Gefrästes Aluminium: 3 wesentliche Fakten zu HSM & Anwendung

Veröffentlicht 22.10.2018 | WayKen Rapid Manufacturing

High-Speed-Milling (HSM) nicht neu – Formenbau nutzt es seit Jahrzehnten. Einst: Kleine Werkzeuge, hohe Spindeldrehzahlen. Heute: breiteres Anwendungsspektrum. Alu-Legierung = meistgenutztes NE-Metall, reifer Markt. Was passiert bei HSM + Alu?

Entwicklung des High-Speed-Fräsens

1. Konzeptionsphase (1990er)

Fokus: Gesamtkonzept, Spindeln bis 200.000 min⁻¹. Hohe Drehzahlen & Vorschübe priorisiert. Forschung zeigte: hohes Risiko bei Werkzeug/Maschinen-Mismatch.

2. Optimierung der Fräsapplikation

Faktoren: Schnittkraft, Oberflächenbeschaffenheit, Spanabtragsrate, Standzeit, Sicherheit. Optimierung essenziell. Maschinbauer, Softwareentwickler, Werkzeughersteller, HSM-Forschung → breitere Praxisanwendung. Prozess nicht nur Theorie, sondern Shopfloor-Reality.

3. Werkzeuginnovation

Innovative Fräser machen HSM praxisnah & profitabel (Formenbau). Regel: Maschine, Software, Werkzeug gleichwertig. Werkzeuentwicklung → höhere Performance. Geschwindigkeit (Spindel, Schnitt, Vorschub) ist Key. HSM durch Optimierung von Schnittgeschwindigkeit oder Vorschub erreichbar.

Neuentwicklung im Aluminiumfräsen

Bei HSM & Wendeschneidplatten: Sichere Plattenbefestigung = Priorität. Steigende Spindeldrehzahlen & Tischvorschübe (besonders Alu) → hohe Zentrifugalkräfte → Belastung auf Plattenhalter.

FEM-Analyse der Lastverteilung → bessere Lösungen & funktionsfähige Modelle für Wendeschneidplatten, optimierte Kühlung, Spanabfuhr (Kühlkanal & -austritt). Resultat: Neue HSM-Werkzeuggeneration für Alu-Legierungen.

Beispiel: CoroMill 790 Wendeschneidplattenfräser für HSM-Alu. Einsatz: Hohlraum-, Kanten-, Nuten-, Konturfräsen (Formenbau). Befestigung: spezialisiertes Platten-Messer-Interface. Gezahnte Anlagefläche (Plattengrund & Plattenrückseite) → Sicherheit & Präzision bei HSM.

Anwendbar auf Planscheibenfräser für Alu-Zerspanung (Guss: Formen, Motorblöcke, Getriebegehäuse). Halbschlichten bis Feinstschlichten. Schnittgeschwindigkeiten bis 8.000 m/min → positiver Spanwinkel aus Hartmetall, PKD oder CBN. Einfache Axialjustierung, Kraftausgleich, breites Einsatzfeld, präziser Übermaß. Gleichmäßige Belastung → ruhigerer Schnitt, längere Standzeit.

Gefrästes Alu in der Automobilfertigung

Alu-Anteil im Auto steigt. Jaguar XF Langversion: 75 % Alu-Karosserie (nur 4 Türen Stahl). Wo wird Alu verbaut?

• Räder: Fast alle Alu (6061). Reduziert Verbrauch deutlich.
• 4 Türen + 2 Hauben (Motor/Kofferraum): 5182 Alu – exzellente Umformbarkeit absorbiert Aufprallenergie → Insassenschutz.
• Fahrgestell: Querlenker-Unterseite: 5083, 5754, 6061.
• Kraftstofftank, Kühler, Batteriewanne (E-Fahrzeuge): Alu-Legierungen.

Möglichkeiten sind unbegrenzt

Metallindustrie: Rohstoff → Verarbeitung → Recycling ohne Ressourcenverschwendung/Umweltschaden. Alu: umweltfreundlich, recyclingfähig → passt zum Nachhaltigkeitstrend. Fräsprozess eröffnet Alu neue Lebensbereiche.