Was ist High Speed Cutting?
High Speed Cutting – die Hochgeschwindigkeitszerspanung – ist ein Verfahren, bei dem CNC-Fräsmaschinen Metallteile zerspanen können. Schnittgeschwindigkeit und Drehzahlen der Werkzeuge sind extrem hoch (der Erhöhungsfaktor liegt zwischen fünf und zehn), die Spandicke, die dabei anfällt, ist jedoch sehr viel geringer als im Vergleich zu anderen Zerspanungsverfahren. Gleichzeitig sind die Oberflächenqualitäten extrem hoch. Das Hochgeschwindigkeitsfräsen (HSC), wie das High Speed Cutting auch genannt wird, verbesserte seit seiner Einführung die Wettbewerbsfähigkeit des deutschen Maschinenbaus ungemein. Die Produktivität ist unter Anwendung dieses Verfahrens deutlich höher. High Speed Cutting wird vor allem dort angewendet, wo es auf hohe Anforderungen hinsichtlich der Zerspanungsleistung sowie der Oberflächenqualität ankommt. In erster Linie ist das im Formen- und Werkzeugbau der Fall. Auch komplexe dreidimensionale Konturen lassen sich dank des Hochgeschwindigkeitsfräsens leicht herstellen. Des Weitere wird das High Speed Cutting in der Luft- und Raumfahrttechnik bzw. in der Herstellung dort benötigter Werkteile eingesetzt.
Werkzeuge für das Hochgeschwindigkeitsfräsen
Neben der geeigneten Software für das Hochgeschwindigkeitsfräsen werden spezielle Fräser benötigt. Sie bestehen aus feinst- und feinkörnigem Hartmetall. Dieses wird zusätzlich mit einem speziellen Hartstoff beschichtet. Damit sind verschiedene Schneidengeometrien möglich. Kugelfräser werden eingesetzt, damit die Konturen der 3D Werkstücke bearbeitet werden können. Vor allem bei kleinen Abständen zwischen den einzelnen Fräserbahnen wird eine hohe Oberflächengüte nur dann erreicht, wenn die Konturen einzeln bearbeitet werden. Zylindrische Werkzeuge, die über einen Eckenradius verfügen, werden zum Schruppen eingesetzt. Weitere Tools sind die Schneidstoffe, hier werden polykristalliner Diamant und polykristallines kubisches Bornitrid eingesetzt. Der Antrieb der Werkzeuge erfolgt über die Motorspindeln, damit sind auch hohe Rotationsgeschwindigkeiten möglich und die Bearbeitung der Werkstücke kann sehr präzise erfolgen.
Anforderungen und Funktionen einer Software für das Hochgeschwindigkeitsfräsen
Das Hochgeschwindigkeitsfräsen kann nur optimal gesteuert werden und tatsächlich die Produktivität in der mechanischen Metallbearbeitung erhöhen, wenn die richtige Software eingesetzt wird. Modernde CAD/CAM-Programme müssen daher hochwirksam sein. Wichtig ist, dass die Software in der Lage ist, die wechselnden Anforderungen, auf die es in der Fertigung ankommt, spielend zu bewältigen und sich diesen flexibel anzupassen. Der Bediener im Werkzeug- oder Formenbau soll durch die Software optimal unterstützt werden. Wichtige Funktionen einer CAD/CAM-Software für das Hochgeschwindigkeitsfräsen sind zum Beispiel das Einlesen von CAD-Daten in verschiedenen Dateiformaten sowie ein integriertes CAD-Modul zum Erstellen und Editieren von 3D-Formen. Sehr wichtig ist auch eine schnelle Grafikanzeige. Eine Simulation soll den Fertigungsprozess darstellen können.
Woran ist eine gute Software für das Hochgeschwindigkeitsfräsen erkennbar?
Eine gute Software lässt sich daran erkennen, dass sie den kompletten Fertigungsprozess steuern und abbilden kann. Das heißt, begonnen bei der Modellierung des Werkstückes über die Vorbereitung der Fertigung bis hin zur Fertigstellung des Produkts muss die Software sämtliche Arbeitsschritte abbilden und unterstützen können. Dabei muss die Geschwindigkeit bei der Verarbeitung hoch sein, außerdem muss die Bedienbarkeit der CAD/CAM-Software stets leicht bleiben. Nur so lässt sich eine höhere Produktivität erreichen. Einige Softwareanbieter für das High Speed Cutting bieten separate Programme an, die beispielsweise die Konstruktion, die Überprüfung oder die Herstellung einfacher und komplexer Formen in 3D ermöglichen. Richtig gut ist eine Software aber erst, wenn sie alle diese einzelnen Programme beinhaltet.
Vorteile der Nutzung einer Software für das Hochgeschwindigkeitsfräsen
Wird eine Software für das Hochgeschwindigkeitsfräsen eingesetzt, so kann die komplette Fertigung in jedem einzelnen Schritt verfolgt werden. Dank der Software ist der Bediener sogar in der Lage, Werkzeug und Halter auf mögliche Kollisionen hin zu überprüfen. Maschinenbewegungen können simuliert werden, wobei einzelne Teile der Maschine ausgeblendet werden können. Damit können Werkstücke schon während der Fertigung aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden. Dank der Software können Aussagen über die voraussichtliche Dauer der Bearbeitung getroffen werden, es werden Informationen zu Werkzeugen und Operationen gegeben und das an jedem beliebigen Punkt der Fertigung. Eine nähere Betrachtung einzelner Bereiche ist ebenfalls möglich.
