Mikro-Präzisionswerkzeuge

Durchdachte Tool-Konzepte

Zerspankompetenz endet bei Werkzeugherstellern längst nicht mehr beim Werkzeug selbst. Mikron Tool in Agno zeigt anhand effizienter Titanbohrer und abdrängungsfreier Mikrofräser, was Tools als Teil spanender Komplettlösungen leisten können.
21. Juli 2023
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Mikron Tool entwickelt hoch effiziente Titanbohrer und Mikrofräser. Ein ‘CrazyDrill Cool Titanium ATC/PTC‘ wie dieser bohrt sich mit maximaler Geschwindigkeit durch Titan und seine Legierungen bei dreimal längerer Standzeit als üblich und hoher Prozesssicherheit© Mikron Tool
Mithilfe hoch effizienter Präzisionswerkzeuge die Rentabilität steigern und Fertigungsprozesse beschleunigen, indem man dynamische Zerspanstrategien anwendet – das und dazu die Sicherstellung einer hohen Produktqualität steht heutzutage ganz oben auf der Agenda fortschrittlicher Hersteller von Werkzeugtechnik. Mikron Tool im schweizerischen Agno fühlt sich diesen Zielgrößen als ein − wie man betont − technologiebegeistertes Unternehmen besonders verpflichtet. Der Hersteller kreiert ständig Werkzeugideen und ganzheitliche Fertigungslösungen für den Highend-Markt.
Die Bearbeitung von Edelstahl betreffend, heißt eine konkrete Zielgröße: zehnmal schneller als unter heute geltenden Standards sein und mit einer bis zu fünfzehnmal längeren Standzeit des Werkzeugs bei zudem gesteigerter Prozesssicherheit zerspanen. Das alles ist beispielsweise mit dem Bohrwerkzeug CrazyDrill SST-Inox IK von Mikron Tool realisierbar.
Aufgrund eines speziellen Kühlkonzeptes, einer optimierten Spitzengeometrie und einer patentierten degressiven Spiralnut bewährt sich der Bohrer in Werkstoffen wie rost-, säure- und hitzebeständigen Stählen sowie in CoCr-Legierungen. Das Werkzeug steht mit seiner Leistungscharakteristik für ein grundsätzliches Merkmal des Produktportfolios des Herstellers, wie es in Agno heißt. So zeichne sich das gesamte Werkzeugspektrum durch Höchstleistung bei absoluter Präzision aus.

Im Technology Center entstehen komplette Fertigungslösungen

Entwickelt und getestet werden Hochleistungswerkzeuge für schwierigst zu zerspanende Werkstoffe wie der CrazyDrill SST-Inox IK in einem attraktiven Technologie- und Kompetenzzentrum für die Mikrozerspanung: dem Technology Center von Mikron Tool in Agno. Auf modernen Bearbeitungszentren prüfen dort die Zerspanungsspezialisten aus dem Tessin nicht nur die eigenen, als ‘Crazy Tools‘ bezeichneten Präzisionswerkzeuge, sondern entwickeln auch permanent komplette Fertigungslösungen für die Zerspanung anspruchsvoller Komponenten aus den unterschiedlichsten Sparten – oft im Rahmen von Kundenprojekten, aber nicht nur.
Dr. Alberto Gotti, Leiter F & E und Technology Center von Mikron Tool (rechts), erläutert die Vorteile der Hybridfertigung anhand eines medizintechnischen Werkstücks aus Ti 6AI4V ELI (3.7165) während der Medical Days des Herstellers © Mikron Tool
Sein Know-how in puncto spezifische Werkzeugherstellung und Materialwissenschaft in Verbindung mit der neuesten Werkzeugmaschinentechnologie und zeitgemäßer Steuerungssoftware will das Entwicklungsteam von Mikron Tool nutzen, um Konstrukteuren neue Wege aufzuzeigen, die in der Vergangenheit ungehbar gewesen wären.
Die Zerspanungsspezialisten bei Mikron Tool machen Unterschiede. Sie behaupten beispielsweise: Titan ist nicht gleich Titan. Will man Titan – für die Konstrukteure ein ‘Traum‘, von den Zerspanern gefürchtet – wirtschaftlich bei höchster Prozesssicherheit zerspanen, kommt der Anwender mit Universalwerkzeugen nicht weit. Was sich für Reintitan eignet, stößt bei seinen Legierungen an Grenzen und umgekehrt.
Deshalb sind beim Entwerfen eines neuen Hochleistungswerkzeugs die verschiedenen Titansorten detailliert zu analysieren und die Spezifika ihrer Zusammensetzung herauszuarbeiten, die sich in Form zerspanungstechnisch extremer Unterschiede bemerkbar machen. In dreijähriger Forschungstätigkeit haben die Zerspanungsexperten von Mikron Tool diese Unterschiede auf den Punkt gebracht: Reintitan etwa (Grad 1 bis 4) zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit bei geringer mechanischer Festigkeit aus. Legiertes Titan hat eine hohe Festigkeit bei geringer Duktilität (plastischer Verformbarkeit). Diese sich auf den ersten Blick so ähnelnden Werkstoffe stellen vollkommen verschiedene Anforderungen an das Werkzeug. Beim Bohren ist das besonders problematisch.

Titanbohrer werden ausgelegt mit werkstoffspezifischen Geometrien

Beim Konzipieren von Titanbohrern der neuesten Generation hat Mikron Tool diese Unterschiede berücksichtig und als gegenwärtig beste Lösung bei der Auslegung solcher Bohrer eine werkstoffspezifische Schneidengeometrie identifiziert. Das Ergebnis ist der neue CrazyDrill Cool Titanium ATC/PTC, der mit einer Geometrie ATC für Titanlegierungen und mit einer Geometrie PTC für Reintitan verfügbar ist.
Beim neuen Mikrofräser CrazyMill Cool Micro (0,2 bis 1,0 mm Durchmesser) mit integrierter Kühlung hat der Hersteller Schnittigkeit und Robustheit bestmöglich ausbalanciert. Die hier abgebildeten 0,3-mm-Fräser sind für die prozesssichere Bearbeitung von Teilen aus Chrom-Kobalt bestimmt© Mikron Tool
Anlässlich der Metallfachmesse EMO, die vom 18. bis zum 23. Septemper 2023 in Hannover stattfindet, wird Mikron Tool erstmals das gesamte Programm der neuen Titanbohrerserie vorstellen, und das in Aktion. Auf einem hochdynamischen 5-Achs-Bearbeitungszentrum wird dann ein medizintechnisches Werkstück aus dem Werkstoff Titan Grad 4, einem unlegierten Reintitan, zerspant. Es soll gezeigt werden, wie Bohrer des Typs PTC ihre außergewöhnlichen Eigenschaften zur Geltung bringen. Die Version ATC wird die anspruchsvolle Titanlegierung Grad 5 TI6AIV4 bohren – 10 × d in einem Schuss. Das hat es Mikron Tool zufolge noch nie gegeben.

Die lästige Werkzeugabdrängung gehört der Vergangenheit an

„Wir gehen solche schwer zerspanbaren Werkstoffe mit Leidenschaft an und kennen sie dank unserer akribischen Entwicklungsarbeit bis ins Detail“, sagt Marco Cirfeta, Head of Sales & Marketing bei Mikron Tool. „Deshalb sind wir auch bei unseren neuen Mikrofräsern CrazyMill Cool Micro zu einer ähnlichen Schlussfolgerung gekommen.“
Zunächst habe man sich der Werkzeugabdrängung gestellt – gerade in der Mikroberabeitung, in der minimale Toleranzen bis zu 1 µm eingehalten werden müssen, sei das eine sehr ernst zu nehmende Problematik. Es stelle sich die Frage: Wie geht man die Werkzeugabdrängung bei diesen filigranen Winzlingen an? Schließlich verstärke sich das Problem wegen der höheren Zerspanungskräfte der Werkstoffe noch.
Marco Cirfeta: „Die Schneiden müssen einer enormen mechanische Belastung standhalten. Um das in den Griff zu bekommen, haben wir bei unseren neuen Hochleistungsgeometrien der Mikrofräser Schnittigkeit und Robustheit perfekt ausbalanciert und damit das Problem der Werkzeugabdrängung bei gleichzeitiger Leistungssteigerung vollkommen überwunden.“
Die Geometrie S des CrazyMill Cool Micro ist besonders schnittig und eignet sich für Werkstoffe mit einer Schnittkraft unter 2250 N/mm2. Für Super- und CoCr-Legierungen mit höheren Schnittkräften ist die Geometrie SX mit Schneidenschutz prädestiniert© Mikron Tool
Wie Alberto Gotti ausführt, der Leiter F & E, geht man bei Mikron Tool sogar noch einen Schritt weiter. Alberto Gotti: „Bei Superlegierungen auf Nickel- oder Kobaltbasis werden wir mit 45 Prozent höheren Schnittkräften gegenüber Edelstahl und Titan konfrontiert. Setzt man bei diesen Werkstoffen in der Hochleistungszerspanung auf die gleiche Geometrie, fliegen einem die Fräser um die Ohren. Wir unterscheiden auch hier aufgrund der verschiedenen Zerspanungsverhalten zwei Materialgruppen und entwickelten für jede eine perfekt abgestimmte Schneidengeometrie.“
Die Geometrie S zeichnet sich durch eine hohe Schnittigkeit aus und eignet sich für Werkstoffe mit einer Schnittkraft unter 2250 N/mm2. Für Super- und CoCr-Legierungen, deren Schnittkräfte 2250 N/mm2 übersteigen, hat man die Geometrie SX mit einem besonderen Schneidenschutz entwickelt.
Laut Gotti profitiert der Anwender – jetzt unabhängig vom Werkstoff – von bis zu dreimal schnelleren Fräsprozessen, doppelten Standzeiten und höchster Prozesssicherheit unter schwierigsten Bedingungen. „Bei Kunden in der Medizintechnik und in der Uhrenindustrie sind unsere Winzlinge bereits mit Erfolg im Einsatz und erlauben mannlose Schichten; das löst bei uns als Hersteller eine totale Begeisterung aus“, so der Leiter Forschung und Entwicklung.

Partner können in Tests ihre Kühlschmierstrategie prüfen

Wie bereits eingangs erwähnt, nutzen die Zerspanfachleute bei Mikron Tool in Agno ihre ausgeprägte Zerspankompetenz intensiv zur Entwicklung hochdynamischer Fertigungsstrategien für komplexe Bauteile. Bei Kundenanfragen – zum Beispiel aus der Medizintechnik – lotet das Team des Technology Centers sämtliche Einsparpotenziale aus, wobei der Fokus auf den Kosten und der Zeit liegt. Einsparungen von 30 bis 50 Prozent sind keine Seltenheit. Dabei behalten die Spezialisten die hohen Anforderungen an die Qualität der Werkstücke im Blick. Neben dem ohnehin umfangreichen Service-Angebot bietet Mikron Tool seinen Partnern jetzt sogar die Möglichkeit, in praxisnahen Vergleichstests prüfen zu lassen, ob Schneidöl oder wassermischbare Kühlschmierstoffe bei ihren spezifischen Anwendungen zum besseren Resultat führen – besonders im Hinblick auf die Oberflächenqualität.
Bei den Medical Days im Technology Center im Mai dieses Jahres widmeten sich die ‘Kreativzerspaner‘ von Agno einem ganz neuen Thema: der Gegenüberstellung von traditioneller Zerspanung, additiver Fertigung und hybriden Fertigungsprinzipien.
Anhand von Live-Vorführungen an einer hybriden Produktionskette demonstrierten die Schweizer Fertigungsspezialisten, inwieweit der 3D-Druck eine sinnvolle Ergänzung zur klassischen Zerspanung sein kann. Zu diesem Zweck betrachteten und erörterten sie alle Für und Wider der einzelnen Fertigungsmethoden. Das Ergebnis sorgte beim Fachpublikum ob seiner Aussagekräftigkeit für Erstaunen. Zugleich erwies es sich als eine weitere Empfehlung, bei den Zerspanfachleuten von Mikron Tool auf der Fachmesse EMO in Hannover vorbeizuschauen.
Hersteller
Mikron Switzerland AG, Division Tool
CH-6982 Agno
Tel. +41 91 610 40 00
www.mikrontool.com