Am Puls der Zeit: Taschenfräsen in Titan Grad 5

25.07.2024

Grafische Darstllung eines Herzschlags

Inhalt

1. Ziel: schneller Fräsen mit weniger Verschleiß

2. 73-mal höhere Standzeit in Titan Grad 5

3. FAQ zum Fräsen in Titan Grad 5

Es ist nur ein kleines Batteriegehäuse und doch entscheidend für das Leben vieler Menschen. Denn verbaut in einen Herzschrittmacher sorgt es dafür, dass unser Lebensmotor weiterläuft. Doch nur perfekt verarbeitete Teile können hier die nötige Lebensdauer und Effizienz garantieren. Gut, dass unser Gühring-Herz für Präzisionsbearbeitung schlägt.

Wie viele Unternehmen im medizinischen Bereich, setzt auch das japanische Unternehmen Microcut Co., LTD auf den Werkstoff Titan Grad 5 (Ti6Al4V). Ein Batteriegehäuse aus diesem Material fühlt sich nicht schwer an, wenn es im Körper verbaut wird und ist doch äußerst widerstandsfähig. Außerdem ist die Titanlegierung biokompatibel, löst keine Reaktionen oder Allergien aus, korrodiert nicht und ist nicht magnetisch. Doch Titan Grade 5 hat auch seine Tücken – vor allem in der Zerspanung.

Mitarbeitende von Microcut und Gühring

Außendienstmitarbeiter Shinji Fukai (links) stellt den Managern von Microcut den G-Mold Fräser vor.

Gühring-Fräser G-Mold 65 HF

Ziel: schneller Fräsen, weniger Verschleiß

Das musste auch Microcut beim Fräsen von Taschen in die Bauteile feststellen. Nach nur 32 Werkstücken waren die Werkzeuge eines Wettbewerbers trotz Beschichtung verschlissen. So wendete sich das Unternehmen mit der Herausforderung an Gühring, eine Werkzeuglösung für bessere Standzeiten und Bearbeitungszeiten zu liefern.

Die Lösung liefert Gühring mit dem Vollhartmetall-Schaftfräser G-Mold 65 HF. Ausgestattet mit Innenkühlung und einer Signum-Beschichtung, die für extrem hohe Verschleißfestigkeit bekannt ist, verspricht dieser Fräser eine erhebliche Verbesserung der Werkzeugstandzeiten und Bearbeitungseffizienz. „Wir empfehlen hier den G-Mold 65 HF, der mit hoher Vorschubgeschwindigkeit und dadurch extrem effizient eingesetzt werden kann“, erklärt Außendienstmitarbeiter Shinji Fukai.

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73-mal höhere Standzeit

Schon bei den ersten Tests unter Verwendung der bisherigen Schnittparameter war das Ergebnis beeindruckend: Die Standzeit des G-Mold 65 HF war 15-mal länger als die des Wettbewerber-Werkzeugs. Doch das war erst der Anfang. Nachdem der Kunde seine Schnittparameter an das neue Hochleistungswerkzeug angepasst hatte, erzielte er mit dem G-Mold 65 HF eine 73-mal höhere Standzeit im Vergleich zum Werkzeug des Mitbewerbers.

Hier zeigte der G-Mold 65 HF seine Stärke, indem er mit hoher Vorschubgeschwindigkeit und höchster Effizienz eingesetzt werden konnte. Auch mit Blick auf die Bearbeitungszeit konnte Gühring einen Vorteil für den Kunden erzielen: Mit dem G-Mold HF konnten doppelt so hohe Vorschübe und 25 % höhere Schnittgeschwindigkeiten gefahren wurden, was die Bearbeitungszeit deutlich reduzierte.

Das Bauteil ist einBateriehülle für einen Herzschrittmacher

Informationen zur Bearbeitungssituation:

  • Horizontales Bearbeitungszentrum MAKINO a61nx
  • Werkzeugspannung: HSK A63
  • Kühlung: Innenkühlung, Kühlmittel auf Ölbasis
G-Mold 65 HF, High Feed Fräser 4-Schneider mit Innenkühlung 4-Schneider des Wettbewerbers
Vc = 100 m/min Vc = 80 m/min
fz = 0, 1 mm fz = 0, 05 mm
Vf = 3184 mm/min Vf = 1273 mm/min
n = 7961 U/min n = 6368 U/min
ae = 4,0 mm ae = 4,0 mm
ap = 0,3 mm ap = 0,3 mm
Teile / Fräser = 2336 Teile / Fräser = 32

FAQ zum Fräsen von Titan Grad 5

Was ist Titan Grad 5?

Titan Grad 5 bezieht sich auf eine spezielle Legierung von Titan, die als Ti-6Al-4V bekannt ist. Diese Legierung besteht aus etwa 90% Titan, 6% Aluminium und 4% Vanadium. Sie ist eine der am häufigsten verwendeten Titanlegierungen. Titan Grad 5 zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit, geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und gute Schweißbarkeit aus. Aufgrund dieser Eigenschaften wird es für verschiedene Komponenten in der Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Sportausrüstung und viele industrielle Anwendungen eingesetzt. Der Werkstoff ist besonders in Situationen gefragt, in denen eine hohe Festigkeit und gleichzeitig ein geringes Gewicht erforderlich sind.

Welche Herausforderungen gibt es beim Fräsen von Titan?

Das Fräsen von Titan stellt aufgrund der einzigartigen Eigenschaften dieses Werkstoffs mehrere Herausforderungen dar. Titanlegierungen haben eine extrem hohe Festigkeit und Zähigkeit, was zu erhöhtem Verschleiß der Werkzeuge führt. Hohe Temperaturen entstehen während der Bearbeitung, was die Lebensdauer der Fräser weiter beeinträchtigt. Die Wärmeleitfähigkeit von Titan ist gering, was zu Hitzestau führen kann, und die entstehenden Späne sind oft lang und klebrig, was die Spanabfuhr erschwert. Insgesamt erfordert das Fräsen von Titan eine sorgfältige Prozesssteuerung, fortschrittliche Werkzeugmaterialien sowie effektive Kühlsysteme, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Welche Werkzeuge werden für das Fräsen von Titan empfohlen?

Beim Fräsen von Titan werden spezielle Werkzeuge empfohlen, um den Herausforderungen dieses Metalls gerecht zu werden. Fräser aus Hartmetall mit Beschichtungen wie die Gühring Signum: Titan-Aluminium-Silizium-Nitrid (TiAlSiN) oder die Gühring Zenit-Beschichtung (TiAlN-ZrN) haben sich bewährt. Hochwertige Schneidkanten und geometrische Ausführungen sind entscheidend, um die Wärmeentwicklung zu minimieren und die Standzeit der Werkzeuge zu maximieren. Zudem sind Kühlschmierstoffe von großer Bedeutung, um die Temperaturentwicklung während der Bearbeitung zu kontrollieren und die Bildung von Adhäsionsverschleiß zu reduzieren. Bei der Wahl der Fräser ist es ratsam, auf solche mit einer hohen Warmfestigkeit und Verschleißbeständigkeit zu achten.

Wie beeinflusst die Schnittgeschwindigkeit das Fräsergebnis bei Titan?

Die Schnittgeschwindigkeit hat einen signifikanten Einfluss auf das Fräsergebnis bei der Bearbeitung von Titan. Eine zu hohe Schnittgeschwindigkeit kann zu vermehrtem Werkzeugverschleiß führen, insbesondere bei Titan, das für seine Festigkeit bekannt ist. Hohe Schnittgeschwindigkeiten erzeugen zudem mehr Wärme im Schnittbereich, was zu unerwünschten Veränderungen des Werkstoffs führen kann. Die Spanbildung und Oberflächengüte werden ebenfalls von der Schnittgeschwindigkeit beeinflusst, wobei optimale Bedingungen zu einer besseren Oberflächenqualität führen.

Welche Kühlmittel sollten beim Fräsen von Titan verwendet werden?

Beim Fräsen von Titan ist die Auswahl des richtigen Kühlmittels von entscheidender Bedeutung, um die herausfordernden Bedingungen bei der Bearbeitung zu bewältigen. Hochleistungs-Schneidöle, wasserbasierte Kühlschmierstoffe oder spezielle Kühlmittel für Titanlegierungen werden empfohlen. Diese Kühlmittel dienen dazu, die hohe Temperaturentwicklung während des Fräsprozesses zu kontrollieren, Werkzeugverschleiß zu minimieren und die Oberflächengüte zu verbessern. Wasserbasierte Kühlmittel sind effektiv, um die Wärme abzuführen, aber bei Titan kann eine geringe Wasserhärte erforderlich sein, um Korrosion zu verhindern. Ein wichtiger Faktor ist die Schmierfähigkeit des Kühlmittels, um Adhäsionsverschleiß zu reduzieren.

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