4 Schneidwerkzeug-Trends, die Metallbearbeitung & Fertigung prägen

Zwei führende Schneidwerkzeughersteller bereiten sich auf die Zukunft der Teilefertigung vor. Wir blicken auf aktuelle Innovationen – mit einem genauen Blick darauf, wohin sich Werkzeuge entwickeln.

Von proprietären Luftfahrtmetallen über Polymere und Carbonfaser-Verbundwerkstoffe bis zu 3D-gedruckten Teilen aus Metallpulvern – die Materialien von morgen entwickeln sich rasant.

Wohin entwickeln sich Schneidwerkzeuge und Werkzeughalter für diese Materialien? Werden Kosten, Standzeit oder Vorhersagbarkeit der treibende Faktor neuer Werkzeugentwicklungen sein?

Wie wichtig wird Echtzeit-Feedback von Werkzeugen? Sind Industrie 4.0 und das Industrial Internet of Things (IIoT) nur Hype, oder stehen wir an der Schwelle zu einer spielverändernden Evolution in der Metallbearbeitungstechnologie?

Was auch das Ergebnis sein mag – Schneidwerkzeuglieferanten und -hersteller nehmen diese mutige neue Welt an.

Schneidwerkzeug-Trend #1: Internet-of-Things-Integration

Wer diese Fragen nicht stellt, könnte in 10 Jahren zurückblicken und wünschen, man hätte anders gehandelt. Nicht nur bringen die meisten Schneidwerkzeughersteller neue Hartmetalle, Beschichtungen und Geometrien in atemberaubendem Tempo auf den Markt – viele erwarten, dass Digitalisierung der klare Pfad für Betriebe wird, die angesichts einer technologisch versierteren Belegschaft Produktivität steigern wollen.

Darunter ist Sandvik Coromant. Das Unternehmen hat ein ganzes Ökosystem aus Dashboards und Visualisierungstools entwickelt, um Kunden die vermeintlichen Vorteile von Industrie 4.0 und IIoT nutzbar zu machen. Die CoroPlus Connected-Solutions-Plattform verspricht bislang unmögliche Einblicke in Maschinenauslastung und andere Effizienzmetriken. Ähnlich bieten DTH-Plus-getriebene Werkzeughalter vorausschauende Wartungsfunktionen, um Stillstandszeiten an Dreh-Fräs-CNC-Drehmaschinen zu reduzieren.

Magnus Ekbäck, VP Strategie und Geschäftsentwicklung bei Sandvik Coromant, hielt auf der IMTS 2018 eine Keynote, wie Digitalisierung die diskrete Fertigung umgestalten wird.

Er diskutierte Haupttrends: Bedarf an mehr Informationen, wachsender Fachkräftemangel, Notwendigkeit besserer Entscheidungen in Design- und Planungsphasen. All dies lässt sich durch größere Konnektivität und Datenzugriff adressieren.

Sehen Sie Sandvik Coromants digitale Vision in unserem Interview mit Jeff Rizzie, Director Digital Engineering, Sandvik Coromant auf der IMTS 2018.

Schneidwerkzeug-Trend #2: Schwingungsreduktion beim Drehen

Ein bemerkenswertes Beispiel ist das Silent Tools Plus-Programm des Werkzeugherstellers, entwickelt zur Schwingungsreduktion und Verbesserung der Bohrungsqualität bei langreichweitigen Innendrehoperationen. Praktisch alle großen Werkzeughersteller bieten gedämpfte Bohrbarten-Technologie für diese oft problematische Anwendung.

Sandvik Coromant geht einen Schritt weiter: Werkzeuge mit Bluetooth-fähigen Sensoren plus mobiler App zur aktiven Überwachung der Bohrbedingungen.

Wie Ekbäck anmerkte, werden Fertigungsdesign und -planung in zukünftigen Werkstätten immer wichtiger. Cloud-basierte Utilities wie CoroPlus ToolGuide und ToolLibrary straffen die Werkzeugbahnprogrammierung und helfen Bedienern, Bearbeitungsprozesse lange vor dem ersten Span zu optimieren.

Kennametals NOVO-Programm bietet ähnliche Fähigkeiten mit seiner „Art to Part to Profit“-Suite digitaler Tools. Nutzer können digitale Modelle von Schneidwerkzeugen und -haltern auswählen und herunterladen, Anwendungsratschläge erhalten, Leistung simulieren und feinabstimmen.

Um Kennametals NOVO-Programm besser zu verstehen, sehen Sie dieses Video.

Schneidwerkzeug-Trend #3: Schaftfräser, Bohrer und der Dünnspan-Effekt

Es mangelt nicht an Werkzeugen: Kennametal ist nur eines der Unternehmen, das im vergangenen Jahr eine Vielzahl hochleistungsfähiger, anwendungsspezifischer Schaftfräser und Bohrer eingeführt hat. Der KOR 5 Kühlmittel-gespeiste, fünfschneidige, spanbrecher-ausgestattete Hartmetall-Schaftfräser wird als „König des Schruppens“ in Aluminium beworben.

Das proprietäre Nuten-Design des HARVI I TE Schaftfräsers verspricht ähnliche Leistung in Stahl, rostfreiem Stahl, Gusseisen und Hochtemperaturlegierungen. Der KenTIP FS Bohrer soll Vollhartmetall-Leistung in kosteneffizientem Moduldesign bieten. Wendeschneidplatten-Fräser wie Mill 4-12^KT und HARVI Ultra 8X heben die Latte für Hochleistungsfräsen weiter an.

Sandvik Coromant ruhte sich nicht nur auf digitalen Lorbeeren aus. Der CoroDrill DS20 ist für tiefe, hochpräzise Bohrungen konzipiert, der CoroDrill 863 zielt auf Luftfahrt-Lochbearbeitung in kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen und metallgestapeltem Aluminium/Titan in Flugzeugstrukturen ab.

Besonders bemerkenswert: Sandvik Coromants Rolle als Disruptor. CoroCut QD Abstechwerkzeuge nutzen die Y-Achse hochwertiger CNC-Drehmaschinen, um Standzeit und Vorschübe bei Abstecharbeiten signifikant zu erhöhen. Ebenso nutzt CoroTurn PrimeTurning^TM den Dünnspan-Effekt – dasselbe Phänomen, das trochoidale Frässtrategien so erfolgreich macht – indem es Teile in völlig unorthodoxer Richtung dreht: weg von der Spindel.

Schneidwerkzeug-Trend #4: 3D-Druck in der Fertigung

Beide Riesen verfolgen eine weitere innovative Werkzeugstrategie mit einer Technologie, mit der immer mehr Hersteller vertraut sind: 3D-Druck.

Sandvik Coromant erzielte großen Erfolg beim autonomen Fahrzeughersteller Local Motors mit dem CoroMill 390 – ein leichtes, additiv gefertigter Wendeschneidplatten-Fräser, der die Fräszeit an einem Verbundwerkstoff-Shuttle-Chassis Berichten zufolge um 95 % reduzierte. Dank Schnellwechsel-Capto-Kopf auch Rüstzeiten reduziert.

Kennametal nutzt ebenfalls 3D-Druck. Als ein Kunde Schwierigkeiten hatte, ein Paar koaxialer Bohrungen in einem E-Motor-Gehäuse zu reiben (Werkzeug zu schwer für die Bearbeitungszentrale), entwickelten Kennametal-Ingenieure einen kundenspezifischen, 3D-gedruckten Wendeschneidplatten-Reibahle, der nicht nur das Werkzeuggewicht halbierte, sondern auch die anspruchsvollen Genauigkeits-, Rundheits- und Oberflächenanforderungen des Automobilherstellers erfüllte.

Diese Erfolgsgeschichten repräsentieren einen weiteren Trend: kundenspezifische Werkzeuge. Wenn Standardwerkzeuge nicht ausreichen oder höhere Produktivität gefordert ist, nutzen diese Hersteller ihr tiefes Engineering-Wissen für Lösungen – von einfachen Kombiwerkzeugen (Bohren-Senken-Anbohren) bis zu 3D-gedruckten leichten Reibahlen.

Was auch der Bedarf: Additive Fertigung wird tiefgreifende Auswirkungen auf Schneidwerkzeuglieferanten und Anwender haben. Zur Beantwortung der früheren Frage („Was ist am wichtigsten: Kosten, Standzeit oder Vorhersagbarkeit?“) lautet die Antwort: Alles davon – plus Daten-Transparenz und Konnektivität.

Welche Innovationen in der Schneidwerkzeugtechnologie interessieren Sie am meisten? Teilen Sie Ihre Meinung und Fragen im Metallbearbeitungs-Forum.