OSG stellt Aluminium-Fräswerkzeuge der nächsten Generation vor, die Werkzeugstandzeit und Produktivität verdoppeln

Wenn Werkstätten Fräswerkzeuge kaufen, haben sie zwei primäre Überlegungen: Werkzeugstandzeit und Produktivität. Diese Parameter haben leider, was Ingenieure als negative Korrelation bezeichnen.

Das ist eine technische Art zu sagen: Wenn das eine steigt, sinkt das andere.

„Man kann generell nicht beides haben, weil je härter Sie ein Werkzeug vorschieben, desto mehr wird es verschleißen“, sagt Daniel Dominski, Application Engineer bei OSG, einem führenden Lieferanten von Schaftfräsern und anderen Schneidwerkzeugen für Branchen von Luft- und Raumfahrt bis Automobil und Schwerindustrie.

Es ist ein Dilemma, das OSG mit seinen A Brand AE-N Schaftfräsern anging – dreischneidigen Werkzeugen mit einer diamantähnlichen Kohlenstoffbeschichtung (DLC), die erhöhte Glätte und Verschleißfestigkeit bietet, und einem größeren Kerndurchmesser, der höhere Betriebsgeschwindigkeiten ermöglicht, ohne das Werkzeug zu überlasten und seine Lebensdauer zu verkürzen.

Längere Werkzeugstandzeit bringt große Einsparungen

Das ist ein Win-Win für Werkstattbudgets: Nicht nur sparen sie Werkzeugkosten, die typischerweise weniger als 5 Prozent der Produktionskosten ausmachen, sie sparen auch bei Arbeitskosten und Maschinen, die zusammen mehr als die Hälfte ausmachen.

Obwohl die Werkzeuge ein höheres Preisschild als konventionelle hellbeschichtete Alternativen haben, „kann die Steigerung der Werkzeugstandzeit durch unsere DLC-Beschichtungen zu großen Kosteneinsparungen führen“, sagt Dominski.

Um Kunden zu zeigen, wie, besucht OSG Werke persönlich und erstellt Kosteneinsparungsdokumentationen. Insgesamt ist das Ergebnis für Werkstattkunden etwas wie die Konsumentenerfahrung, mehr für einen hochwertigen Wintermantel zu zahlen, der 10 Jahre hält, statt einen Discount zu kaufen, der vielleicht gerade eine Saison überlebt.

„Sie bekommen ein Werkzeug mit außergewöhnlicher Werkzeugstandzeit“, sagt er. „Sie benötigen möglicherweise weniger Werkzeugwechsel und erhalten bessere Produktivität von diesem Werkzeug, weil es mit höheren Geschwindigkeiten läuft.“

Die A Brand Serie stellt ein Upgrade von OSGs älteren Blizzard-Fräsern dar, die DLC-Beschichtungen nur als Modifikationen anboten, was ein paar Wochen Lieferzeit hinzufügte.

Die AE-N-Fräser „bieten eine Premium-Lösung direkt ab Lager, ohne Wartezeit auf Modifikationen“, sagt Dominski.

Schnell wachsender Markt

Die schnellere Lieferung schärft OSGs Wettbewerbsvorteil im lukrativen Schneidwerkzeugmarkt, der laut globalem Technologieforschungs- und Beratungsunternehmen Technavio durchschnittlich 3,96 Prozent pro Jahr bis 2025 wachsen soll – eine Expansion von etwa 4,26 Milliarden Dollar. Das ist ungefähr ein Drittel des 12,6 Milliarden Dollar Wachstums, das Technavio für den gesamten Metallbearbeitungsmarkt prognostiziert, mit steigender Nachfrage aus Öl, Gas und Automobilindustrie.

Für Werkstätten, die versuchen, diese Nachfrage zu befriedigen und gleichzeitig Gewinnmargen zu halten oder zu steigern, haben OSGs AE-N-Werkzeuge ausreichende Steifigkeit, um Einbahn-Finishbearbeitung zu ermöglichen und dicke Aluminiumplatten so leicht zu bearbeiten, als wären sie Wachs.

Das liegt teilweise am dreischneidigen Design. Obwohl es eine langsamere Vorschubrate hat – die Geschwindigkeit, mit der der Fräser entlang und durch das Werkstück fährt – als die zunehmend beliebten fünfschneidigen Designs, entfernt es mehr Kubikzoll Material pro Minute, sagt Dominski.

Bei der Langversion der A Brand, der AE-TL-N, erhöhte das Unternehmen die Kerndicke auf 50 Prozent des Durchmessers von 38 Prozent, ein Schritt, der Rattern unterdrückt und die damit verbundene Leistungsminderung vermeidet.

Der dickere Kern kann die Vibrationskräfte besser abfedern, die exponentiell zunehmen, wenn die Länge im Verhältnis zum Durchmesser wächst, sagt er.

„Sie wollen den großen Kern, um dem Werkzeug zu helfen, steif zu bleiben und dort zu bleiben, wo es hingehört“, erklärt Dominski. „Andernfalls tritt Durchbiegung auf, was zu einer schrägen Wand und schlechter Oberflächenqualität führt.“

AE-N Fräswerkzeuge

Erhöhte Steifigkeit liefert auch höherwertiges Finish mit weniger Vibrationsspuren, die eine inhärente Herausforderung beim Fräsen und in der Bearbeitung insgesamt darstellen.

„Man kann Ratterslinien sehen, wo der Schaftfräser vibriert, was die Oberflächenqualität des Teils reduziert“, sagt Dominski. „Der größere Kern beim Langwerkzeug mildert all das für uns ab.“

Die Nutengeometrie der Fräser erzeugt indessen eine geschlossene Hakenform zwischen den Schneidkanten, sodass bei Seitfräsarbeiten die abgefrästen Späne hinter dem Werkzeug weggeschleudert werden, ähnlich wie bei einem Maschinengewehr oder Brunnen, sagt Dominski.

Bei älteren und konventionelleren Modellen mit flacherem Kern war die Tasche zwischen den Flutkanten halbkreisförmig geformt, was die Wahrscheinlichkeit erhöhte, dass Späne zwischen Werkzeug und Werkstück hängenbleiben, was Produktionszeit erhöht und Qualität mindert.

AERO Serie

Die A Brand VTS-N-Variante, deren mittlere Schneidkante für Eintauchfräsen genutzt werden kann, dämpft Vibrationen weiter durch variable Spiralwinkel und ungleiche Teilung zwischen den Schneidezähnen, laut OSG. Der wischerähnliche Effekt ihrer flachen Kanten ergibt eine höhere präzisionsbearbeitete Oberflächenqualität.

OSGs Business Case für die Entwicklung der AE-N-Serie war die Schließung der Lücke, die zuvor zwischen seinen Universal-Schaftfräsern und der Spitzen-AERO-Serie bestand, die speziell für Luftfahrtunternehmen entwickelt wurde, deren CNC-Maschinen hohe Leistung und entsprechend hohe Vorschubraten haben.

„Nicht jeder hat eine Multi-Millionen-Dollar-CNC-Maschine“, sagt Dominski. „Es ist ein sehr Nischenprodukt. Die AE-N-Serie baut auf der AERO-DLC auf, überbrückt aber die Lücke und ermöglicht den Einsatz an Maschinen jeder Leistungsklasse.“

Wie balancieren Sie das Bedürfnis, die Werkzeugstandzeit so weit wie möglich zu verlängern, mit der Nachfrage nach höherer Produktivität? Sagen Sie uns in den Kommentaren unten.