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Horn Blog

Hochglanz im Formenbau

Juni 2021
21
Autor: paulhorn
Firma: Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH
Hochglanz im Formenbau

Das Anwendungsspektrum des Hochglanzfräsens ist besonders im Werkzeug- und Formenbau groß und 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, wie auch im folgenden Praxisbeispiel:

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 zu fertigen. Die Anforderungen hatten dabei den Fokus vor allem auf die Oberflächengüte mit thermischer Langzeitgenauigkeit und das Aufzeigen des Maschinen- und Kühlkonzepts.

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.

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.

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