Werkzeugstandzeit maximieren mit modernster Werkzeugtechnik, Werkzeugpfaden und CAM-Innovationen

HPC-Werkzeuge wie der CoroMill Plura erhöhen die Metallabtragsraten, indem sie höhere Vorschübe ermöglichen, während sie kontinuierlich im Schnitt engagiert bleiben. Bild mit freundlicher Genehmigung von Sandvik.

Neue Arten von Werkzeugtechnik und Werkzeugpfadstrategien sowie neue CAM-Funktionen, um diese zu nutzen, haben es Werkstätten ermöglicht, Werkzeuge aggressiver und länger laufen zu lassen, um qualitativ hochwertigere Teile herzustellen. Diese Veränderungen sind für Experten sichtbar, die an einer dieser Technologien arbeiten, und mehrere Gespräche, die meine Kollegen und ich mit Schneidwerkzeugherstellern geführt haben, haben Licht auf die Entwicklungen geworfen, die Jobshops heute nutzen können.

Neues in der Werkzeugtechnik

Chris Monroe, ein Mass Production Solution Specialist bei Sandvik, sprach kürzlich mit mir über Entwicklungen im High-Performance Cutting (HPC) und High-Speed Machining (HSM) Werkzeugtechnik und wie Werkstätten neue Generationen dieser Werkzeuge optimal nutzen können.

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Er sagt, HPC profitiert von neuen Optimierungen in der Werkzeuggeometrie, insbesondere ungleiche Spiralen und konische Kerne mit Konizität, die sich zum Werkzeugfuß hin erstrecken. Ungleiche Spiralen verwenden unterschiedliche Steigungswinkel in verschiedenen Abschnitten des Werkzeugs, um Resonanzen zu reduzieren. Dies verbessert die Werkzeugstabilität und ermöglicht es Werkstätten, die Werkzeuge härter zu fahren, während sie eine hohe Werkzeugstandzeit beibehalten. Konische Kerne erhöhen die Werkzeugsteifigkeit und reduzieren Vibrationen, Verbesserungen, die ebenfalls die Werkzeugstandzeit verlängern.

HSM-Werkzeuge, so sagt er, sehen Werkzeugstandzeitverbesserungen durch Beschichtungsoptimierungen, da Hochgeschwindigkeits-Werkzeugpfade viel Hitze im Schnitt erzeugen. Diese Verbesserungen müssen nicht von neuen Beschichtungsformulierungen stammen, da Sandvik die Lebensdauer seiner Werkzeuge durch den Einsatz neuer PVD-Beschichtungstechniken verlängert hat, um bewährte Beschichtungen so zu schichten, dass sie besser an der Werkzeugtechnik haften.

Neues in Werkzeugpfaden

John Giraldo, ein Aerospace Engineering Manager für Sandvik, führte meinen Kollegen Brent Donaldson Ende 2025 durch Werkzeugpfade für Blisk-Schruppen. Einige dieser Werkzeugpfade stimmen mit HPC-Techniken wie High-Feed-Seitenfräsen überein, das einen kleinen radialen Überdeckungsmaß mit voller Schneidenengagement bei hohen Vorschüben kombiniert, um Schneidkräfte zu reduzieren und die Effizienz zu verbessern.

Giraldo sprach auch von Kurvennutfräsen, das einen scheibenförmigen Fräser verwendet, der dem 3D-Profil zwischen Blisk-Schaufeln folgt, während er kontinuierlich engagiert bleibt, um Nicht-Schneidezeit zu reduzieren. In einem Test mit einem für diesen Vorgang hergestellten Fräser bearbeitete Giraldo 17 Inconel-Nuten in je 13 Minuten, wobei er eine einzige Schneide jedes der Fräsereinsätze verwendete. Nach einiger Optimierung des Programms halbierte er die Zykluszeiten.

Neues in CAM-Unterstützung

Diese Art von Optimierungen ist der Grund, warum Monroe empfiehlt, CAM-Software auf dem neuesten Stand zu halten. Fortgeschrittene Funktionen in CAM können Teilezykluszeiten verringern, während sie gleichzeitig die Programmierzeit reduzieren. Er verweist auf Funktionen, die enge Ecken angehen, als Beispiel. Diese Details erfordern sorgfältige Geschwindigkeitsverwaltung, um zu verhindern, dass das Werkzeug gegen das Teil schlägt, während schnelle Geschwindigkeiten beibehalten werden. CAM-Software kann die notwendigen Berechnungen durchführen, ohne Ihr Programmierteam zu überlasten.

Tom Funke, CAM- und Anwendungsspezialist bei Sandvik für die Luft- und Raumfahrt, Weltraumforschung und Verteidigungsmärkte, sprach auch mit mir über neue CAM-Funktionen, die bei der Produktivität helfen. Er sagt, die letzten fünfzehn Jahre haben eine weit verbreitete Einführung fortgeschrittener CAM-Funktionen wie trochoidales Drehen gesehen, eine Methode zum Drehen von Taschenutten, bei der ein runder Einsatz einem Zickzack-Werkzeugpfad folgt und das Material nie verlässt, was sowohl Metallabtragsrate als auch Werkzeugstandzeit maximiert. Selbst in den letzten fünf Jahren hat sich die fünfachsige dynamische Fräsbearbeitung von einem zeitaufwendigen Programmierprojekt zu einem von großen CAM-Softwareanbietern unterstützten und straff geführten Prozess entwickelt.