Spiegelnde Schönheit, glänzende Kurven und Hochkaräter. Keine Szene vom roten Teppich einer Filmpreisverleihung, sondern ein „glänzender“ Anwendungsfall aus dem Werkzeug- und Formenbau. Um spiegelnde Oberflächen und Ebenheiten im Nanometerbereich zu erzeugen, bietet HORN mit seinem Diamantwerkzeug-Portfolio und seinem Know-how unterschiedliche Lösungen. Zusammen mit DMG MORI bestätigte der Werkzeughersteller in Verbindung mit einer präzisen Maschine die Leistungsfähigkeit von monokristallinen Diamantwerkzeugen. 

Große Herausforderung
Die Sinuskurve ist ein bekannter Begriff aus der Mathematik und Physik. Sie ist zweidimensional dargestellt auf einem Blatt Papier oder in bewegenden Wellen auf einem elektronischen Messgerät. Eine Sinuskurve dreidimensional aus dem Vollen zu fräsen ist mit heutiger CAD-CAM-Technik keine große Herausforderung für erfahrene Anwender. Aber um die Oberfläche so zu schlichten, dass man sich darin spiegeln kann, bedarf es einiges mehr. So holten sich die Anwendungstechniker von DMG MORI die Unterstützung von HORN, als sie die Idee hatten, eine Hochglanz-Sinuskurve als Demo-Werkstück auf der eigenen Hausaustellung zu fertigen. „Wir wollten die hohe Oberflächengüte mit thermischer Langzeitgenauigkeit und den Diamantfräsern von HORN zeigen und somit das einmalige Maschinen- und Kühlkonzept zum Ausdruck bringen“, so Marcus Krüger, Leiter Anwendungstechnik von DECKEL MAHO in Seebach, ein Tochterunternehmen des DMG MORI Konzerns.

Von entscheidender Bedeutung ist eine gute Symbiose aus Werkzeug, Maschine und den Umfeldbedingungen. Beim Schlichten kamen drei mit monokristallinen Diamanten (MKD) bestückte Werkzeuge zum Einsatz: Für die Planflächen ein Planfräser und für die Flanken ein Umfangsfräser. Beide Werkzeuge mit 12 mm Durchmesser. Bei den konvexen Flächen kam ein Kugelfräser mit 10 mm Durchmesser zum Einsatz. Aufgrund der hohen Präzisionsanforderung an den Rund- und Planlauf sind alle Werkzeuge zur Hochglanzzerspanung einschneidig ausgelegt. Um Oberflächengüten kleiner Rz 0,1 zu erzeugen, spielt die Qualität der Werkzeugschneidkante die entscheidende Rolle. Diese ist von Hand poliert und unter 200-facher Vergrößerung absolut schartenfrei.

Außer den MKD-Werkzeugen muss auch die eingesetzte Maschine den hohen Anforderungen an Präzision, Wärmegang und Qualität der Spindel gewachsen sein. Die Wahl der DMG MORI Anwendungstechniker fiel auf die HSC 70 linear. Durch die thermosymmetrische Portalbauweise mit einem aktiven Kühlkonzept gewährleistet diese Maschine die nötige Präzision, bei einem sehr geringen Wärmegang. Des Weiteren ist die Spindel mit einer Wellenkühlung ausgestattet, was eine um 70 Prozent geringere Ausdehnung des Werkzeugs bedeutet. Entwickelt für den Werkzeug- und Formenbau, erfüllt die Maschine die hohen Anforderungen der Hochglanzzerspanung.

Spiegelglanz ohne Polieren
Von der Idee bis zur Umsetzung vergingen drei Wochen. In dieser Zeit feilten die Anwendungstechniker von HORN und DMG MORI an den Schnittparametern, CAD-Daten, CAM-Strategien und weiteren Optimierungen. Die Strategie zur Schlichtbearbeitung gestaltet sich wie folgt: Die Sinuskurve aus Aluminium mit den Maßen 500 x 220 x 120 mm wird nach dem Schruppen mit einem äquidistanten Aufmaß von 0,05 mm vorgeschlichtet. Die Finish-Bearbeitung mit MKD-Werkzeugen startet mit den konkaven Radien, bei einer Bearbeitungszeit von rund sechs Stunden. Hierbei zeilte das Werkzeug die Kontur in zwei Achsen ab. Danach folgten die Planflächen mit 46 Minuten sowie die Flanken mit 33 Minuten. Die Gesamtzeit von rund 7,5 Stunden klingt lang, aber die mit MKD-Werkzeugen erzeugten Oberflächen verlangen kein Nachpolieren.
Das Anwendungsspektrum des Hochglanzfräsens ist groß. Besonders im Werkzeug- und Formenbau spart das Verfahren Polierarbeiten ein und erhöht gleichzeitig die Qualität in Ebenheit und Oberflächengüte. So kommt das Verfahren dort zum Einsatz, wo sich die Oberfläche der Form in den zu fertigenden Teilen widerspiegelt. Dazu gehören zum Beispiel PET-Blasformen oder Schokoladen-Gussformen. Neben dem Hochglanzfräsen bietet HORN in seinem Portfolio auch Lösungen zum Hochglanzdrehen mit MKD-Werkzeugen.

Kompetenter Partner
Die Zusammenarbeit zwischen den Anwendungstechnikern und Produktspezialisten von HORN sowie den Technikern von DMG MORI in Seebach verlief zielgerichtet und produktiv und folgte dem gemeinsamen Verlangen nach Höchstleistung. „Wir haben mit HORN und seinem Außendienst einen sehr kompetenten und immer hilfsbereiten Partner an unserer Seite, der uns bis jetzt auch in den schwierigsten Situationen weiterhelfen konnte“, so Krüger. Auch die Verantwortlichen von HORN bewerten die Zusammenarbeit positiv und konnten mit der Hochglanzbearbeitung der Sinuskurve ihr Know-how wieder unter Beweis stellen.

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