19 Février 2019  |  Couches minces
Publié dans Oberflächen POLYSURFACES 04/2018

Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe

Beim Bohren und Fräsen von harten und zugleich zähen Speziallegierungen oder Composite-Werkstoffen für den Flugzeugbau sorgen CemeCon-Premium-Beschichtungen für eine hohe Prozesssicherheit. Sie ermöglichen eine sehr gute Fertigungsqualität und sichern zugleich eine langfristige Wirtschaftlichkeit.

Lors du perçage et du fraisage d’alliages spéciaux à la fois durs et résistants ou de matériaux composites destinés à la construction aéronautique, les revêtements CemeCon-Premium assurent une haute sécurité des procédés, une excellente qualité de fabrication, ainsi qu’une rentabilité à long terme.

Beim Aufsetzen auf die Landebahn geht ein sanfter Ruck durch den Rumpf des Flugzeugs. Und auch während des Fluges ist ganz schön Bewegung in der Maschine, was man an den Flügelenden beobachten kann. Gut, zu wissen, dass Flugzeuge keineswegs so starr sind, wie sie auf den ersten Blick wirken. Tatsächlich sind sie durch und durch auf Elastizität getrimmt.
Die Aluminiumlegierungen, die in der Luftfahrt eingesetzt werden, sind perfekt darauf ausgelegt. Sie sind viel zäher als die Legierungen, die im Automobilbau verwendet werden, denn sie enthalten nur einen Bruchteil an Silizium. Dies macht den Werkstoff besonders widerstandsfähig gegen die ständige dynamische Belastung durch Vibrationen und Schwingungen im Flugbetrieb. So bleiben Flugzeuge über ihre gesamte Lebensdauer sicher: verbreitete Modelle sind für 25 Jahre, 60‘000 Flugstunden und 48‘000 Landungen ausgelegt und halten in der Regel noch weitaus länger.
 
Ultraschärfe durch ultraglatte und -dünne HiPIMS-Schicht
Der geringe Siliziumgehalt bedeutet einen sehr hohen Anteil reinen Aluminiums in der Legierung. Dieses hat die Tendenz sehr stark zu schmieren, sobald es in der Zerspanung heiss wird. Eine Tatsache, die beim Fräsen unbedingt beachtet werden muss, sonst entstehen Materialaufschweissungen am Werkzeug: Der von der Reibungswärme «verflüssigte» Span schmiert auf dem Werkzeug auf, erkaltet und haftet dort augenblicklich stärker als jeder Sekundenkleber. «Der nächste Span reisst dann an dieser Erhöhung, die da nicht hingehört. Die wirkenden Kräfte sind so hoch, dass gleich ein ordentliches Stück Beschichtung und Hartmetall mit herausgebrochen werden kann», beschreibt Manfred Weigand, Produktmanager Round Tools bei CemeCon, wie Kaltaufschweissungen zum Exitus eines Werkzeugs führen.
Die «AluCon»-Beschichtungen auf der Basis vom Titandiborid (TiB2) haben eine extrem geringe Affinität zu Aluminium. Statt zu haften, gleitet der Span über das Werkzeug. Das Resultat ist ein maximal effektiver Späneabtransport. Damit die Schneidkanten so scharf bleiben, wie es nötig ist, um beim Zerspanen eine optimale Oberfläche des zähen Flugzeugaluminiums zu erreichen, werden diese HiPIMS-Schichten alternativ mit nur 1 oder 2 µm Schichtdicke besonders dünn abgeschieden. Mit HiPIMS werden TiB2-Beschichtungen sehr dicht bei extrem guter Haftung. Dies macht den Schichtwerkstoff «AluCon» zur idealen Basis für die Beschichtung von Werkzeugen zur Titanbearbeitung.
 
Schichtwerkstoff für Al-Composite-Schichten
Sowohl Aluminium als auch Titan werden in modernen Flugzeugen immer häufiger in Kombination mit Composite-Werkstoffen – sandwichartig – mit kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen verbaut. «Ein Loch zu bohren in ein Bauteil, das zunächst porös und hochabrasiv und dann im Verhältnis weich und zäh ist? Dies stellt spezielle Anforderungen an Substrat, Schneidgeometrie und Beschichtung», schildert Manfred Weigand die Erfahrungen. «Der Schichtwerkstoff CCDia AeroSpeed – ursprünglich konzipiert für die CFK-Bearbeitung – bietet auch für das Duo CFK und Aluminium eine ausbalancierte Lösung.» Die nanokristalline Diamantoberfläche ist extrem glatt und chemisch inert; daher ist auch ein effektiver Späneabtransport gesichert. Besonders scharf sind damit beschichtete Werkzeuge ebenfalls, da die Kantenverrundung der Schneide vielfach geringer ist als bei herkömmlichen Diamantbeschichtungen gleicher Dicke. Mit diesem Schichtwerkstoff lassen sich beim Austritt des Bohrers aus der Al-Composite-Schicht Grate von weniger als 0,1 mm erreichen. Damit kann ein verbreiteter Standard im Flugzeugbau eingehalten werden.
Multilayer-Diamantbeschichtungen von CemeCon zeichnen sich auch als der richtige Weg für das aktuelle Thema CFK-Titan-Bearbeitung ab. «Aktuelle Versuche zeigen, dass wir bald als Erste ein viel wirtschaftlicheres Zerspanen dieses Kompositwerkstoffs erreichen werden», wirft Manfred Weigand einen Blick in die Zukunft.
 
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26 Février 2019  |  Couches minces

Innovative Karosserietrocknung

Le nouveau procédé «EcolnCure» permet de chauffer et refroidir les carrosseries de l’intérieur. Cette technologie répond à toutes les exigences du séchage de l’avenir en ce qui concerne l’électromobilité ainsi que les nouveaux matériaux. Le mode de déplacement latéral utilisé pour la première fois permet de construire les installations de manière compacte.
14 Mars 2017  |  Couches minces

Inhouse-Beschichten von Hochleistungswerkzeugen

Il y a déjà une vingtaine d’années que Fraisa a commencé à revêtir elle-même ses outils dans ses ateliers, à l’aide d’une machine de revêtement. Aujourd’hui, cette entreprise exploite cinq installations sur trois sites différents, avec de multiples concepts de couches, qu’elle a parfois développés elle-même. Outre une technologie éprouvée et fiable, un support professionnel et garanti en toutes circonstances par le fabricant de l’installation, sont les conditions pour la réussite de ce mode de revêtement interne.
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