CNC-gefrästes Bauteil aus Titan

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8.10.2019

Leichtmetall-Zerspanung

Geringes Gewicht, hohe Stabilität und einfache Bearbeitung – diese Eigenschaften machen die Werkstoffe Titan und Aluminium für viele Anwendungszwecke immer interessanter. Dabei weisen Halbzeuge wie Stangen und Bleche aus dem Leichtmetall auch eine recht gute Zerspanbarkeit auf, und sie ermöglichen damit ein vereinfachtes Herstellen von Prototypen ebenso wie die anschließende Serienfertigung hochpräziser Leichtmetallbauteile.
Aluminiumlegierungen lassen sich sowohl nass als auch trocken gut zerspanen, es wird eine sehr hohe Oberflächenqualität bei der Bearbeitung erzielt, sowohl beim Bohren, Drehen oder Fräsen mit geometrisch bestimmten Schneiden als auch beim Schleifen mit geometrisch unbestimmten Schneiden.
Gefrästes Bauteil aus Aluminium Aluminium
Im Vergleich zu Titan erfordert Aluminium geringere Schnittkräfte, wodurch der Werkzeugverschleiß deutlich reduziert und zugleich eine längere Standzeit der Werkzeuge erreicht wird. Gegenüber der Titanzerspanung ist sie um das fünf- bis zehnfache so weit erleichtert, dass sich andererseits ungewöhnlich hohe Schnittgeschwindigkeiten und große Werkzeugvorschübe einstellen lassen. Bei der zerspanenden Bearbeitung von Titan und Aluminium in Bearbeitungszentren ist es zwingend erforderlich, geeignete Kühlschmierstoffe einzusetzen, um eine Überhitzung und damit ein mögliches Verschmieren der Werkzeuge mit angeschmolzenem Aluminium zu verhindern.
Die verschiedenen Legierungen erfordern für die Zerspanung von Titan die Einhaltung geringer Toleranzen, um eine möglichst hohe Genauigkeit der vorgegebenen Maße zu erzielen. Durch den Einsatz der spanabhebenden Bearbeitung aller Leichtmetalle läßt sich sowohl eine bessere Oberfläche, als auch eine höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit und eine verbesserte Rauhtiefe und Maßgenauigkeit erzielen.
Welche Metalle für den jeweiligen Anwendungszweck am besten geeignet sind, hängt einerseits von den Vorgaben der Präzision, andererseits aber auch von verschiedenen Bearbeitungsparametern wie der Länge und der Breite und der geforderten Passungsgüte im eingesetzten Verfahren auf Werkzeugmaschine und Werkzeug ab.
Teil einer Drehmaschine für Titan Unter Beachtung der in der ISO 9001 vorgegebenen Regeln für Qualität und Sicherheit im Bearbeitungsprozess lassen sich nach vorheriger Reinigung ohne größeren Aufwand Aluminium und Titan drehen, ohne die Späne zu verunreinigen und ein nicht verwertbares Material in Form von kleinsten Teilen übrig zu behalten.
Um den Durchlass des Spannfutters so groß wie möglich zu gestalten, wird die Verstellmechanik der Antriebsspindel leicht modifiziert, die CAD-Schnittstelle zum angetriebenen Werkzeug bleibt Standard. Das leicht spröde Verhalten der Aluminiumspäne begünstigt den Zerspanungvorgang: Beim Fräsen entstehen lange, dicke Späne mit polierter Oberfläche, die vom Greifarm aufgenommen und aus der Maschine entladen werden können. Der Drehstahl entfernt auch in Tiefbohrungen oder Langlöchern zuverlässig die entstehenden Drehteile. Der automatisch ablaufende Prozess beschleunigt die Serienproduktion im Mehrschichtbetrieb.

Drehautomat für Titan und Leichtmetalle
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