Bis zu 75 Prozent mehr Leistung beim Fräsen

Walter setzt mit neuer Tiger·tec Gold Beschichtung Maßstäbe bei Wirtschaftlichkeit und Prozessstabilität.

Neue Werkstoffe, neue Bauteilgeometrien, der zunehmende Einsatz von mehrachsigen Bearbeitungszentren mit viel Dynamik, aber reduzierter Leistungsstärke – in den letzten Jahren hat sich im Bereich Fräsen enorm viel getan. Für zerspanende Unternehmen heißt das auch: Viele Bearbeitungsroutinen und Zerspanungsstrategien müssen angepasst oder ganz neu konzipiert werden. Standardkalkulationen pro Bauteil oder Maschine stimmen nicht mehr, die Produktivität von Bearbeitungsprozessen muss neu betrachtet werden. Denn eines hat sich mit den Veränderungen bei Materialien und Bauteilen nicht verändert: der hohe Kosten- und Qualitätsdruck, nicht nur in der Automobilindustrie. Ein wichtiger Faktor für eine erfolgreiche Anpassung an die wechselnden Anforderungen sind die Werkzeuge. Hersteller arbeiten kontinuierlich an der Optimierung ihrer Produkte. Dem Tübinger Traditionsunternehmen Walter ist mit der Tiger·tec Gold Sorte WSP45G eine echte Marktneuheit gelungen: ein Schneidstoff, der von nichtrostenden Stählen bis zu schwer zerspanbaren Werkstoffen zahlreiche Materialien abdeckt und beim Fräsen unter schwierigen Bedingungen, bei labiler Aufspannung oder über Brennschnittkanten hohe Prozesssicherheit und Effizienz bringt.

Auch beim Fräsen unter schwierigen Bedingungen, bei labiler Aufspannung oder über
Brennschnittkanten, sorgen Wendeschneidplatten der Tiger·tec Gold Sorte WSP45G für
Prozesssicherheit und Effizienz.

Transformationsprozesse im Flugzeug- und Autobau verstärken sich
Einer der wichtigsten Treiber für die Zunahme neuer Werkstoffe ist die Herausforderung, Mobilität umwelt- und klimaneutral zu gestalten. Je leichter ein Fahrzeug zum Beispiel ist, desto weniger Energie muss aufgewendet werden, es zu bewegen. Gerade im Bereich E-Mobilität bewegt sich deswegen ohne Leichtmetall-Bauteile gar nichts. Im Flugzeugbau führen strenge Auflagen zum CO2-Ausstoß zu ähnlichen Entwicklungen wie in der Automotive-Industrie.
Was die neuen Werkstoffe so anspruchsvoll für die zerspanende Bearbeitung macht, ist zum einen die Kombination von mechanischen Eigenschaften: Geringeres spezifisches Gewicht geht mit hoher Festigkeit zusammen, wie zum Beispiel bei der höherfesten Titanlegierung Ti555, die im Flugzeugbau für Verbindungselemente eingesetzt wird. Bei Nickelbasislegierungen wie Inconel 718, die für Triebwerksgehäuse oder Turbinenschaufeln eingesetzt werden, stellt die hohe Hitzebeständigkeit die Herausforderung dar.
Allein diese Eigenschaften bilden für viele herkömmliche Zerspanungswerkzeuge große Hürden. Dazu kommen oft noch besonders komplexe Bauteilgeometrien: Gewicht spart man natürlich auch, indem Bauteile so wenig massiv gestaltet werden wie technisch möglich. Um die Stabilität zu gewährleisten, kombiniert man entsprechend komplexe Verstrebungen und Hohlräume. Bei manchen Bauteilen in der Flugzeugindustrie werden im Laufe der Bearbeitung über 80 % des Ausgangswerkstoffs zerspant.

Einzigartige PVD-Beschichtung:
Eine Multilayer-Schicht aus TitanAluminium-Nitrid und Aluminiumoxid
sorgt für maximale Temperatur- und
Verschleißfestigkeit. Der verbesserte
Kristallaufbau der AluminiumoxidSchicht ermöglicht höhere Schnittdaten.

Universelle Anwendbarkeit auch bei schwierigen Werkstoffen
In den letzten Jahren hat sich der Tübinger Zerspanungsspezialist Walter bereits mit der Entwicklung neuer Schneidstoffe als einer der technologisch führenden Hersteller von Zerspanungswerkzeugen profiliert. Mit der neuen Generation Wendeschneidplatten Tiger·tec Gold der Sorte WSP45G ist seit November 2020 ein Produkt auf dem Markt, das auf die Herausforderungen beim Fräsen schwer zerspanbarer Werkstoffe ebenso abzielt wie beim Fräsen über Brennkanten, Zirkularfräsen oder bei starken Schnittunterbrechungen. Durch die Universalität der neuen Wendeschneidplatten-Sorte profitieren auch Anwender mit häufig wechselnden Werkstücken und -stoffen von der Innovation. Bei der Entwicklung des neuen Schneidstoffs hatten die Walter Ingenieure vor allem die Bedürfnisse in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie in der Automobilindustrie und im allgemeinen Maschinenbau im Blick.
Bei einem Automobilzulieferer sind die neuen Tiger·tec Wendeschneidplatten bereits im Einsatz. Hier können die Ergebnisse der bisher eingesetzten Schneidstoffe und der Walter Tiger·tec Gold WSP45G direkt verglichen werden, an der Frässtrategie selbst wurde nichts geändert: Zu bearbeiten ist ein Turbolader aus einem hitzebeständigen Stahlguss 1.4837. Die Schnittgeschwindigkeit (vc) beträgt 120 m/min, der Vorschub (fz) 0,29 mm, die Schnitttiefe (ap) 3 mm und die Schnittbreite (ae) 50 bis 78 mm. Gefräst wird trocken mit einem Heptagon-Planfräser. Das Ergebnis: Im direkten Vergleich zur bisherigen Sorte hat sich die Standmenge um 60 % erhöht.

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Innovative Beschichtung reduziert Verschleiß deutlich
An den Wendeschneidplatten selbst lässt sich der Unterschied deutlich erkennen: Während die bisher eingesetzte Wendeschneidplatte starke, unregelmäßige Verschleißerscheinungen zeigt, bis hin zu großen Ausbrüchen, zeigt die Schneidkante der neuen Walter Tiger·tec Gold WSP45G eine regelmäßige, kontrollierte Abnutzung. Die Prozesssicherheit und Maßhaltigkeit bleiben bis zum Wechsel der Wendeschneidplatte gewahrt. Die hohe Verschleißfestigkeit und universelle Einsetzbarkeit der WSP45G resultieren aus der einzigartigen neuen PVD-Beschichtung: Eine Multilayer-Schicht aus Titan-Aluminium-Nitrid und Aluminiumoxid sorgt für maximale Temperatur- und Verschleißfestigkeit. Der verbesserte Kristallaufbau der Aluminiumoxid-Schicht ermöglicht höhere Schnittdaten. Dadurch kann die Schnittgeschwindigkeit um bis zu 20 % erhöht werden – bei gleichzeitig höherer Standzeit, denn die hohe Härte der TiAlN-Schicht reduziert den Freiflächenverschleiß. Eine spezielle mechanische Nachbehandlung verbessert das Kammrissverhalten und schützt die Schneidkante vor Mikroausbrüchen.
Beim Fräsen gehören Kammrisse zu den typischen Verschleißformen. Sie entstehen durch den Temperaturwechsel der ein- und austretenden Schneide. Das setzt das Material unter Spannung, es bilden sich Risse. Im schlimmsten Fall kommt es zum Bruch der Schneiden und zu einem kompletten Versagen und zum Ausfall der Wendeschneidplatte. Den Verschleiß rechtzeitig zu erkennen, ist für einen sicheren Prozess deswegen besonders wichtig. Bei den neuen Walter Tiger·tec Gold Wendeschneidplatten sorgt eine helle, goldfarbene Deckschicht dafür, dass Anwender sofort erkennen, ob die Schneidkante bereits im Einsatz war. Dadurch wird auch sichergestellt, dass wirklich alle Schneidkanten einer WSP45G zum Einsatz kommen. Bei Wendeschneidplatten mit dunklen Beschichtungen bleiben Schneidkanten oft ungenutzt, weil sie schwer von bereits verwendeten zu unterscheiden sind. Im Gesamtpaket betrachtet, lassen sich mit der neuen Walter Tiger·tec Gold WSP45G im Vergleich mit etablierten Wendeschneidplatten Leistungssteigerungen bis zu 75 % erzielen.

Die Tiger·tec Gold Sorte WSP45G zeichnet sich durch
sichtbar bessere Verschleißeigenschaften aus