DuoDrill – Geklebte Wendeschneidplattenbohrer für die CFK Bearbeitung

Im Detail

Schneidstoffe bestimmen maßgeblich die Leistungsfähigkeit von Werkzeugen in der spanenden Bearbeitung. Gängige Schneidwerkzeuge basieren häufig auf Hartmetallen, deren zentrale Bestandteile aus sozialer, ökologischer und ökonomischer Sicht als kritische Ressourcen gelten. Auch die Hartmetallpreise sind aktuell schwer kalkulierbar und setzen die Werkzeughersteller vor große Herausforderungen. 

Um die Abhängigkeit von ressourcenkritischen Hartmetallen zu reduzieren und gleichzeitig leistungsfähige Werkzeuge für die CFK-Bearbeitung bereitzustellen, sind alternative Schneidstoffe zu untersuchen. Eine Möglichkeit hierzu sind keramische Schneidstoffe. 

Bei diesen keramischen Schneidstoffen kommt die üblicherweise verwendete Löttechnologie durch die hohe thermische Belastung und den dadurch bedingten Verzug jedoch an Ihre Grenze. Hier setzte das Projekt »DuoDrill« an: Erklärtes Ziel war es, mit der Klebtechnologie für den Anwendungsfall eines Wendeschneidplatten-Bohrwerkzeuges mit keramischen Schneiden und metallischen Schaft für die CFK-Bearbeitung eine Alternative zu schaffen.

In Zusammenarbeit mit der Jakob Schmid GmbH und der Himmelwerk Hoch- und Mittelfrequenzanlagen GmbH wurden Bohrwerkzeuge mit aufgeklebten keramischen Schneiden untersucht, getestet und entwickelt. Kerninhalte des Projektes waren:Anwendungsbezogene Anforderungsanalyse für das Bohren von faserverstärkten Kunststoffen,

• Auswahl geeigneter kermaischer Schneidstoffe für die Bearbeitung von CFK in Modellversuchen,
• Auswahl geeigneter langzeitbeständiger Klebstoffe mit entsprechend abgestimmter Oberflächenvorbehandlung,
• Induktiv beschleunigte Aushärtung von Klebstoffen,
• Simulative Optimierung der Fügestelle,
• Automatisierungskonzept zur Fertigung,
• Validierungsuntersuchungen geklebter Bohrwerkzeuge.

Das Projekt hat gezeigt, dass ressourcenunkritische, geklebte Bohrwerkzeuge mit keramischen Schneiden technisch realisierbar und einsatzfähig sind. Mit diversen Werkzeugen wurden mehre Bohrungen durchgeführt und auch verschlissene Werkzeuge durch Austausch des Bohrkopfes wieder einsatzfähig gemacht. 

Damit liefert DuoDrill einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Weiterentwicklung der spanenden Fertigungstechnologie im Leichtbau.

Aktuell finden weitere Untersuchungen zu anderen Anwendungsfällen statt, um die Vorteile der Klebtechnik (geringere thermische Belastung, geringerer Verzug, Einsatz alternativer Schneidstoffe) für ein breites Anwendungsspektrum im Rahmen der Werkzeugindustrie nutzbar zu machen.