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Zerspanungsempfehlungen für Halbzeuge aus
Halbzeuge Zerspanungsempfehlungen für Halbzeuge aus technischen Kunststoffen Inhalt 4 5 6 6 Kunststoffbearbeitung Unterschiede zwischen Kunststoff und Metall Extrusionstechnologie Werkzeuge und Maschinen 7 8 9 9 10 11 11 12 13 15 Zerspanung Sägen Drehen Fräsen Bohren Gewindeschneiden Hobeln / Fräshobeln Schleifen Oberflächengüte, Nachbearbeitung und Entgraten Zerspanungsrichtlinien 16 Interview: Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH 18 Kühlung und Kühlschmiermittel 19 20 21 Tempern Morphologieänderung und Nachschwindung Dimensionsstabilität 22 22 22 23 23 23 24 25 Produktgruppen und Materialverhalten TECAFORM AH / AD, TECAPET, TECAPEEK TECAST T, TECAMID 6, TECAMID 66 TECANAT, TECASON, TECAPEI TECA-Werkstoffe mit PTFE-Anteil TECASINT Faserverstärkte TECA-Werkstoffe Besonderheit TECATEC 26 26 26 27 Zerspanungsfehler – Ursachen und Lösungen Abschneiden und Sägen Drehen und Fräsen Bohren Einteilung der Kunststoffe PI Hochleistungskunststoffe 300 °C PAI PEKEKK PEEK, PEK LCP, PP PES, PPSU PTFE S , PFA PEI, PSU ETFE , PCTFE PPP, PC-HT PV DF Konstruktionskunststoffe PC PA 6-3-T Standardkunststoffe PA 46 PET, PBT PA 66 PA 6, PA 11, PA 12 POM PMP PPE mo d. PMMA PP PE PS, ABS , SAN amorph teilkristallin Polymerbezeichnung Ensinger Bezeichnung Rohstoffgruppe PI TECASINT Polyimid PEEK TECAPEEK Polyetheretherketon PPS TECATRON Polyphenylensulfid PPSU TECASON P Polyphenylsulfon PES TECASON E Polyethersulfon PEI TECAPEI Polyetherimid PSU TECASON S Polysulfon PTFE TECAFLON PTFE Polytetrafluorethylen PVDF TECAFLON PVDF Polyvinylidenfluorid PA 6 C TECAST T Gusspolyamid 6 PA 66 TECAMID 66 Polyamid 66 PA 6 TECAMID 6 Polyamid 6 PC TECANAT Polycarbonat (transparent) PBT TECADUR PBT Polybutylenterephthalat PET TECAPET Polyethylenterephthalat PPE TECANYL Polyphenylenether POM-C TECAFORM AH Polyoxymethylen Copolymer POM-H TECAFORM AD Polyoxymethylen Homopolymer PMP TECAFINE PMP Polymethylpenten (transparent) 150 °C 100 °C Dauergebrauchstemperatur Kunststoffbearbeitung Durch eine fachgerechte zerspanungstechnische Bearbeitung lassen sich aus Kunststoffen dimensionsstabile, funktionale und langlebige Bauteile herstellen. Der allgemeine Begriff „Kunststoffbearbeitung“ suggeriert, dass sich alle Kunststoffe mit denselben Parametern und Werkzeugen zerspanen lassen. Bei Metallen hingegen wird nicht von der „Metallbearbeitung“ gesprochen, sondern zwischen Aluminium, Stahl oder Edelstahl unterschieden. Analog gilt für Kunststoffe, dass die Besonderheiten der einzelnen Materialien bei der Bearbeitung berücksichtigt werden müssen. 4 Die spezifischen Eigenschaften der Kunststoffe haben einen maßgeblichen Einfluss auf ihre Zerspanbarkeit. Die Werkstoffe lassen sich in unterschiedliche Gruppen einteilen: ˌˌAmorphe Thermoplaste z.B. TECASON, TECAPEI, TECANAT ˌˌTeilkristalline Thermoplaste z.B. TECAFORM, TECAPET, TECAPEEK ˌˌFaserverstärkte Thermoplaste z.B. TECAPEEK PVX, TECAMID 6 GF30, TECAMID 66 CF20, TECADUR PBT GF30 ˌˌGewebeverstärkte Thermoplaste z.B. TECATEC PEEK CW50 ˌˌPTFE modifizierte Thermoplaste z.B. TECAPET TF, TECAPEEK TF10 blau Unterschiede zwischen Kunststoff und Metall Kunststoffe weisen gegenüber Metallen viele Vorteile auf, es müssen jedoch auch einige Einschränkungen beachtet werden. Grundsätzlich empfiehlt sich der Einsatz von Kunststoff in Bereichen, in denen vor allem ein günstiges Verhältnis zwischen Gewicht und Festigkeit gefordert wird. Kunststoff bietet eine Lösung, wenn zwei bis drei der folgenden speziellen Vorteile gefordert sind. Eventuell muss eine Umkonstruktion des Bauteils stattfinden, um die Vorteile von Kunststoffen bei der Substitution anderer Werkstoffe nutzen zu können. pVorteile gegenüber Metall ˌˌGeringe Dichte ˌˌGute Geräusch- und Schwingungsdämpfung ˌˌElektrische Isolation oder einstellbare Leitfähigkeit ˌˌGute chemische Beständigkeit ˌˌHohe Designfreiheit ˌˌDurchlässigkeit für elektromagnetische Wellen ˌˌSehr gute Korrosionsbeständigkeit ˌˌThermische Isolation ˌˌAnwendungsspezifische Modifikationen möglich qEinschränkungen im Vergleich zu Metall ˌˌRelativ geringe Wärmebeständigkeit ˌˌGrößere Wärmedehnung ˌˌNiedrigere mechanische Kennwerte ˌˌSchlechteres Zeitstandverhalten Die genannten Vor- und Nachteile der Kunststoffe gegenüber Metallen sind besonders bei der spantechnischen Bearbeitung zu beachten. sZu beachten: ˌˌGute thermische Isolation ˌˌGeringe Wärmeleitfähigkeit: Wärme wird nicht oder nur bedingt, wie bei Metallbearbeitung, über das Zerspanbauteil abgeleitet ˌˌHöhere Wärmeausdehnung als bei Metall ˌˌGute Fixierung und Unterstützung des Kunststoffs bei der Bearbeitung sMögliche Auswirkungen bei Nichtbeachtung ˌˌZu viel Wärmeeintrag in das Bauteil kann zu hohem Spannungsniveau und damit zu Verzug oder Bruch führen ˌˌZu hoher Wärmeeintrag bewirkt eine Ausdehnung des Kunststoffs. Geforderte Toleranzen am zerspanten Bauteil können dadurch eventuell nicht eingehalten werden ˌˌUnzureichende Fixierung kann zu Deformationen bis hin zu Rissen während der Bearbeitung führen uEmpfehlungen ˌˌGute Wärmeabfuhr, am besten über den Span ˌˌAusreichende Fixierung sicherstellen Für jeden thermoplastischen Werkstoff müssen die optimalen Zerspanwerkzeuge und -parameter ermittelt werden. Nur dadurch lassen sich optimale Bauteile erzielen. Detaillierte Informationen zur Zerspanung der einzelnen Kunststoffe erhalten Sie auf den folgenden Seiten. 5 Extrusionstechnologie Werkzeuge und Maschinen Das Herstellverfahren, speziell die Extrusion von Halbzeugen, wirkt sich auf die Eigenschaften sowie die Bearbeitbarkeit eines Materials aus. Für die spanabhebende Bearbeitung von Kunststoffen können handelsübliche Maschinen aus der Holz- und Metallverarbeitung mit Werkzeugen aus Voll-Hartmetall (VHM) eingesetzt werden. Kunststoffhalbzeuge aus PTFE oder Polyimiden lassen sich durch Pressen und Sintern herstellen. Eine wichtige Verarbeitungstechnologie für andere thermoplastische Kunststoffe ist das Extrusionsverfahren. Bei diesem Umformprozess werden die Werkstoffe aufgeschmolzen und über eine Förderschnecke im Zylinder verdichtet und homogenisiert. Durch den entstehenden Druck im Zylinder wird – über ein entsprechendes Werkzeug – Halbzeug in Form von Platten, Rundstäben und Hohlstäben ausgetragen und über ein Kühlsystem kalibriert. Auswirkungen der Extrusionstechnologie ˌˌInnere Spannungen ˌˌFaserorientierung (falls vorhanden) Ensinger bietet ein breites Produktportfolio an Halbzeugen aus Konstruktions- und Hochleistungskunststoffen an. Materialien aus dem Bereich der Standardkunststoffe runden das Portfolio ab. All diese Werkstoffe werden so gefertigt, dass sie sich optimal durch Zerspanung bearbeiten lassen. Werkzeuge mit Werkzeugschneidwinkel wie bei der Aluminiumverarbeitung sind grundsätzlich geeignet, jedoch empfiehlt sich der Einsatz spezieller Kunstoffwerkzeuge mit einem spitzeren Keilwinkel. Für die Bearbeitung von verstärkten Kunststoffen sowie der Langbearbeitung sollten aufgrund der niedrigen Standzeiten keine Hartmetall-Werkzeuge verwendet werden. Hier empfiehlt sich der Einsatz von Wolframcarbid-, Keramik- oder Diamantwerkzeugen. Analog sind für das Zuschneiden der Kunststoffe mit Kreissägen hartmetallbestückte Sägeblätter ideal. uEmpfehlungen ˌˌEinsatz kunststoffspezifischer Werkzeuge ˌˌGeeignete Schneidgeometrie ˌˌSehr gut geschärfte Werkzeuge Innere Spannungen Der im Extrusionsprozess entstehende Druck bewirkt eine Scher- und Fließbewegung der Kunststoffschmelze. Das über das Werkzeug ausgetragene Halbzeug kühlt von der Randschicht zum Zentrum langsam ab. Durch die schlechte Wärmeleitung von Kunststoffen ergibt sich eine unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeit. Während die Randbereiche bereits erstarrt sind, liegt im Zentrum noch plastischer bzw. schmelzeflüssiger Kunststoff vor. Kunststoffe unterliegen einem materialtypischen Schwindungsverhalten. Während der Abkühlphase wird das plastische Zentrum durch die erstarrte Randschicht am Schwinden gehindert. Auswirkungen des technologischen Prozesses ˌˌInnere Spannungen im Zentrum ˌˌHalbzeuge sind schwer zerspanbar hh hohe Gefahr von Rissen und Ausbrüchen Lösungsmöglichkeit �Materialspezifisches Tempern / Zwischentempern zur Minimierung der Spannungen (� S. 19) 6 Abkühlung erfolgt von Außen Im Zentrum: Spannungsspitzen Zerspanung Die Zerspanung (definiert nach DIN 8580) ist der schnellste und wirtschaftlichste Weg zur Fertigung präziser Bauteile insbesondere bei Kleinserien. Mittels des spanabhebenden Verfahrens sind sehr enge Toleranzen realisierbar. Ensinger selbst verfügt über eine jahrzehntelange Erfahrung im Bereich der spanabhebenden Bearbeitung von Konstruktions- und Hochleistungskunststoffen. Durch dieses Know-how sind wir über unsere hauseigene Zerspanung in der Lage, hochpräzise Bauteile aus verschiedensten Kunststoffen zu fertigen. Zudem unterstützen wir Sie gerne mit Bearbeitungsinformationen zur spanabhebenden Weiterverarbeitung unserer Halbzeuge oder durch das Spritzguss- oder das Direktpressverfahren hergestellter Vorprodukte. 7 Sägen Kreissägen ˌˌHauptsächlich für den Zuschnitt von Platten mit geraden Schnittkanten geeignet ˌˌTischkreissägen sind bei adäquatem Antrieb für gerade Schnitte von Platten mit Dicken bis zu 100 mm einsetzbar ˌˌSägeblätter sollten aus Hartmetall bestehen ˌˌVerwendung eines ausreichend hohen Vorschubs sowie einer ausreichenden Schränkung: hhführt zu guter Spanabfuhr hhverhindert ein Klemmen des Sägeblattes hhvermeidet Überhitzungen des Kunststoffs im Sägeschnitt hhführt zu guter Schneidkantenqualität Welche Sägeverfahren sind für Kunststoffzuschnitte am besten geeignet? Kunststoffe können sowohl mit einer Band- als auch mit einer Kreissäge zertrennt werden. Die Auswahl richtet sich hierbei nach der Form des Halbzeuges. Generell ist bei der Bearbeitung von Kunststoffen eine Erhitzung des Werkzeugs und damit die Schädigung des Kunststoffes die größte Gefahr. Deshalb muss für jede Form und jedes Material das geeignete Sägeblatt verwendet werden. Bandsägen ˌˌEignen sich besonders für den Zuschnitt von Rundund Hohlstäben ˌˌEs empfiehlt sich der Einsatz von Auflagekeilen ˌˌEs müssen scharfe und ausreichend geschränkte Sägeblätter eingesetzt werden hhGute Spanabfuhr hhVermeidung hoher Reibung zwischen Sägeblatt und Material sowie übermäßiger Wärmestaus hhVerhindert Hemmung des Sägeblattes pVorteile: ˌˌBeim Sägen entstehende Wärme wird durch das lange Sägeblatt gut abgeführt ˌˌBandsägen sind sehr vielseitig für gerade, kontinuierliche oder unregelmäßige Schnitte einsetzbar ˌˌFührt zu guter Schneidkantenqualität uEmpfehlungen ˌˌVerwendung einer entsprechenden Spannvorrichtung: hhVermeidung von Vibrationen und daraus resultierenden unsauberen Schnittkanten, die bis hin zum Bruch führen können ˌˌWarm sägen von hochfesten und faserverstärkten Werkstoffen (Vorwärmen auf 80 – 120 °C) ˌˌWolframcarbid-Sägeblätter sind verschleißfest und bieten eine optimale Oberflächengüte Sägen t α α Freiwinkel [°] γ Spanwinkel [°] t Zahnteilung [mm] γ Bohren Das Wichtigste in Kürze β Beim Sägen von Kunststoffen auf geschränkte, γ scharfe Sägeblätter achten. φ α φ Fräsen α γ 8 Drehen Fräsen Kunststoffe können auf handelsüblichen Drehbänken verarbeitet werden. Für optimale Ergebnisse sollten jedoch kunststoffspezifische Werkzeuge eingesetzt werden. Kunststoffe können auf den üblichen Bearbeitungszentren frästechnisch bearbeitet werden. Es sollten dabei Werkzeuge mit ausreichend großem Spanraum verwendet werden, um eine zuverlässige Spanabfuhr zu gewährleisten und einen Wärmestau zu vermeiden. Werkzeuge ˌˌWerkzeuge mit kleinen Schneidenradien verwenden ˌˌBreitschlichtschneide bei hohen Qualitätsanforderungen ˌˌSpezielle Meißelgeometrie zum Abstechen ˌˌMesserähnlich geschnittene Werkzeuge bei flexiblen Werkstücken ˌˌWendeschneidplatte mit günstigen Geometrien ˌˌGeschliffene Umfänge und polierte Oberflächen pVorteile: ˌˌOptimale, riefenfreie Oberfläche ˌˌReduziert den Materialaufbau auf der Wendeschneidplatte uEmpfehlungen ˌˌHohe Drehzahlen wählen ˌˌWahl einer Spantiefe von mindestens 0,5 mm ˌˌZur Kühlung ist Pressluft gut geeignet ˌˌEinsatz einer Lünette aufgrund geringer Steifigkeit von Kunststoffen: hhAbstützung des Bauteils hhVermeidung von Durchbiegung pVorteile: ˌˌGute Kühlung des Materials ˌˌBeseitigung des bei manchen Kunststoffen entstehenden Fließspans. Verhindert ein Verklemmen und Umlaufen des Spans mit dem Drehteil Anschliff verhindert Butzen Werkzeuge ˌˌFür Thermoplaste geeignet hhLanglochfräser hhPlanfräser hhStirnwalzenfräser hhSchlagmesser hhEinschneidewerkzeuge pVorteile: hhOptimal hohe Schnittleistung hhHohe Oberflächengüte bei gleichzeitig guter Spanabfuhr uEmpfehlungen ˌˌHohe Drehzahlen und mittlere Vorschübe ˌˌFür gute Befestigung sorgen: hhbei schnellem Verfahren und einer hohen Spindelgeschwindigkeit kann eine gute Oberflächenqualität erreicht werden ˌˌDünne Werkstücke können mittels Ansaugvorrichtung oder mit beidseitigem Klebeband am Frästisch befestigt werden ˌˌFür plane Flächen ist das Stirnfräsen wirtschaftlicher als das Umfangsfräsen ˌˌBeim Umfangsfräsen sollten die Werkzeuge nicht mehr als zwei Schneiden haben, damit Schwingungen aufgrund der Scheidenzahl klein bleiben und die Spanräume genügend groß sind Wie sich bessere Fräsoberflächen erzielen lassen ˌˌFür das Oberflächenfräsen einen niedrigen Spanwinkel Drehmeißel wählen ˌˌOptimale Schnittleistungen und Oberflächengüten ergeben sich bei Einschneidewerkzeugen ˌˌGegenlauffräsen ist dem konventionellen Fräsen vorzuziehen 9 Bohren Für Bohrungen in Kunststoffteile sollte eine kunststoffgerechte Vorgehensweise gewählt werden, um Defekte zu vermeiden. Anderenfalls besteht die Gefahr von Ausbrüchen, Rissen, Überhitzungen oder Dimensionsabweichungen der Bohrungen. Beim Bohren muss vor allem die thermisch isolierende Charakteristik von Kunststoff berücksichtigt werden. Kunststoffe (besonders teilkristalline) können hierdurch während des Bohrvorgangs sehr schnell Wärmestaus aufbauen, vor allem wenn die Bohrtiefe größer als das Zweifache des Durchmessers beträgt. Dies kann dazu führen, dass der Bohrer „schmiert“ und im Werkstoff eine innere Dehnung entsteht, die Druckspannungen im Bauteil hervorrufen kann. Dies ist vor allem der Fall bei Bohrungen in den Kern von Rundstababschnitten. Die Druckspannungen können so hoch werden, dass es bei den Bauteilen / Rohlingen anschließend zu einem hohen Verzug, Maß ungenauigkeit oder gar Rissen, Brüchen und Auseinanderplatzen kommen kann. Eine werkstoffgerechte Bearbeitung beugt dem vor. Spannungsverlauf stumpfer Bohrer Spannungsverlauf geschärfter Bohrer Werkzeuge ˌˌMeist sind gut geschärfte, handelsübliche HSS- oder VHM-Bohrer ausreichend ˌˌBohrer mit einer Schaftverengung verwenden (Synchronbohrer): hhReduzierung der Reibung und Vermeidung von Hitzestau uEmpfehlungen ˌˌVerwendung von Kühlschmiermitteln ˌˌHäufiges Herausziehen des Bohrers: hhSpanentfernung hhZusätzliche Kühlung ˌˌManuelle Zuführung vermeiden: hhStellt sicher, dass sich der Bohrer nicht verhakt hhVermeidet Rissbildung 10 uEmpfehlungen für das Bohren von kleinen Durchmessern ( < 25 mm) ˌˌEinsatz von Hochgeschwindigkeitsstahlbohrern (VHM-Bohrer) empfehlenswert ˌˌVerwendung eines Spiralbohrers mit einem Drallwinkel von 12 – 25°: hhSehr glatte Spiralnuten hhBegünstigt Spanabfuhr ˌˌHäufiges Herausziehen des Bohrers (flüchtiges Bohren) hhBessere Entfernung des Spans und Vermeidung von Hitzestau ˌˌBei dünnwandigen Werkstücken empfiehlt sich: hhHohe Schnittgeschwindigkeit hhGegebenenfalls Wahl eines neutralen Spanwinkels (0°), vermeidet das Einhaken des Bohrers in das Werkstück und damit ein Ausreißen der Bohrung bzw. Hochziehen des Werkstücks am Bohrer uEmpfehlungen für das Bohren von großen Durchmessern ( > 25 mm) ˌˌBei großen Bohrungen eine Vorbohrung durchführen ˌˌVorbohrungen nicht größer als Durchmesser 25 mm wählen ˌˌFertigbearbeitung anschließend mit einem Innendrehmeißel ausführen ˌˌBohrungen in langen Stababschnitten nur von einer Seite einbringen ˌˌBeim Aufeinandertreffen zweiseitiger Bohrungen entstehen ungünstige Spannungsverhältnisse bis hin zu Rissen ˌˌIn extremen Fällen / bei verstärkten Werkstoffen kann es empfehlenswert sein, die Bohrung an einem auf ca. 120 °C vorgewärmten Bauteil durchzuführen (Erwärmungszeit ca. 1 Std. pro 10 mm Querschnitt) hhFertigbearbeitung erfolgt aufgrund der Maßgenauigkeit anschließend nach dem vollständigen Abkühlen des Rohlings Das Wichtigste in Kürze Beim Bohren ist auf gut geschärfte Bohrer zu achten. Zudem sollte kein zu hoher Druck ausgeübt werden. beln Gewindeschneiden Hobeln / Fräshobeln Gewinde werden in technischen Kunststoffen am besten durch Strehlen bei Außen- oder Fräsen bei Innengewinden hergestellt. Hobeln und Fräshobeln sind spanende Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide zur Herstellung von ebenen Flächen, Nuten oder Profilen (mittels Formfräsen). Werkzeuge ˌˌEinsatz von Strehlwerkzeugen ˌˌZweizahnige Strehler vermeiden eine Gratbildung ˌˌSchneideisen sind nicht empfehlenswert, denn beim Rücklauf kann das Gewinde durch ein Nachschneiden zerstört werden uEmpfehlungen ˌˌGewindebohrer müssen häufig mit einem Aufmaß versehen werden (material- und durchmesserabhängig, Richtwert: 0,1 mm) ˌˌKeine zu hohen Vorschübe wählen um ein Verdrücken des Gewindes zu vermeiden Fräshobeln Fräsgehobelte Oberfläche Fräshobeln Die beiden Verfahren unterschieden sich dahingehend, dass beim Hobeln ein geradliniger Abtrag über die Oberfläche mittels eines Hobelmessers erfolgt. Beim Fräshobeln hingegen erfolgt die Oberflächenbearbeitung mittels eines Messerkopfes. Beide Verfahren eignen sich gut, um ebene bzw. gleichmäßige Oberflächen auf Halbzeugen zu erzeugen. Der Hauptunterschied liegt in der optisch unterschiedlichen Oberfläche (Oberflächenstruktur, Glanz). Hobeln und Fräshobeln bei Ensinger ˌˌEnsinger kann sowohl gehobelte als auch fräsgehobelte Halbzeuge über den Zuschnittservice anbieten ˌˌPlatten > 600 mm können nur im Fräshobelverfahren verarbeitet werden ˌˌPlatten < 600 mm können in beiden Verfahren bearbeitet werden ˌˌKleinzuschnitte werden mittels Hobeln bearbeitet HobelnGehobelte Oberfläche Hobeln Hobeln 11 Schleifen Sägen Beim Schleifen erfolgt durch das Zusammenwirken von Schnitt-, Werkstück-, Zustell- und Vorschubbewegung eine kontinuierliche Spanabnahme an den zu bearbeitenden Flächen. Das Schleifergebnis wird beeinflusst durch ˌˌdie Schleifmaschine ˌˌdas verwendete Werkzeug ˌˌdas Schleifmittel ˌˌdie Arbeitsparameter des Schleifprozesses ˌˌdas zu bearbeitende Material ˌˌdie Rundheit / Geradheit des Halbzeuges Besonders entscheidend bei den Arbeitsparametern sind: ˌˌSchnittgeschwindigkeit ˌˌVorschubgeschwindigkeit ˌˌZustellung ˌˌQuervorschub 12 Ho Durch eine optimale Einstellung der Maschine und die Wahl geeigneter Parameter für das entsprechende Material lässt sich eine sehr gute Oberflächenqualität mit einer geringen Rauheit, Durchmessertoleranzen bis h9, Rundheit und Geradheit erzielen. Schleifen bei Ensinger Wir können über unseren Zuschnittservice geschliffene Rundstäbe anbieten. Dank einer hohen Oberflächenqualität und enger Toleranzen können geschliffene Rundstäbe sehr gut weiterbearbeitet werden und eignen sich für konSchleifen tinuierliche Fertigungsverfahren. Fo Oberflächengüte, Nachbearbeitung und Entgraten Um gute Oberflächenqualitäten zu erreichen, sollten folgende Hinweise beachtet werden: Werkzeuge ˌˌEs müssen für Kunststoff geeignete Werkzeuge eingesetzt werden ˌˌWerkzeuge müssen immer scharf und glatt sein (geschliffene Schneidkante). Stumpfe Schneiden können zu starker Erwärmung führen, was Verzug und Wärmedehnung zur Folge haben kann ˌˌWerkzeuge sollten genügend Abstand aufweisen, so dass nur die Schneidkante mit dem Kunststoff in Kontakt kommt Bearbeitungsmaschine ˌˌEinwandfreie, hochwertige Oberflächen lassen sich nur durch vibrationsarmen Maschinenlauf realisieren Kühlung ˌˌVerwendung von Kühlschmiermitteln für Vorgänge, in denen große Wärmemengen erzeugt werden (z. B. Bohren) ˌˌGeeignete Kühlschmiermittel verwenden uEmpfehlungen ˌˌSpanndrücke dürfen nicht zu hoch sein, da sonst Deformationen und Abdrücke am Werkstück auftreten können ˌˌGeeignete Parameter für den Bearbeitungsvorgang wählen (� S. 15) ˌˌVorschub moderat halten ˌˌHohe Schnittgeschwindigkeiten wählen ˌˌEine gute Spanabfuhr muss gewährleistet sein, um ein Verstopfen der Werkzeuge zu verhindern ˌˌAuf allseitig gleichmäßige Spanabnahme achten, um Verzug zu vermeiden Material ˌˌSpannungsarm getempertes Material verwenden (Halbzeuge von Ensinger sind generell spannungsarm getempert) ˌˌEigenschaften des Kunststoffes beachten (Längenausdehnung, geringe Festigkeit, schlechter Wärmeleiter) ˌˌAufgrund der geringen Steifigkeit des Materials muss das Werkstück ausreichend unterstützt werden und möglichst vollständig aufliegen, um Abweichungen und Verbiegungen zu vermeiden 13 Entgraten Nach dem Fräsen, Schleifen, Bohren, Drehen oder Gra vieren bleibt in der Regel ein kleines Stück des zu bearbeitenden Materials auf den Werkstückoberflächen und Kanten zurück. Dieser Grat beeinflusst die Oberflächengüte des Bauteils negativ. Die Gratbildung hängt besonders bei der Kunststoffbearbeitung von verschiedenen Parametern ab. Werkzeug ˌˌWahl eines werkstoffspezifischen Werkzeugs ˌˌZustand des Werkzeugs: hhStumpfe Werkzeuge verursachen höhere Wärmeentwicklung und höhere Gratbildung Material ˌˌKunststoff ist ein schlechter Wärmeleiter: hhLokal erhöhte Temperaturen, Reduzierung von Steifigkeit und Härte hhSchmelzgrate ˌˌTendenziell zeigen weiche, zähe Kunststoffe (z.B. PE, PTFE, PA) mehr Gratbildung ˌˌHarte, steife Werkstoffe (z.B. PEEK, PPS, faserverstärkte Werkstoffe) zeigen weniger Gratbildung Bearbeitungsparameter ˌˌVorschub ˌˌSchnittgeschwindigkeit: hhHöhere Vorschübe und Drehzahlen führen zu höheren Temperaturen hhStärkere Gratbildung ˌˌFür ausreichende Kühlung sorgen Aus den genannten Gründen ist es wichtig, für jedes Material das geeignete Werkzeug zu wählen sowie die passenden Parameter zu ermitteln, um möglichst gute und gratfreie Oberflächen und Kanten zu erzielen. Typische Entgratungsmethoden für technische Kunststoffe Manuelles Entgraten ˌˌGängigste Entgratungsmethode ˌˌFlexibel, aber arbeitsintensiv ˌˌGleichzeitig erfolgt die visuelle Kontrolle des Bauteils Strahlentgraten Strahlen von abrasivem Strahlgut mittels Hochdruck auf die Oberfläche des Bauteils; gängige Strahlverfahren sind Sand-, Glaskugel-, Soda-, Trockeneis- und Nussschalenstrahlen. ˌˌStellt auch Oberflächenbehandlung dar: hhGlätten hhAufrauen hhEntfernen von Verunreinigungen Kryogenes Entgraten Entfernen von Graten bei Temperaturen um –195 °C über Strahlen oder Trommeln der Bauteile ˌˌHäufige Kühlmittel: flüssiger Sauerstoff, flüssiges Kohlendioxid, Trockeneis ˌˌGeringe Temperaturen führen zu sprödhartem Verhalten des Materials Flammentgraten Entgraten mittels offener Flamme ˌˌGefahr: Schädigung des Bauteils durch zu hohe Erwärmung Heißluftentgraten Schmelzen der Grate unter Einfluss von Wärme ˌˌSehr sicheres, gut steuerbares Verfahren ˌˌVermeidung von Beschädigung oder Verzug des Bauteils bei materialgeeigneter Prozessführung Infrarotentgraten Prozess ist vergleichbar mit Heißluftentgraten, anstelle von Heißluft wird eine Infrarotwärmequelle genutzt Trovalisieren / Gleitschleifen Behandlung der Bauteile zusammen mit den Schleifkörpern in Trog- oder Rundvibratoren 14 t α γ Zerspanungsrichtlinien Sägen Bohren Sägen α Freiwinkel [°] γ Spanwinkel [°] t Zahnteilung [mm] t α γ Bohren β γ α φ Kreissäge Bandsäge Drehzahl [U/min] Zahnteilung Geschw. [m/min] TECAFINE PE/PP 2800 – 3000 31 – 38 130 – 180 TECAFINE PMP 2800 – 3000 31 – 38 130 – 180 TECARAN ABS 2600 31 – 38 TECAFORM AD/AH 2800 – 3000 γ 31 – 38 2800 – 3000 31 – 38 TECAMID, TECARIM, TECAST 2000 – 2600 31 – 38 TECADUR/TECAPET φ – 2600 2200 31 – 38 TECANYL TECANAT β α Zähne- γ Drallzahl winkel Spitzwinkel 11Bohren – 15 Z2 α Z2 25 90 11 – 15 25 90 130 – 180 11 – 15 Z2 25 90 130 – 180 11 – 15 Z2 25 90 130 – 180 11 –φ15 Z2 25 90 130 – 180 11 – 15 Z2 25 90 Z2 25 90 Z2 25 90 130 – 180 Sägen 11 – 15 β γ 2400t 31 – 38 130 – 180 11 – 15 2800 – 3000 20 – 24 130 – 180 11 – 15 Z2 γ 25 90 TECAPEI γ 3000 20 – 24 130 – 180 11 – 15 Z2 25 90 TECASON S, P, E 3000 20 – 24 130 – 180 Z2 25 TECATRON 3000 20 – 24 130 – 180 11Fräsen – 15 TECAPEEK 3000 20 – 24 130 – 180 11 – 15 Z2 χ TECATOR γ – 24 3000 20 130 – 180 11 – 15 Z2 25 TECASINT Verstärkte TECA-Produkte* 3000 20 – 24 130 – 180 11 – 15 Z2 25 120 2400 – 2800 20 – 24 110 – 150 11 – 15 Z2 25 100 TECAFLON PTFE/PVDF * Verstärkungs- / Füllstoffe: Glasfasern, Glaskugeln, Kohlefasern, mineralische Füllstoffe, Grafit, Glimmer, Talkum, etc. α α φ Z2 11 – 15 Bohren Freiwinkel [°] Drallwinkel [°] Spanwinkel [°] φ [°] Spitzwinkel Schnittgeschwind. [U/min] Vorschub [mm/U] Sägen t α Zahnteilung α β γ φ V S α α 25 25 90 90 90 γ 90 Schnittgeschwind. Vorschub Fräsen 50 – 150 0,1 – 0,3 50 – 150 0,1 – 0,3 50 – 200 0,2 – 0,3 50 – 100 0,2 – 0,3 50 – 150 0,1 – 0,3 50 – 150 0,1 – 0,3 Bohren 50 – 100 0,2 – 0,3 50 – 100 0,2 – 0,3 150 – 200 0,1 – 0,3 20 – 80φDrehen 0,1 – 0,3 20 – 80 0,1 – 0,3 50 – 200 0,1 – 0,3 50 – 200 0,1 – 0,3 80 – 100 0,02 – 0,1 80 – 100 0,02 – 0,1 80 – 100 0,1 – 0,3 Fräsen α Erwärmen beim Bohren im Zentrum: ab Ø 60 mm TECAPEEK GF/PVX, TECATRON GF/PVX γ ab Ø 80 mm TECAMID 66 MH, 66 GF, TECAPET, TECADUR PBT GF ab Ø 100 mm TECAMID 6 GF, 66, TECAM 6 MO, TECANYL GF Erwärmen beim Sägen: β ab Ø 60 mm TECAPEEK GF/PVX, TECATRON GF/PVX ab Ø 80 mm TECAMID 66 GF, TECAPET, TECADUR PBT GF γ ab Ø 100 mm TECAMID 6 GF, 66, 66 MH φ Empfehlungen Kreissägenblattdurchmesser = 450 – 480 mm Drehen α Kreissägezahntyp = Wechselzahn φ Kreissägeblätter aus Hartmetall, diamantbesetztes Sägeblatt bei verstärkten Materialien empfohlen. Bandsägeblatt aus α Hartmetall, gut geschränkt. χ γ Fräsen α γ α γ V S Fräsen Freiwinkel [°] Spanwinkel [°] Schnittgeschw. [U/min] Vorschub [mm/U] Drehen χ Fräsrichtung: Gegenlauf α γ χ V S α γ Der Vorschub kann bis 0,5 mm / Zahn betragen TECAFINE PE, PP Drehen Freiwinkel [°] Spanwinkel [°] Einstellwinkel [°] Schnittgeschw. [U/min] Vorschub [mm/U] Der Spitzenradius r soll mindestens 0,5 mm betragen Zähnezahl Schnittgeschwind. Vorschub Freiwinkel Spanwinkel Einstellwinkel Schnittgeschwind. Vorschub Z2 – Z4 250 – 500 0,1 – 0,45 6 – 10 0–5 45 – 60 250 – 500 0,1 – 0,5 TECAFINE PMP Z2 – Z4 250 – 500 0,1 – 0,45 6 – 10 0–5 45 – 60 250 – 500 0,1 – 0,5 TECARAN ABS Z2 – Z4 300 – 500 0,1 – 0,45 5 – 15 25 – 30 15 200 – 500 0,2 – 0,5 TECANYL Z2 – Z4 300 0,15 – 0,5 5 – 10 6–8 45 – 60 300 0,1 – 0,5 TECAFORM AD, AH Z2 – Z4 300 0,15 – 0,5 6–8 0–5 45 – 60 300 – 600 0,1 – 0,4 TECAMID, TECARIM, TECAST Z2χ– Z4 250 – 500 0,1 – 0,45 6 – 10 0–5 45 – 60 250 – 500 0,1 – 0,5 α γ Drehen TECADUR/TECAPET Z2 – Z4 300 0,15 – 0,5 5 – 10 0–5 45 – 60 300 – 400 0,2 – 0,4 TECANAT Z2 – Z4 300 0,15 – 0,4 5 – 10 6–8 45 – 60 300 0,1 – 0,5 TECAFLON PTFE, PVDF Z2 – Z4 150 – 500 0,1 – 0,45 5 – 10 5–8 10 150 – 500 0,1 – 0,3 TECAPEI Z2 – Z4 250 – 500 0,1 – 0,45 10 0 45 – 60 350 – 400 0,1 – 0,3 TECASON S, P, E Z2 – Z4 250 – 500 0,1 – 0,45 6 0 45 – 60 350 – 400 0,1 – 0,3 TECATRON Z2 – Z4 250 – 500 0,1 – 0,45 6 0–5 45 – 60 250 – 500 0,1 – 0,5 TECAPEEK Z2 – Z4 250 – 500 0,1 – 0,45 6–8 0–5 45 – 60 250 – 500 0,1 – 0,5 TECATOR Z2 – Z4 60 – 100 0,05 – 0,35 6–8 0–5 7 – 10 100 – 120 0,05 – 0,08 TECASINT Verstärkte TECA-Produkte* Z2 – Z4 90 – 100 0,05 – 0,35 2–5 0–5 7 – 10 100 – 120 0,05 – 0,08 Z2 – Z4 80 – 150 0,05 – 0,4 6–8 2–8 45 – 60 80 – 150 0,1 – 0,5 * Verstärkungs- / Füllstoffe: Glasfasern, Glaskugeln, Kohlefasern, mineralische Füllstoffe, Grafit, Glimmer, Talkum, etc. Werkstoff auf 120 °C vorwärmen Vorsicht mit Kühlmitteln (Spannungsrissempfindlichkeit) 15 Interview mit Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH Womit beschäftigt sich die Firma Hufschmied? Hufschmied hat sich auf die Entwicklung und Herstellung von „Werkstoffoptimierten Zerspanungswerkzeugen“ für den Kunststoff- und Composites-Bereich spezialisiert. Unsere Werkzeuge werden im eigenen Haus auf CNC-6-AchsSchleifzentren gefertigt. Dadurch sind kurze Durchlaufzeiten von der Anfrage bis zur Auslieferung der Werkzeuge möglich. Als Grundwerkstoff dienen hochwertige Vollhartmetalle und Keramiken, die je nach Kundenanforderung beschichtet werden. Wie viel Erfahrung hat die Firma Hufschmied mit der Kunststoffbearbeitung? Hufschmied ist bereits seit mehr als 25 Jahren am Markt. Die Entwicklung der Kunststoffe geht ungebremst weiter, Monat für Monat. Da wir hier mit unterschiedlichen Materialherstellern und Universitäten zusammenarbeiten, haben wir immer wieder die Möglichkeit, in einem recht frühen Stadium an neuartige Werkstoffe zu kommen. Diese werden dann im eigenen Versuchslabor zerspant. Auf diese Weise können wir unsere Kunden frühzeitig mit geeigneten Werkzeugen und Prozessen unterstützen. Wie stellen Sie sich auf die technischen Herausforderungen ein, die mit den neuen Werkstoffen verbunden sind? Bis dato konnten wir jeden Kunststoff zerspanen, auch wenn hierzu manchmal mehrere Optimierungsschleifen am Werkzeug notwendig waren. Die Kunststoffe werden immer vielseitiger, dementsprechend müssen wir die Werkzeuggeometrien anpassen. Besonders bei „gefüllten“ Werkstoffen ist ein Material-Kennblatt hilfreich. Da wir die Kunststoffe nicht selbst herstellen und auch nicht bis ins Detail analysieren können, sind wir auf diese Informationen angewiesen. Wenn hier die Rahmenbedingungen wie Maschine, Aufspannung, Werkzeug und Parameter passen, kommen wir recht schnell an das gewünschte Ergebnis. Alle unsere Versuche werden in einer Wissensdatenbank zusammengeführt und ausgewertet. Diese unterstützt uns bei der Werkzeug- und Prozessentwicklung. 16 Prozessentwicklung Material Werkzeug Maschine Gutes / Wirtschaftliches Bauteil Programmierung Drehzahl (max. möglich) Werkzeugspannmittel Welche Philosophie verfolgen Sie bei der Kunststoffbearbeitung? Generell legen wir unsere Kunststoff-Werkzeuge für die Trockenzerspanung aus. Es kommt relativ selten vor, dass „nass“ gefahren werden kann: Die Anwendung oder die Bauteilbestimmung lässt dies oft nicht zu. In allen Kühlschmierstoffen enthaltene Additive können eventuell unerwünschte Reaktionen zwischen Kunststoff und Additiv auslösen. Unsere Werkzeuge sind für die Zerspanung mit hohen Vorschüben ausgelegt. Über die hohen Zahnvorschübe erreichen wir, dass kaum Temperatur ins Bauteil abgegeben wird, der Span führt sie ab. Diese Hürden müssen in den Parameteranpassungen übersprungen werden. Wo liegen aus Ihrer Sicht auf dem Markt die hauptsäch lichen Probleme bei der Kunststoffbearbeitung? Viele Kunden orientieren sich noch zu sehr an der Metallzerspanung. Daraus resultieren dann oft Probleme mit „Aufschmierungen“, Verzug, Riss- oder Gratbildung. Vor allem die Gratbildung macht unseren Kunden sehr zu schaffen, da dadurch enorme Nacharbeitszeiten notwendig sind. Oft ändern wir dann für eine nachbearbeitungsfreie Zerspanung nur einige wesentliche Kleinigkeiten im Programmablauf. Manche Kunden wollen ein universales Werkzeug, mit dem ein Großteil der Bauteile und Materialien bearbeitet werden können. Dies ist leider selten möglich, da verschiedene Materialien auch dementsprechende Werkzeuggeometrien verlangen. Das Werkzeug muss, gerade bei High-End-Anwendungen, an das Material und das Bauteil angepasst sein. Nur so ist eine prozesssichere und kosteneffektive Bearbeitung möglich. Welche Kunststoffe sind aus Ihrer Sicht besonders kritisch oder unkritisch zerspanungstechnisch bearbeitbar? Mit Kohle- oder Glasfasern gefüllte Kunststoffe sind definitiv anspruchsvoll. Aktuell kommen auch immer wieder Kunststoffe mit keramischen Füllstoffen zum Einsatz. Diese können einem Werkzeug das Leben schwer machen. Aber wenn wir wissen, was im Material enthalten ist, können wir darauf reagieren. Werkstoffe wie PE, POM, PC und PTFE können mit dem passenden Werkzeug, den richtigen Parametern und einer guten Maschine ohne größere Probleme bearbeitet werden. Aber die Rahmenbedingungen müssen auch im Detail stimmen. Haben Sie eine spezielle Empfehlung, wie man die optimale Zerspanungsmethode für einen Kunststoff ermittelt? Ich muss auf jeden Fall wissen, wie die Maschine arbeitet. Wie kommt sie mit kleinen Radien oder schnellen Vorschüben klar? Wenn dies fest steht, kann anhand der Zeichnung, den zur Verfügung stehenden Drehzahlen, Vorschüben und der Werkstückspannung das Werkzeug definiert werden. Sobald die Werkzeuge definiert sind, werden die Programme angepasst. Grundwerte können auf unserer Homepage www.hufschmied.net eingesehen werden. Außerdem ist der Gegenlauf immer ein großes Thema. Viele programmieren – so wie von der Stahlbearbeitung gewohnt – die Maschine im Gleichlauf und haben dann große Probleme mit der Gratbildung und schlechten Oberflächen. Gibt es Branchen, für die Besonderheiten bei der Kunststoffbearbeitung beachtet werden müssen? Jede Branche hat ihre eigenen Bedingungen, auf die wir uns einstellen müssen. Beispielsweise die Medizintechnik. Hier muss meistens trocken zerspant werden. Oft sind hier auch sehr kleine Bauteile herzustellen. Diese fordern meist spezielle Werkzeuge. Hier arbeiten wir oft mit Mikrobohrern und extremen Längen bei den Schneiden. An Gleitflächen müssen Oberflächen mit geringsten Rautiefen erzeugt werden. Ein kleiner Vorteil dabei: Es kommen meist hochgenau arbeitende Maschinen zum Einsatz. An welchen Eigenschaften ermitteln Sie die Zerspanbarkeit von Kunststoffen? Um die Zerspanbarkeit etwas eingrenzen zu können, benötigen wir meist folgende Angaben: ˌˌDie möglichst genaue Materialkennung ˌˌIst das Material gefüllt oder weiter modifiziert? ˌˌKommt das Material aus der Stange oder von der Platte? ˌˌWie soll das Endprodukt aussehen? ˌˌWas für eine Maschine steht zur Verfügung? ˌˌWie erfolgt die Aufspannung des Werkstücks? Anhand dieser Aussagen kann die Zerspanbarkeit even tuell ermittelt werden. Gerne können wir dazu auch Tests an unserer eigenen Maschine fahren. Darüber wird dann ein Versuchsprotokoll mit Parametern, Bildern und einem Demonstrationsvideo erstellt. An welchen Parametern lassen sich Zerspanvorgänge optimieren? Wie schon erwähnt, sind folgende Parameter für eine gute Zerspanung wichtig: ˌˌDrehzahl ˌˌZahnvorschub ˌˌSpannung von Werkstück und Werkzeug ˌˌGleich- und Gegenlauf ˌˌKühlung ˌˌProgrammstruktur Der wichtigste Parameter ist allerdings das Zerspanungswerkzeug. Temperatur Erweichungstemperatur Zerspanungstemperatur Drehzahl Zerspanung möglich, jedoch nur mit geringen Vorschüben tProblemzone •Gratbildung •Fräserbruch Hohe Vorschübe bei hohen Drehzahlen • Wirtschaftlich Das Gespräch führte Holger Werz (Ensinger GmbH) mit Ralph Hufschmied und Nabil Khairallah (Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH). 17 Kühlung und Kühlschmiermittel Bei technischen Kunststoffen geht der Trend zum Trockenzerspanen. Da auf diesem Gebiet mittlerweile umfassende Erfahrungen vorliegen, kann auf den Einsatz von Kühlschmiermitteln häufig verzichtet werden. Ausnahmen für thermoplastische Zerspanungsvorgänge sind: ˌˌTiefe Bohrungen ˌˌGewindeschneiden ˌˌSägen bei verstärkten Werkstoffen Es ist jedoch durch die Verwendung einer gekühlten Schneidfläche möglich, die Oberflächenqualitäten und Toleranzen der Kunststoffteile zu verbessern sowie höhere Vorschübe und damit geringere Laufzeiten zu erzielen. Zerspanung mit Kühlung Soll gekühlt werden, empfiehlt sich ˌˌKühlung über den Span ˌˌVerwendung von Pressluft hhVorteil: Kühlung und gleichzeitig Entfernung des Spans aus dem Arbeitsbereich ˌˌEinsatz von wasserlöslichen Kühlschmiermitteln ˌˌHandelsübliche Bohremulsionen und Schneidöle sind ebenfalls möglich. Aufbringung durch Sprühnebel und Druckluft sind sehr effektive Methoden Zerspanung amorpher Kunststoffe ˌˌVermeidung von Kühlschmiermitteleinsatz, denn die Werkstoffe sind anfällig für Spannungsrisse ˌˌWenn Kühlung zwingend: hhTeile anschließend sofort mit Isopropanol oder reinem Wasser vom Kühlschmiermittel befreien hhGeeignete Kühlschmiermittel verwenden ˌˌReines Wasser ˌˌDruckluft ˌˌSpezielle Schmiermittel: Informationen zu geeigneten Schmiermitteln erhalten Sie von Ihren Kühlschmiermittellieferanten 18 pVorteile des Trockenzerspanens ˌˌkeine Medienreste auf dem Bauteil hhVorteilhaft für Bauteile in der Medizintechnik oder im Lebensmittelbereich (keine Migration) hhEinfluss des Kühlschmiermittels auf den Werkstoff kann ausgeschlossen werden (Quellung, Dimensionsänderung, Spannungsrisse, … ) hhKeine Wechselwirkung mit dem Werkstoff hhFehleinschätzung / -behandlung durch Zerspaner wird ausgeschlossen sAchtung ˌˌAuch und gerade beim Trockenzerspanen ist Kühlung bzw. eine gute Wärmeabfuhr unerlässlich! Das Wichtigste in Kürze Generell empfiehlt sich eine Trockenbearbeitung mittels Wärmeabfuhr über den Span. Tempern Temperprozess Der Vorgang des Temperns ist eine Wärmebehandlung von Halbzeugen, Form- oder Fertigteilen. Die Produkte werden langsam und gleichmäßig auf ein werkstoffspezifisch definiertes Temperaturniveau erwärmt. Darauf folgt eine materialdickenabhängige Haltezeit, um das Formteil voll durchzuwärmen. Anschließend muss das Material wieder langsam und gleichmäßig auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Tempern zur Reduktion von Spannungen ˌˌRestspannungen, die während des Herstell- oder Verarbeitungsprozesses entstanden sind, lassen sich durch Tempern weitgehend reduzieren ˌˌKristallinität der Werkstoffe erhöhen hhMechanische Werkstoffkennwerte optimieren ˌˌAusbildung einer gleichmäßigen kristallinen Struktur in den Werkstoffen ˌˌTeilweise Verbesserung der Chemikalienbeständigkeit ˌˌReduktion von Verzugsneigung und Maßänderungen (während oder nach der Verarbeitung) ˌˌNachhaltige Verbesserung der Dimensionsstabilität Zwischentempern Es kann sinnvoll sein, kritische Bauteile bei der Bearbeitung einem Zwischentemperschritt zu unterziehen. Dies gilt vor allem, ˌˌfalls enge Toleranzen gefordert sind ˌˌfalls aufgrund der Form (Asymmetrie, Verengungen der Querschnitte, Taschen oder Nuten) stark zu Verzug neigende Bauteile gefertigt werden müssen ˌˌbei faserverstärkten / gefüllten Werkstoffen (Faserorientierung kann Verzug verstärken) hhBearbeitungsprozess kann dazu führen, dass weitere, erhöhte Spannungen in das Bauteil gebracht werden ˌˌbei Verwendung stumpfer oder ungeeigneter Werkzeuge: hhAuslöser von Spannungen ˌˌbei übermäßigem Wärmeeintrag in das Bauteil – erzeugt durch ungeeignete Geschwindigkeiten und Vorschubraten ˌˌbei hohem Zerspanvolumen – vor allem bei einseitiger Bearbeitung Bei Ensinger werden die Halbzeuge grundsätzlich nach der Produktion einem Temperschritt unterzogen. Damit ist sichergestellt, dass das Material, das Sie erhalten, während und nach dem Bearbeitungsprozess maßstabil bleibt und sich besser spanend bearbeiten lässt. Werkstoff Polymerbezeichnung Aufheizen TECASINT PI 2 Std. auf 160 °C 6 Std. auf 280 °C 2 h bei 160 °C / 10 h bei 280 °C mit 20 °C pro Std. auf 40 °C TECAPEEK PEEK 3 Std. auf 120 °C 4 Std. auf 220 °C 1,5 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C Halten* Abkühlen TECATRON PPS 3 Std. auf 120 °C 4 Std. auf 220 °C 1,5 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C TECASON E PES 3 Std. auf 100 °C 4 Std. auf 200 °C 1 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C TECASON P PPSU 3 Std. auf 100 °C 4 Std. auf 200 °C 1 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C TECASON S PSU 3 Std. auf 100 °C 3 Std. auf 165 °C 1 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C TECAFLON PVDF PVDF 3 Std. auf 90 °C 3 Std. auf 150 °C 1 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C TECANAT PC 3 Std. auf 80 °C 3 Std. auf 130 °C 1 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C TECAPET PET 3 Std. auf 100 °C 4 Std. auf 180 °C 1 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C TECADUR PBT GF30 PBT 3 Std. auf 100 °C 4 Std. auf 180 °C 1 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C TECAMID 6 PA6 3 Std. auf 90 °C 3 Std. auf 160 °C 1 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C TECAMID 66 PA66 3 Std. auf 100 °C 4 Std. auf 180 °C 1 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C TECAFORM AH POM-C 3 Std. auf 90 °C 3 Std. auf 155 °C 1 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C TECAFORM AD POM-H 3 Std. auf 90 °C 3 Std. auf 160 °C 1 Std. je cm Wanddicke mit 20 °C pro Std. auf 40 °C * Bei Maximaltemperatur, falls nicht anders angegeben. 19 Durch einen Zwischentemperschritt können diese Spannungen sowie die Gefahr des Verzugs reduziert werden. Dabei sollte zur Einhaltung der benötigten Abmessungen und Toleranzen beachtet werden: ˌˌBauteile vor dem Zwischentemperschritt zuerst mit Aufmaß grob vorbearbeiten (Schruppen), denn Tempern kann zu einem gewissen Schrumpfen der Bauteile führen ˌˌErst nach dem Tempern sollte die Enddimensionierung des Teiles erfolgen ˌˌBauteil während des Zwischentemperschrittes gut stützen: hhVermeidung von Verzug während des Temperns Typischer Temperzyklus Temperatur [°C] Zeitdauer [h] t1 t2 Aufheizzeit Haltezeit t3 t4 Abkühlzeit Nachhaltezeit Temperatur Ofen Temperatur im Zentrum des Halbzeugs / Fertigteils Morphologieänderung und Nachschwindung Eine Wärmebehandlung von Kunststoffen hat immer direkte Auswirkungen. Wärme wird eingebracht durch: ˌˌTempern ˌˌZerspanungsprozess (Friktionswärme) ˌˌEinsatz (Gebrauchstemperatur, Heißdampfsterilisation) Teilkristalline Kunststoffe ˌˌTemperprozess führt zu ausgeglichenen Werkstoffeigenschaften hhErhöhung der Kristallinität hhOptimierung der mechanischen Eigenschaften hhVerbesserung der Dimensionsstabilität hhVerbesserung der Chemikalienbeständigkeit ˌˌZerspanung kann zu örtlichen Überhitzungen durch Friktionswärme führen: hhGefügeveränderung hhNachschwindung ˌˌBesonders kritisch ist hierbei TECAFORM hhUnsachgemäße Zerspanung kann zu starker Deformation bzw. Verzug des Bauteils führen Amorphe Kunststoffe ˌˌsind weniger kritisch in Bezug auf ihre Nachschwindung und Verzug Beispiel für die Verzugsproblematik durch einseitige Bearbeitung 1. Gelb = zu bearbeitende Fläche 2. Gelber Bereich wurde entfernt • Verzug Das Wichtigste in Kürze Das Tempern führt zu einem Optimum an Dimensionsstabilität und senkt das Spannungsniveau. Bei amorphen Werkstoffen reduziert die Wärmebehandlung außerdem die Spannungsrissempfindlichkeit. 20 Dimensionsstabilität / Maßhaltigkeit Die Dimensionsstabilität ist als Systemkenngröße in jedem Prozessschritt – von der Herstellung des Kunststoffhalbzeuges bis zum endgültigen Einsatzzweck – zu berücksichtigen. Es treten verschiedene Ursachen auf, die die Maßhaltigkeit eines Bauteils beeinflussen können. Feuchteaufnahme ˌˌKunststoffe mit geringer Feuchteaufnahme sind im allgemeinen sehr dimensionstabil. Beispiele: TECAFORM AH / AD, TECAPET, TECATRON, TECAPEEK hhlassen sich mit engen Toleranzen realisieren ˌˌKunststoffe mit hoher Feuchteaufnahme zeigen einen merklichen Einfluss auf die Dimensionsstabilität Beispiele: TECAMID, TECAST hhFeuchteaufnahme / -abgabe führt zum Quellen oder Schrumpfen des Materials hhKonditionierung vor der Bearbeitung eventuell empfehlenswert Spannungsrelaxation ˌˌInnere oder „eingefrorene“ Spannungen wirken sich teilweise nicht oder nur gering auf die Maßhaltigkeit des Fertigteils während der Bearbeitung bei Raumtemperatur aus hhDimensionsstabiles Fertigteil ˌˌBei Lagerung oder im Einsatz können sich die „eingefrorenen“ Spannungen abbauen hhDimensionsänderung ˌˌBesonders kritisch ist der Einsatz des Bauteils bei erhöhten Temperaturen: hhSpannungen können sich schlagartig abbauen hhVerformungen, Verzug oder schlimmstenfalls Spannungsrisse während des Fertigteileinsatzes hhTeilkristalline Thermoplaste zeigen hohe Nachschwindung (bis zu ~1,0 – 2,5 %) und sind kritischer bezüglich Verzug hhAmorphe Thermoplaste zeigen geringeres Nachschwindungsverhalten (~0,3 – 0,7 %) und sind dimensionsstabiler als teilkristalline Thermoplaste ˌˌVielfach höhere Wärmeausdehnung (im Vergleich zu Metall) muss beachtet werden uEmpfehlungen zur Bearbeitung ˌˌAuf gute Wärmeabfuhr achten, um lokale Erwärmungen zu vermeiden ˌˌBei hohen Zerspanungsvolumina kann es sich empfehlen, einen Zwischentemperschritt durchzuführen, um Spannungen zu reduzieren ˌˌKunststoffe erfordern eine größere Fertigungstoleranz als Metalle ˌˌEs sollten keine zu hohen Spannkräfte angelegt werden, um eine Verformung zu vermeiden ˌˌVor allem bei faserverstärken Werkstoffen muss auf die Lage des Bauteils im Halbzeug geachtet werden (Extrusionsrichtung beachten) ˌˌBeim Zerspanen sollte ein bauteiloptimiertes Vorgehen gewählt werden Wärmeeintrag ˌˌKritisch sind alle Prozesse, bei denen Wärme im Material entsteht hhBeispiel: Tempern, Zerspanen, Einsatz bei höheren Temperaturen, Sterilisation ˌˌTemperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur bewirken eine Gefügeveränderung und somit nach dem erneuten Abkühlen ein Nachschwinden hhSchwindung und Verzug zeigen sich besonders bei asymmetrischen Bauteilgeometrien 21 Produktgruppen und Materialverhalten TECAFORM AH / AD, TECAPET, TECAPEEK Teilkristalline, unverstärkte Werkstoffe TECAFORM AH / AD, TECAPET und TECAPEEK sind sehr dimensionsstabile Werkstoffe mit ausgewogenen mechanischen Eigenschaften. Diese Werkstoffe sind sehr gut zerspanbar und neigen grundsätzlich zum Kurzspan. Sie können mit sehr hoher Zustellung und hohen Vorschüben zerspant werden. Grundsätzlich sollte aber auf einen möglichst geringen Wärmeeintrag bei der Bearbeitung geachtet werden, da besonders TECAFORM sowie TECAPET mit bis zu ~2,5 % ein hohes Nachschwindungsvermögen zeigen, wodurch es bei lokalen Überhitzungen zu einem Verzug kommen kann. Bei den o.g. Werkstoffen können mit optimierten Zerspanungsparametern sehr geringe Rautiefen erzielt werden. TECAST T, TECAMID 6, TECAMID 66 Unverstärkte Polyamide TECAST T, TECAMID 6 und TECAMID 66 sind Werkstoffe auf Polyamidbasis. Im Gegensatz zu den vorgenannten Werkstoffen sollte bei Polyamiden beachtet werden, dass diese von Natur aus ein sprödhartes Verhalten aufweisen, man spricht auch vom „spritzfrischen“ Zustand. Aufgrund ihrer chemischen Struktur neigen die Polyamide jedoch zur Feuchteaufnahme, diese Eigenschaft verleiht ihnen ihre sehr gute Balance zwischen Zähigkeit und Festigkeit. Die Feuchteaufnahme über die Oberfläche führt bei kleinen Halbzeugabmessungen und Bauteilen zu einer nahezu konstanten Feuchteverteilung über den Querschnitt. Bei größeren Halbzeugabmessungen (insbesondere bei Rundstäben / Platten ab 100 mm Durchmesser / Wandstärke) nimmt der Feuchteanteil von außen nach innen ab. 22 Im ungünstigsten Fall weist das Zentrum einen sprödharten Charakter auf, während die Randbereiche ein zähes Verhalten zeigen. Addiert mit den inneren Spannungen durch die Extrusionstechnologie verbirgt sich darin ein gewisses Risiko der Spannungsrissbildung beim Zerspanen. Zusätzlich ist zu beachten, dass die Feuchteaufnahme eine maßliche Veränderung des Materials zur Folge hat. Diese „Quellung“ muss bei der Bearbeitung und der Auslegung von Bauteilen aus Polyamid einkalkuliert werden. Die Feuchteaufnahme (Konditionierung) des Halbzeuges spielt hierbei eine wesentliche Rolle bei der Zerspanung. Speziell dünnwandige Bauteile (bis ~10 mm) können bis zu 3 % Feuchte aufnehmen. Als Faustregel gilt: ˌˌEine Feuchteaufnahme von 3 % bewirkt eine Dimensionsänderung von ca. 0,5 % ! Zerspanung von TECAST T ˌˌNeigt zum Kurzspan ˌˌIst dadurch gut zerspanbar Zerspanung von TECAMID 6 und TECAMID 66 ˌˌBilden einen Fließspan ˌˌHäufigeres Entfernen der Späne vom Werkzeug / Werkstück kann notwenig sein ˌˌWichtig, um möglichst kurz brechenden Span zu generieren und Störungen im Prozess zu vermeiden: hhIdeale Zerspanungsparameter hhWahl des geeigneten Werkzeugs Generell bei größeren Abmessungen (z.B. Rundstab > 100 mm und Platten mit einer Wandstärke > 80 mm) und einer zentrumsnahen spanenden Bearbeitung empfehlen wir ein Vorwärmen des Werkstückes auf 80 – 120 °C, um Spannungsrisse während der Bearbeitung zu vermeiden. Das Wichtigste in Kürze Die Werkstoffe sollten nach Möglichkeit trocken zerspant werden. Ist ein Einsatz von Kühlschmiermitteln unbedingt erforderlich, sollte das Bauteil direkt anschließend gut gereinigt werden. TECANAT, TECASON, TECAPEI Amorphe Thermoplaste TECANAT, TECASON und TECAPEI sind amorphe Werkstoffe. Diese Materialien sind sehr spannungsrissanfällig beim Kontakt mit aggressiven Medien wie Ölen und Fetten oder Kühlschmiermitteln. Aus diesem Grund sollte bei der Zerspanung dieser Werkstoffe möglichst auf Kühlschmiermittel verzichtet werden oder beispielsweise ein wasser basiertes Medium verwendet werden. Ebenfalls sollten die Zerspanparameter werkstoffspezifisch gewählt werden. ˌˌKeine zu hohen Vorschübe ˌˌZu hohe Drücke vermeiden ˌˌÜberhöhte Spannkräfte vermeiden ˌˌEher hohe Drehzahlen wählen ˌˌGeeignete, scharfe Werkzeuge verwenden sBei Konstruktionsauslegungen zu beachten ˌˌScherkräfte vermeiden (konstruktiv und bei Bearbeitung) ˌˌKanten / Geometrien werkstoffspezifisch auslegen (eher leicht gerundete Innenkanten wählen) Unter Berücksichtigung der geeigneten Zerspanungsparameter lassen sich mit diesen Werkstoffen sehr dimensionsstabile Fertigteile mit sehr engen Toleranzen herstellen. TECA-Werkstoffe mit PTFE-Anteil Werkstoffe mit Anteilen an PTFE (z.B. TECAFLON PTFE, TECAPEEK TF, TECAPEEK PVX, TECATRON PVX, TECAPET TF, TECAFORM AD AF) weisen häufig eine geringere mechanische Festigkeit auf. ˌˌWeiterer „Nachschneideprozess“ kann notwendig sein, um die Spitzen bis zur gewünschten Oberflächenqualität zu glätten ˌˌOftmals ist auch ein Entgraten notwendig Geeignete Spannkräfte wählen, um ein Verdrücken des Bauteils und damit nicht maßhaltige Bauteile zu vermeiden. TECASINT Mittels Sinterprozess hergestellte Polyimidprodukte Die TECASINT Produktgruppen 1000, 2000, 3000, 4000 und 5000 können auf handelsüblichen Metallbearbeitungsmaschinen trocken oder nass bearbeitet werden. sEmpfehlungen Werkzeuge ˌˌVerwendung von Vollhartmetallwerkzeugen ˌˌWerkzeuge mit Werkzeugschneidwinkel wie bei der Aluminiumverarbeitung sind gut geeignet ˌˌFür hochgefüllte TECASINT Produkte mit Glasfasern oder Glaskugeln Werkzeuge mit Diamant- oder Keramikbestückung verwenden Bearbeitung ˌˌ Hohe Schnittgeschwindigkeiten und geringe Vorschübe gepaart mit Trockenbearbeitung verbessern das Ergebnis ˌˌNassbearbeitung erhöht den Schnittdruck und fördert die Gratbildung, ist aber zur Verlängerung der Werkzeugstandzeiten empfehlenswert ˌˌGleichlauffräsen zur Vermeidung von Ausbrüchen ˌˌEin Zwischentempern ist meist nicht notwendig sAufgrund der erhöhten Feuchteaufnahme von Polyimiden ist es ratsam, diese Teile in eine Vakuumsperrfolie einzuschweißen. Diese wird erst vor Gebrauch geöffnet, um bei qualitativ sehr hochwertigen Teilen Maßänderungen durch Feuchtigkeitsaufnahme zu vermeiden. sDaher sollte Folgendes bei der Bearbeitung beachtet werden: ˌˌMaterialien neigen zum Nachlaufen des Fräsers hhOberflächenrauigkeit nimmt deutlich zu (Haarbildung, Spitzen, raue Oberfläche) ˌˌNachschneiden des Fräsers vermeiden hhFührt ebenfalls zu rauerer Oberfläche 23 Faserverstärkte TECA-Werkstoffe Faserverstärkte Werkstoffe beinhalten alle Arten von Fasern. Dazu gehören neben den glasfaserverstärkten auch die kohlefaserverstärkten Produkte. Beispielsweise: TECAPEEK GF30, TECAPEEK CF30, TECAPEEK PVX, TECATRON GF40, TECTRON PVX, TECAMID 66 GF30, TECAMID 66 CF20. uEmpfehlungen Werkzeuge ˌˌIn jedem Fall Hartmetallwerkzeuge (VHM) oder idealerweise polykristalline Diamantwerkzeuge (PKD) verwenden ˌˌSehr gut geschärfte Werkzeuge verwenden ˌˌRegelmäßige Kontrolle der Werkzeuge aufgrund der abrasiven Wirkung der Werkstoffe hhHöhere Standzeiten hhVermeidung von zu hoher Temperatureinfuhr Spannen der Halbzeuge ˌˌEinspannen in Extrusionsrichtung (höchste Druckfestigkeit) ˌˌMöglichst geringe Spannkräfte anwenden hhVermeidung von Durchbiegung und Biegespannung hhReduziert Verzug bzw. die Gefahr von Spannungsrissen im Bauteil Vorwärmen ˌˌVorwärmung der Halbzeuge kann für die weitere Bearbeitung empfehlenswert sein: hhHöhere Zähigkeit des Materials in warmem Zustand ˌˌHalbzeuge hierfür moderat aufheizen ˌˌWir empfehlen eine Heizrate von 20 °C pro Stunde auf 80 – 120 °C ˌˌFür gleichmäßige Temperaturverteilung im Halbzeugquerschnitt empfehlen wir zusätzlich eine Haltezeit von mindestens 1 Stunde je 10 mm Wandstärke ˌˌBei dieser Temperatur sollte das Halbzeug mit Aufmaß vorgearbeitet werden ˌˌEndfertigung sollte nach der Abkühlung auf Raumtemperatur erfolgen ˌˌWerkzeug sollte vor der Bearbeitung ebenfalls erwärmt werden hhVermeidung von Wärmeabfuhr aus dem Material 24 Bearbeitung ˌˌRandzonen auf beiden Seiten des Halbzeuges überfräsen: hhIdealerweise je Überfräsvorgang mit einer max. Spantiefe von 0,5 mm hhErgibt homogenere Spannungsverteilung im Halbzeug hhFührt zu höherer Bauteilqualität Beispiel Beispielhaft empfehlen wir für ein Fertigmaß von 25 mm die Verwendung einer 30 mm starken Platte, die vor der Zerspanung beidseitig 2 mm zu überfräsen ist. In diesem Fall sollte die Platte mehrfach gewendet und jeweils max. 0,5 mm pro Arbeitsgang abgetragen werden. Idealerweise erfolgt dieses Vorarbeiten an einem vorgewärmten Halbzeug. Anschließend erfolgt die Fertigbearbeitung am abgekühlten, vorbearbeiteten Produkt. Dieser Vorgang gewährt in jedem Fall eine optimale Bauteilqualität mit geringen Spannungen und wenig Verzug am Bauteil. Das Wichtigste in Kürze Für bessere Werkzeugstandzeiten und Dimensionsstabilität empfiehlt sich bei faserverstärkten Werkstoffen der Einsatz von Hartmetall- oder PKDWerkzeugen. Besonderheit TECATEC Composite TECATEC ist ein Composite auf Basis eines Polyaryletherketons mit 50 bzw. 60 % Gewichtsanteil an Kohlefaser gewebe. Hierdurch ist das Zerspanen von TECATEC wesentlich aufwändiger als die Zerspanung von kurzfaserverstärkten Produkten. Aufgrund der Lagenstruktur des Materials kann es bei einer unsachgemäßen Zerspanung zu unterschiedlichen Effekten kommen: ˌˌSchneidkantenausbrüche ˌˌDelaminationen ˌˌAusfransungen ˌˌFaserausbrüche Aus diesem Grund muss für dieses Material eine spezifische Bearbeitung erfolgen. Diese muss jedoch bauteilabhängig im Einzelfall ermittelt werden. Auslegung im Halbzeug Die Eignung von TECATEC für eine bestimmte Anwendung und die Qualität des Fertigteils hängt in erster Linie von der Lage des Bauteils im Halbzeug ab. Bereits in der Entwicklungsphase muss die Ausrichtung des Fasergewebes ganz besonders im Hinblick auf den Belastungsfall der Anwendung (Zug, Druck, Biegung) und eine spätere spanende Bearbeitung dringend berücksichtigt werden. Zerspanungswerkzeug und Werkzeugmaterialien Für höhere Standzeiten im Vergleich zu HSS- oder Hartmetallwerkzeugen empfehlen wir die Verwendung von ˌˌPKD-Werkzeugen (polykristalliner Diamant) ˌˌKeramik-Werkzeugen ˌˌTitanbeschichteten Werkzeugen ˌˌWerkzeugen mit funktionaler Beschichtung (Plasmatechnologie) Neben der höheren Standzeit helfen diese Werkzeuge die Vorschubkräfte deutlich zu minimieren, wenn sie auch entsprechend materialspezifisch ausgelegt werden. ˌˌModerate Schneidenschärfe wählen ˌˌGute Balance zwischen der Oberflächenqualität (mit sehr scharfen Schneiden) und Werkzeugstandzeit (stumpfere Schneide) ermitteln ˌˌFräsergeometrie so auslegen, dass die Fasern geschnitten werden, sonst besteht Gefahr von Faserausfransungen ˌˌAufgrund der hohen Abrasivität der Kohlefasern muss bei den TECATEC Halbzeugen auf einen regelmäßigen Wechsel der Werkzeuge geachtet werden hhVermeidung von zu hohem Wärmeeintrag und Verzug durch zu stumpfe Werkzeuge Bearbeitung ˌˌAusbrüche und Gratbildung während des Zerspanungsprozesses sind parallel zum Fasergewebe mit einem größeren Risiko verbunden als eine Bearbeitung senkrecht zum Fasergewebe ˌˌFür enge Toleranzen können die Bauteile während der Fertigung auch mehrfach getempert werden ˌˌAufgrund einer relativ guten Wärmeleitung durch den hohen Faseranteil ist eine gute Wärmeverteilung im Werkstück zu erwarten. Deshalb empfehlen wir, das Material trocken zu zerspanen Zerspanungs- und Werkzeugparameter Wir empfehlen, folgende Parameter zu beachten: ˌˌHohe Vorschubkräfte vermeiden ˌˌSehr hohen Spitzenwinkel (150 – 180°) wählen ˌˌSehr geringe Vorschübe (ca. < 0,05 mm/min) einstellen ˌˌHohe Schnittgeschwindigkeiten (ca. 300 – 400 m/min) wählen Die Informationen sollen Ihnen erste Hilfestellungen zum Zerspanen von TECATEC geben, detaillierte Hinweise sind einzelfallabhängig. 25 Zerspanungsfehler – Ursachen und Lösungen Abschneiden und Sägen Drehen und Fräsen Schwierigkeiten Schwierigkeiten Angeschmolzene Oberflächen Ursachen ˌˌStumpfes Werkzeug ˌˌUngenügendes seitliches Spiel / Angeschmolzene Oberflächen ˌˌVorschub zu hoch ˌˌWerkzeug unsachgemäß geschärft ˌˌSchneidkante nicht feingeschliffen Freiraum Raue Oberfläche ˌˌSpitzwinkel zu groß ˌˌWerkzeug nicht senkrecht zur Spindel ˌˌWerkzeug wird abgelenkt ˌˌVorschub zu hoch ˌˌWerkzeug über oder unter Zentrum montiert „Nasen“ oder ˌˌSpitzwinkel nicht groß genug Grate am Ende ˌˌStumpfes Werkzeug der Schneidfläche ˌˌVorschub zu hoch ˌˌVorschub zu hoch ˌˌFalscher Freiwinkel ˌˌScharfer Punkt am Werkzeug (leichte Fräserabrundung erforderlich) ˌˌWerkzeug nicht im Zentrum montiert ˌˌWerkzeug reibt während des Rückzugs ˌˌGrat am Werkzeug Konkave und konvexe Oberflächen Absatzreibung ˌˌVorschubrate zu gering ˌˌSpindelgeschwindigkeit zu hoch (gehont) Spiralmarken ˌˌStumpfes Werkzeug oder ˌˌUngenügendes seitliches Spiel / Freiraum ˌˌUngenügende Kühlmittelzuführung Raue Oberfläche Ursachen Grate an den Schneidecken ˌˌKein Raum vor Risse oder Absplitterungen an den Ecken ˌˌZu viel positive Neigung am Rattern ˌˌZu starke Fräserabrundung Grate am Außen- ˌˌStumpfes Werkzeug durchmesser ˌˌKein Raum vor SchneidDurchmesser Schneiddurchmesser ˌˌStumpfes Werkzeug ˌˌUngenügendes seitliches Spiel / Freiraum ˌˌKein Vorhaltewinkel am Werkzeug Werkzeug ˌˌWerkzeug nicht leicht genug angefahren (Werkzeug schlägt zu hart auf Material) ˌˌStumpfes Werkzeug ˌˌWerkzeug unter Zentrum montiert ˌˌScharfer Punkt am Werkzeug (leichte Fräserabrundung erforderlich) am Werkzeug ˌˌWerkzeug nicht ausreichend fest montiert ˌˌMaterial nicht ausreichend gut geführt ˌˌSchneidbreite zu groß (2 Schnitte nutzen) 26 Bohren Schwierigkeiten Verjüngende Bohrungen Ursachen Schwierigkeiten ˌˌUnsachgemäß geschliffener Bohrer Unkonzentrische Bohrungen ˌˌUngenügendes Spiel / Freiraum ˌˌZu hoher Vorschub Verbrannte oder geschmolzene Oberfläche ˌˌZu hoher Vorschub ˌˌSpindelgeschwindigkeit zu gering ˌˌBohrer dringt in nächstes Teil zu weit ein ˌˌAbschneidewerkzeug hinterlässt ˌˌVerwendung ungeeigneter Bohrer ˌˌUnsachgemäß geschliffener „Nase“, die den Bohrer ablenkt ˌˌSteg zu dick ˌˌBohrgeschwindigkeit beim Start Bohrer ˌˌZu geringer Vorschub ˌˌStumpfer Bohrer ˌˌSteg zu dick Oberflächenabsplitterungen Ursachen zu hoch ˌˌBohrer nicht mittig eingespannt ˌˌBohrer nicht korrekt geschärft ˌˌZu großer Vorschub ˌˌSpiel / Freiraum zu groß ˌˌZu große Neigung Grat beim Abschneiden Rattern ˌˌZu viel Spiel / Freiraum ˌˌZu geringer Vorschub ˌˌBohrüberhang zu groß ˌˌZu große Neigung Schnelles Abstumpfen des Bohrers Fördermarken oder Spirallinien am Innendurchmesser ˌˌZu hoher Vorschub ˌˌBohrer nicht zentriert ˌˌBohrerspitze nicht im Zentrum ˌˌStumpfes Schneidwerkzeug ˌˌBohrer geht nicht komplett durch das Bauteil ˌˌVorschub zu gering ˌˌSpindelgeschwindigkeit zu gering ˌˌUngenügende Schmierung durch Kühlung ÜberdimensioˌˌBohrerspitze nicht im Zentrum nierte Bohrungen ˌˌSteg zu dick ˌˌUngenügendes Spiel / Freiraum ˌˌZu hoher Vorschub ˌˌBohrspitzenwinkel zu groß UnterdimensioˌˌStumpfer Bohrer nierte Bohrungen ˌˌZu viel Spiel / Freiraum ˌˌBohrspitzenwinkel zu klein Das Wichtigste in Kürze Bei weiteren technischen Fragen wenden Sie sich bitte an unsere technische Anwendungsberatung: [email protected] oder telefonisch unter Tel. +49 7032 819 101 27 Ensinger weltweit Ensinger GmbH Rudolf-Diesel-Straße 8 71154 Nufringen Tel. +49 7032 819 0 Fax +49 7032 819 100 www.ensinger-online.com Brasilien Ensinger Indústria de Plásticos Técnicos Ltda. Av. São Borja 3185 93.032-000 São Leopoldo-RS Tel. +55 51 35798800 Fax +55 51 35882804 www.ensinger.com.br Ensinger GmbH Mercedesstraße 21 72108 Rottenburg a. N. Tel. +49 7457 9467 100 Fax +49 7457 9467 122 www.ensinger-online.com Ensinger GmbH Wilfried-Ensinger-Straße 1 93413 Cham Tel. +49 9971 396 0 Fax +49 9971 396 570 www.ensinger-online.com Ensinger GmbH Borsigstraße 7 59609 Anröchte Tel. +49 2947 9722 0 Fax +49 2947 9722 77 www.ensinger-online.com Ensinger GmbH Mooswiesen 13 88214 Ravensburg Tel. +49 751 35452 0 Fax +49 751 35452 22 www.thermix.de China Ensinger (China) Co., Ltd. 1F, Building A3 No. 1528 Gumei Road Shanghai 200233 P.R.China Tel. +86 21 52285111 Fax +86 21 52285222 www.ensinger-china.com Dänemark Ensinger Danmark A/S Rugvænget 6B 4100 Ringsted Tel. +45 7810 4410 Fax +45 7810 4420 www.ensinger.dk Frankreich Ensinger France S.A.R.L. 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Geodetów 2 64-100 Leszno Tel. +48 65 5295810 Fax +48 65 5295811 www.ensinger.pl Schweden Ensinger Sweden AB Stenvretsgatan 5 SE-749 40 Enköping Tel. +46 171 477 050 Fax +46 171 440 418 www.ensinger.se Singapur Ensinger International GmbH (Singapore Branch) 63 Hillview Avenue # 04-07 Lam Soon Industrial Building Singapore 669569 Tel. +65 65524177 Fax +65 65525177 www.ensinger.com.sg Spanien Ensinger S.A. Girona, 21-27 08120 La Llagosta Barcelona Tel. +34 93 5745726 Fax +34 93 5742730 www.ensinger.es Tschechien Ensinger s.r.o. Prùmyslová 991 P.O. Box 15 33441 Dobřany Tel. +420 37 7972056 Fax +420 37 7972059 www.ensinger.cz USA Ensinger Inc. 365 Meadowlands Boulevard Washington, PA 15301 Tel. +1 724 746 6050 Fax +1 724 746 9209 www.ensinger-inc.com Thermoplastische Konstruktions- und Hochleistungskunststoffe von Ensinger kommen heute in fast allen wichtigen Industriebranchen zum Einsatz. 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