein klar höheres Zeitspanvolumen des HDC-Frä- sens im Vergleich zum HPC. Die vier Bausteine des Dynamischen Fräsens Das eingesetzte Fräswerk- zeug, die Maschine, das CAD/ CAM-System und das Werk- stück selbst sind die Eck- pfeiler der Dynamischen Frässtrategie. Nur wenn alle vier Faktoren optimal aufein- ander abgestimmt sind, lässt sich die Strategie anwenden – und die Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit (Zeit- spanvolumen) optimieren. Die Schnittwerte, sprich: die maximal zulässige, radiale Schnittbreite (ae) und der Eingriffswinkel ( φ s), wer- den durch den Werkstoff be- stimmt. Die Werkstückgeome- trie wiederum ist maßgeblich für die Schneidenlänge (Lc), den Werkzeugdurchmesser (Dc) und die Frässtrategie. Die CAD/CAM-Software berech- net alle wichtigen Parameter wie: Fräsrichtung, optimale Bahnführung, Einhaltung des definierten maximalen Ein- griffswinkels ( φ s) sowie die mittlere Spandicke (hm) – und passt diese gegebenenfalls an die Anwendung an. Die Fräsmaschine selbst ist „dynamisch”, wenn sie ein hohes Beschleunigungsvermö- gen in engen Kurven besitzt und kurze Rechen- bezie- hungsweise Schaltzeiten so- wie einen breiten Drehzahlbe- reich aufweist. Das Werkzeug wird anhand der Bearbeitung und gemäß den Parametern, die der Werkstoff vorgibt, ausgewählt. Werkzeuge wie die Walter VHM-Fräserfamilie MD133 Supreme beispielswei- se sind speziell für die Anfor- derungen des Dynamischen Fräsens ausgelegt. Komplex, beratungsintensiv – und hoch effizient Philipp Binder, Produktma- nager Vollhartmetall-Fräsen bei der Walter AG, beschreibt die Frässtrategie so: „Das Dy- namische Fräsen ist ein relativ komplexes Verfahren. Denn alle Komponenten müssen aufei- nander abgestimmt sein. Nur dann lassen sich mögliche Effi- zienzpotenziale auch tatsächlich nutzen. Viele Unternehmen, die die Strategie einsetzen wollen, benötigen dafür noch unseren Support.“ Als Werkzeugspezia- list will Walter seine Kunden bei der Einführung und Optimierung ihres Dynamischen Fräsprozes- ses unterstützen. „Deswegen“, so Binder, „arbeiten wir eng mit CAD/CAM-System-Anbietern zusammen. Wo dies gewünscht wird, auch gemeinsam beim Kunden vor Ort.” Mit dem Walter GPS hilft den Kunden noch ein weiteres Instrument bei ihren Entscheidungen für die optimale Frässtrategie: Das Software-Tool „navigiert“ den Anwender zur wirtschaftlichsten Bearbeitungs- lösung, inklusive Werkzeug- und Schnittdatenempfehlung. 1 Geeignete Werkstücke, Fräswerkzeuge, Maschinen und CAD/CAM-Systeme sind Voraussetzung für die Dynamische Frässtrategie. Mit speziellen Merkmalen wie stabiler Kern, ungleiche Teilung der Schneiden, definierter Schutzradius und Spanteiler sind Fräser wie der MD133 Supreme von Walter genau darauf abgestimmt. 2 Das Dynamische Fräsen realisiert maximale Zeitspanvolumen (Qmax) bei kleinen radialen Schnittbreiten (ae), großer axialer Schnitttiefe (ap) und einer konstanten mittleren Spanungsdicke (hm). Der Eingriffswinkel ( φ s) wird auf den zu bearbeitenden Werkstoff abgestimmt. Verlässliche Werkzeug- und Schnittdaten-Empfeh- lungen erhalten Anwender z.B. über das Software-Tool Walter GPS. 4 Speziell für die Anforderungen der dynamischen Fräsbearbeitung konzipiert: Vollhartmetall-Fräserfamilie der Walter AG. 3 Der direkte Vergleich der Fräserbewegung beim High Performance Cutting und beim High Dynamic Cutting zeigt: Das HDC-Fräsen vermeidet Leerwege (bei großen axialen Schnitttiefen ap) und reduziert so deutlich die Bearbeitungszeit. 5 Philipp Binder, Produktmanager Vollhartmetall-Fräsen, Walter AG. Anzeige