Präzision neu definiert

Neben der anspruchsvollen wirtschaftlichen Lage stellen die steigenden Anforderungen der Zerspanungsmärkte die Hersteller von Präzisionswerkzeugen vor große Herausforderungen: Um sich in chancenreichen Zukunftsmärkten wie dem Werkzeug und Formenbau, Medizintechnik, Elektromobilität und 3C-Industrie zu behaupten und sich von Wettbewerbern abzugrenzen, sind hochgenaue Werkzeuge mit spezifischen Eigenschaften in immer kleineren Losgrößen bei kürzeren Entwicklungszyklen gefragt. Wer da den gesamten Herstellungsprozess der Premium-Werkzeuge im Blick hat und die kritischen Parameter jedes einzelnen Schrittes kennt, ist klar im Vorteil. Wichtige Erfolgsfaktoren sind Spitzentechnologien, wie Diamant- und HiPIMS-Beschichtungen von CemeCon sowie Werkzeugschleifmaschinen von ANCA.

Dank Innovationsgeist, maximaler Qualitätsansprüche und µm-genauer Präzision gehören deutsche und europäische Werkzeughersteller zur Weltspitze. Um diese führende Marktposition auch in Zukunft erfolgreich zu halten und auszubauen, müssen sie ihre Präzisionswerkzeuge genau auf die speziellen Anwendungen der jeweiligen Märkte abstimmen. Die Diamant- und HiPIMS-Beschichtungstechnologien von CemeCon ermöglichen eine solche Differenzierung.

„Eine CemeCon Beschichtung besteht aus dem Schichtwerkstoff und der Beschichtungsspezifikation, für die an verschiedenen Stellschrauben gedreht wird wie Schichtdicke, Toleranz, Vorbehandlung, Finishing und noch einiges mehr. Die Prozessschritte werden sinnvoll kombiniert und genau angepasst, sodass sich die Beschichtung mit Substrat und Geometrie zu einer optimalen Zerspanlösung für die jeweilige Anwendung verbindet. HiPIMS bietet eine weitere Besonderheit: Das Verfahren ermöglicht die Kombination aus der chemischen Zusammensetzung eines Schichtwerkstoffs und einzigartigen physikalischen Eigenschaften, die in dieser Form nur mit HiPIMS möglich sind. So sichern sich Hersteller Alleinstellungs­merkmale“, erläutert Dr.- Ing. Christoph Schiffers, Produktmanager Coating Technology bei CemeCon.

Mit SteelCon® erreichen Anwender deutlich längere Werkzeugstandzeiten und hervorragende Bearbeitungsergebnisse bei der Hartzerspanung. (Foto: CemeCon AG)

Hartbearbeitung im Fokus

Einer der kontinuierlich wachsenden Märkte ist der Werkzeug- und Formenbau, denn Formen zum Spritzgießen werden für die unterschiedlichsten Einsatz­bereiche benötigt, wie etwa Lebensmittel­verpackungen, medizinische Verbrauchs­artikel oder Steckergehäuse für Elektrokomponenten. Das Zerspanen der Spritzgussformen aus gehärteten Stählen mit mehr als 50 HRC ist dabei eine anspruchsvolle Anwendung, die beispielwiese abgestimmte Lösungen erfordert: Die Werkzeuge müssen extrem verschleißfest sein, um die harten als auch zähen Materialien wirtschaftlich bearbeiten zu können. Gleichzeitig sind höchste Oberflächengüten auch bei kleinsten Formkonturen gefordert. Mit dem HiPIMS-Schichtwerkstoff SteelCon® bietet CemeCon die richtige Grundlage für die Hartbearbeitung.

Die ULTRA-Technologie von ANCA ermöglicht eine Formgenauigkeit von weniger als +/- 0,002 mm beim Werkzeugschleifen. (Foto: ANCA)

SteelCon® ist extrem hart und dennoch sehr zäh und haftfest. Dadurch entsteht eine sehr hohe Verschleißbeständigkeit. Zusammen mit der dichten Schichtstruktur und der hohen thermischen Stabilität sind das Spitzen- Voraussetzungen für beste Performance in der Hartbearbeitung. Die glatte Oberfläche sorgt für optimale Span- und Wärmeabfuhr, und damit steigt die Prozessstabilität. Das Resultat: deutlich längere Werkzeugstandzeiten und hervorragende Bearbeitungs­ergebnisse. SteelCon® zeigt Bestleistung beim Zerspanen der unterschiedlichsten Werkstoffe – gehärtete Stähle jenseits von 50 HRC, rostfreie Stähle, Nickelbasislegierungen, Titan, CoCr und mehr. Dabei eignet sich der Schichtwerkstoff auch besonders für Mikrowerkzeuge.

Dr.-Ing. Christoph Schiffers: „Die Fertigung von Mikrowerkzeugen birgt viele Herausforderungen – gerade auch in Bezug auf die Beschichtung. Das Reinigen von kleinen und kleinsten Werkzeugen ist anspruchsvoll. Glatte Oberflächen sind entscheidend für den Erfolg in der Mikrobearbeitung, denn Fehlstellen (Droplets) können im schlimmsten Fall bis zum Bruch des Werkzeugs führen. Um die Schärfe der Schneidkanten zu erhalten, sind spannungsarme Beschichtungen unabdingbar. Eine homogene Beschich­tung zu erreichen, setzt zudem eine angepasste Chargierung voraus. Unsere HiPIMS-Technologie meistert die Herausforderungen gekonnt. Die Zusammenführung von Schleiftechnik und Beschichtungstechnik kann hier weitere wichtige Vorteile am Markt bringen.“

Wegbereiter für Zerspanungsmärkte

Um den gesamten Herstellungsprozess eines Premium-Werkzeugs im Blick zu behalten und das Zusammenspiel der verschiedenen Prozessschritte noch besser aufeinander abstimmen zu können, arbeitet CemeCon nun mit ANCA, einem führenden Hersteller von CNC-Schleifmaschinen, zusammen. Beide Unternehmen ver­folgen einen ganzheitlichen Ansatz: So berät CemeCon Werkzeughersteller beispielsweise von Anfang an zur Relevanz der Geometrie, damit später ein optimales Beschichtungsergebnis entstehen kann. Und auch der Schleif­maschinenhersteller ANCA hat die Bedeutung der optimalen Werkzeug-Vorbereitung für die nachfolgende Beschichtung schon sehr früh erkannt. „Die beste Beschichtungstechnologie der Welt kann aus einem minderwertigen Werkzeug keinen Verkaufsschlager machen. Alle Komponenten – Substrat, Geometrie und Beschichtung – müssen nicht nur qualitativ hochwertig, sondern auch perfekt aufeinander abgestimmt sein. Nur so entsteht ein hervorragendes Präzisionswerkzeug, mit dem Zerspaner Bestleistungen erreichen“, sind sich die Experten von CemeCon und ANCA einig.

Möglich wird die hohe Präzision unter anderem durch die neue Nanometer-Steuerungsauflösung. (Grafiken: ANCA)

Darüber hinaus vertreten die Unter­nehmen am Markt die gleichen Werte: Mit einer hohen Fertigungstiefe in der eigenen Fertigung sichern CemeCon und ANCA ihre extrem hohen Qualitätsstandards. Sie verfolgen kompromisslos ihren Premiumanspruch, um ihre Kunden zum Erfolg zu verhelfen. Optimale Voraussetzungen für eine Zusammenarbeit, die schnell positive Auswirkungen mit sich brachte. So ist aus einem losen Know-how-Transfer eine handfeste Kooperation geworden. Im Mai 2023 unterzeichneten die Vorstände beider Unternehmen einen vielversprechenden erweiterten Ko­operations­vertrag und starteten ein gemeinsames Entwicklungs­projekt.

Spitzentechnologien vereint

Bei der gemeinsamen Entwicklung wollen die Experten-Teams von ANCA und CemeCon das Potenzial der ULTRA-Technologie in Kombination mit SteelCon® erforschen. „Die neue ULTRA-Technologie von ANCA erreicht eine Formgenauigkeit von weniger als +/- 0,002 mm für jedes beliebige Profil – inklusive Kugelkopf- und Eckenradiusfräser. So entstehen Zerspanwerkzeuge mit hervorragender Oberflächengüte, extrem hoher Genauigkeit und Rundlauf,“, so Thomson Mathew und Santosh Plakkat, Produktmanager bei ANCA, die stark in die ULTRA-Entwicklung involviert waren.

Die Gleichung hinter dem Projekt ist ganz einfach: Man nehme Werkzeuge, die mit einer nie da gewesenen hohen Genauigkeit und Oberflächenqualität geschliffen sind, füge den idealen Schichtwerkstoff hinzu und kombiniere das Ganze mit dem Prozess-Know-how beider Unternehmen. Mit einer Werkzeuglösung aus diesen Faktoren sollten Anwender Zerspanungsergebnisse erzielen können, die alle Erwartungen übertreffen.

Dazu wurden die gleichen Werkzeuge auf Standardmaschinen und auf ULTRA-Maschinen geschliffen. So sollte sich zeigen, welche Vorteile sich in Bezug auf den Beschichtungsprozess und auch auf die Zerspanungsergebnisse ergeben würden. Lässt sich ein signifikanter Unterschied in der Standzeit erkennen? Sind damit aggressivere Schneidstrategien denkbar? Welche neuen Möglichkeiten eröffnen sich? Die Experten von CemeCon und ANCA sind sich sicher, dass ihr gebündeltes Know-how und die geballten Kompetenzen Werkzeugherstellern enormes Potenzial eröffnen wird.

ANCA und CemeCon vertiefen ihre Zusammenarbeit (von links): Edmund Boland, General Manager, ANCA CNC Machines, Dr.-Ing. Beate Hüttermann, CMO, CemeCon AG, Dr.-Ing. Christoph Schiffers, Product Manager Coating Technology, CemeCon AG, Martin Ripple, CEO, ANCA-Gruppe, und Dr.-Ing. Jan Langfelder, Global Key Account Manager, ANCA. (Foto: CemeCon AG)