Katalog Composite Werkzeuge

Die zerspanende Bearbeitung von Kohlefaser-verstärkten Kunststoffen (CFK) erfordert besondere Aufmerksamkeit und spezielle Techniken aufgrund der einzigartigen Eigenschaften dieses Materials.
ACHTUNG: Die entstehenden Späne sind komplett Lungengängig, d.h. nach dem Einatmen wird der CFRP Staub in den Bronchien abgelagert.
Hier sind einige wichtige Aspekte bei der Bearbeitung von CFK:

1. Werkzeugauswahl:

   • Verwenden Sie hochwertige Werkzeuge, die für die Bearbeitung von Faserverbundwerkstoffen geeignet sind. Diamantbeschichtete oder PKD (polykristalline Diamant) Werkzeuge sind oft empfehlenswert. Je nach Werkzeuggeometrie resultieren unterschiedliche Schnittkräfte. Die anordnung der Werkzeugschneiden hat einen wesentlichen Einfluss auf die Schnittqualität der CFRP Oberfläche. Eine Delaminierung das heisst Faserbildung ist auf jeden Fall unerwünscht.

2. Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit:

   • Die Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit müssen sorgfältig auf die Materialien abgestimmt werden. Zu hohe Drehzahlen können zu Faserabrissen führen, während zu niedrige Drehzahlen die Standzeit der Werkzeuge verringern.
   • Hier einige Beispiele für Einsatzdrehzahlen bei Bohrer Durchmesser 6mm, Drehzahl 5000 rpm, Einsatz von Kühlschmierstoff, Bohrerschneide mit 2 Bearbeitungsschneiden
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3. Kühlung:

   • CFK erzeugt beim Zerspanen viel Wärme. Eine effiziente Kühlung ist wichtig, um die Lebensdauer der Werkzeuge zu verlängern und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche zu verbessern. In der Luftfahrtindustrie wird aus Sicherheitsgründen, um eine Überhitzung der CFRP Struktur zu verhindern, vorgefräst und anschliessend mit minimaler Zustellung nachgefräst.

4. Werkzeuggeometrie:

   • Die Werkzeuggeometrie sollte so ausgelegt sein, dass sie die Fasern schneidet, anstatt sie zu ziehen oder zu reißen. Spezielle Schneidkantenpräparationen können hilfreich sein.
   • Damit während der Bearbeitung von Bauteilen keine Werkzeugbrüche entstehen, werden bestehende Werkzeuge in der Länge gekürzt und weiterverwendet.
   • Das macht man zum Beispiel mit den allseits gebräuchlichen Pyramidenfräser für CFRP

5. Staubabsaugung:

   • Der beim Zerspanen von CFK entstehende Staub kann gesundheitsschädlich sein. Eine effektive Staubabsaugung ist daher notwendig, um die Exposition der Mitarbeiter zu minimieren. Wir bieten dafür unsere Staubabsaugung Aerotech System an, bei der ein Werkzeughalter fliegende Späne erfasst und in die Absaughaube lenkt.
   • Beim Nassfräsen von CFRP Platten wird der Staub mit dem Kühlmittel abgeführt.

6. Werkzeugüberwachung:

   • Integrieren Sie Systeme zur Werkzeugüberwachung, um frühzeitig Anzeichen von Verschleiß oder Beschädigungen zu erkennen. Dies ermöglicht eine rechtzeitige Wartung und verhindert Produktionsausfälle. 

7. Spanbildung und -abfuhr:

   • Die Spanbildung bei der Bearbeitung von CFK kann herausfordernd sein. Eine effiziente Spanabfuhr ist wichtig, um Verstopfungen und Beschädigungen des Werkstücks zu vermeiden.

8. Bearbeitungsstrategien:

   • Passen Sie die Bearbeitungsstrategien an, um Schwingungen und Vibrationen zu minimieren. Eine schrittweise Zerspanung und adaptive Steuerungen können dazu beitragen, die Oberflächenqualität zu verbessern. Neben dem Vorfräsen und nachfräsen ist auch ein Zahnvorschub bei der Zerpsanung von CFRP von 0,05mm/Zahn zu empfehlen.

9. Arbeitssicherheit:

   • Schulen Sie das Personal in Bezug auf die besonderen Anforderungen und Gefahren bei der Bearbeitung von CFK. Schutzkleidung und Sicherheitsvorkehrungen sind unerlässlich.

10. Qualitätskontrolle:

    • Implementieren Sie strenge Qualitätskontrollen, um sicherzustellen, dass die bearbeiteten Teile den spezifizierten Anforderungen entsprechen.

Die richtige Anpassung von Werkzeugen, Schnittgeschwindigkeiten und Kühlmethoden ist entscheidend, um hochwertige Ergebnisse und eine effiziente Produktion bei der Bearbeitung von kohlefaser-verstärkten Kunststoffen zu gewährleisten.