Rohlingsherstellung

• Das Rohmaterial wird geschnitten und grob zu einem zylindrischen Rohling geformt, der etwas überdimensioniert ist, um nachfolgende Bearbeitungsvorgänge zu ermöglichen.

Nuten Schleifen

• Spezialisierte CNC-Schleifmaschinen erzeugen die spiralförmigen Nuten, die für das Schneiden und die Spanabfuhr unerlässlich sind.
• Die Nutengeometrie (Anzahl der Nuten, Helixwinkel usw.) wird sorgfältig auf Basis der vorgesehenen Anwendung und des zu bearbeitenden Materials ausgelegt.

Endgeometrie Erstellung

• Der flache Boden und die quadratischen Schneidkanten werden präzisionsgeschliffen, um eine genaue Schneidgeometrie zu gewährleisten.

Schärfen und Endbearbeitung

• Die Schneidkanten werden geschliffen, um maximale Schärfe zu erreichen.
• Abschließende Behandlungen wie Polieren können angewendet werden, um die Oberflächenbeschaffenheit und den Spanfluss zu verbessern.

Qualitätskontrolle

• Strenge Inspektionsprozesse stellen sicher, dass der fertige Freischnittfräser die Maßtoleranzen, die Schneidkantenqualität und die Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit erfüllt.

Gängige Materialien

• Schnellarbeitsstahl (HSS):
• Kobalthaltiger Schnellarbeitsstahl (HSS-Co):
• Vollhartmetall (WC):

Weniger häufige, spezialisierte Materialien

• Pulvermetallstähle (PM):
• Keramik:

Beschichtungen

Beschichtungen werden häufig aufgetragen, um die Leistung von Freischnittfräsern unabhängig vom Grundmaterial zu verbessern:

• Titannitrid (TiN): Allzweckbeschichtung, die die Verschleißfestigkeit verbessert und die Reibung reduziert.
• Titan-Aluminium-Nitrid (TiAlN): Verbesserte Härte und Oxidationsbeständigkeit für Hochtemperaturanwendungen.
• Chromnitrid (CrN): Gut für die Bearbeitung von Nichteisenmetallen und Kunststoffen aufgrund seiner niedrigen Reibungseigenschaften.
• Diamantähnlicher Kohlenstoff (DLC): Bietet extreme Verschleißfestigkeit und geringe Reibung für spezielle Anwendungen.

Gängige Beschichtungen:

• Titannitrid (TiN): Eine vielseitige Allzweckbeschichtung, die die Verschleißfestigkeit erhöht, die Reibung reduziert und die Oberflächenqualität verbessert.
• Titan-Aluminium-Nitrid (TiAlN): Verbessert die Härte und thermische Stabilität, ideal für die Hochtemperaturbearbeitung und härtere Materialien.
• Titancarbonitrid (TiCN): Bietet eine ausgewogene Kombination aus Verschleißfestigkeit und Schmierfähigkeit, nützlich für eine Vielzahl von Materialien.
• Chromnitrid (CrN): Bietet gute Verschleißfestigkeit und einen niedrigen Reibungskoeffizienten, vorteilhaft für die Bearbeitung von Nichteisenmetallen und Kunststoffen.

Spezialisierte Beschichtungen:

• Aluminium-Titan-Nitrid (AlTiN): Hervorragend geeignet für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, insbesondere unter trockenen Schnittbedingungen, aufgrund seiner überlegenen Hitzebeständigkeit.
• Aluminium-Chrom-Nitrid (AlCrN): Bietet verbesserte Oxidationsbeständigkeit und Verschleißleistung bei noch höheren Temperaturen als AlTiN.
• Diamantähnlicher Kohlenstoff (DLC): Bietet außergewöhnliche Verschleißfestigkeit und geringe Reibung für anspruchsvolle Anwendungen, oft verwendet für die Bearbeitung abrasiver Materialien.
• Mehrschichtbeschichtungen: Kombinationen verschiedener Beschichtungen, um eine maßgeschneiderte Oberfläche mit spezifischen Eigenschaften zu schaffen (z. B. eine verschleißfeste Deckschicht über einer zähen Grundschicht).

Faktoren, die die Beschichtungsauswahl beeinflussen

Die optimale Beschichtung für einen Freischnittfräser hängt ab von:

• Werkstückmaterial: Harte oder abrasive Materialien erfordern härtere, verschleißfestere Beschichtungen.
• Bearbeitungsbedingungen: Hohe Geschwindigkeiten und Temperaturen erfordern Beschichtungen mit überlegener thermischer Stabilität.
• Schmierung: Trockenbearbeitung kann von Beschichtungen mit niedrigeren Reibungskoeffizienten profitieren.
• Gewünschte Werkzeuglebensdauer und Kosten: Fortschrittliche Beschichtungen verbessern im Allgemeinen die Werkzeuglebensdauer, sind aber mit höheren Kosten verbunden.

Freischnittfräser (Schaftfräser mit flachem Boden) sind bemerkenswert vielseitige Werkzeuge, die in einem breiten Spektrum von Branchen Anwendung finden. Hier ist eine Aufschlüsselung ihrer Hauptanwendungen:

Schlüsselindustrien und Anwendungen

• Fertigung (allgemein):
• Luft- und Raumfahrt: Bearbeitung von leichten, hochfesten Legierungen für Flugzeugkomponenten.
• Automobilindustrie: Bearbeitung von Motorteilen, Getriebekomponenten und Formen für den Guss.
• Medizin: Herstellung von chirurgischen Instrumenten, Implantaten und Präzisionskomponenten für medizinische Geräte.
• Formen- und Werkzeugbau: Erstellen von komplizierten Formen für Kunststoffe, Metalle und andere Materialien.
• Holzbearbeitung: Obwohl nicht so häufig, können Freischnittfräser auch zum Formen von Holz und Verbundwerkstoffen verwendet werden.
• Elektronik: Erstellen von Schlitzen und Taschen für Leiterplatten und andere elektronische Komponenten.

Spezifische Beispiele

• Fräsen eines Schlitzes zur Aufnahme eines Sicherungsrings in einer mechanischen Baugruppe.
• Erstellen einer ebenen Fläche auf einem Werkstück zur präzisen Montage einer anderen Komponente.
• Fräsen einer quadratischen Schulter für eine genaue Positionierung innerhalb einer Vorrichtung.
• Profilieren der Kante eines Teils, um ein bestimmtes Design zu erreichen.
• Erstellen von Formen für den Spritzguss von Kunststoffteilen.

Warum Freischnittfräser so beliebt sind

Ihre Vielseitigkeit beruht auf:

• Quadratische Schnittgeometrie: Die Fähigkeit, sowohl vertikale als auch horizontale Merkmale innerhalb eines Werkstücks zu erzeugen.
• Breite Palette an Größen: Verfügbar in kleinen Durchmessern für filigrane Arbeiten und größeren Durchmessern für starken Materialabtrag.
• Materialkompatibilität: Optionen in HSS, Hartmetall und Beschichtungen, die für verschiedene Metalle, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe geeignet sind.

Freischnittfräser (Schaftfräser mit flachem Boden) sind bemerkenswert vielseitig einsetzbar und finden in einer Vielzahl von Branchen Anwendung. Hier ist eine Aufschlüsselung der wichtigsten:

Schlüsselindustrien

• Allgemeine Fertigung: Dies ist die breiteste Kategorie, in der Freischnittfräser unerlässlich sind. Sie werden für das Nutenfräsen, Planfräsen, Eckfräsen und Profilieren in verschiedenen Bereichen der Fertigung eingesetzt.
• Luft- und Raumfahrt: Die Bearbeitung hochfester, leichter Legierungen (wie Aluminium und Titan) für Flugzeugkomponenten erfordert die Präzision und Haltbarkeit von Freischnittfräsern.
• Automobilindustrie: Freischnittfräser werden in großem Umfang bei der Herstellung von Motorkomponenten, Getrieben und der Erstellung von Formen für den Guss verschiedener Automobilteile eingesetzt.
• Medizin: Die Präzision, die für chirurgische Instrumente, Implantate und medizinische Geräte benötigt wird, beruht oft auf der Bearbeitung mit Freischnittfräsern.
• Formen- und Werkzeugbau: Das Erstellen komplexer und komplizierter Formen für Kunststoffe, Metalle und andere Materialien erfordert häufig verschiedene Anwendungen von Freischnittfräsern.
• Werkzeug- und Formenbaubetriebe: Diese Betriebe, die kundenspezifische Werkzeuge und Formen für die Fertigung herstellen, sind aufgrund ihrer Vielseitigkeit beim Fräsen verschiedener Formen und Materialien stark auf Freischnittfräser angewiesen.

Andere Branchen (weniger häufig, aber dennoch anwendbar)

• Holzbearbeitung: Obwohl nicht so dominant wie in der Metallbearbeitung, können Freischnittfräser zum Formen von Holz und Verbundwerkstoffen verwendet werden.
• Elektronik: Sie können verwendet werden, um Schlitze und Taschen für Leiterplatten und andere elektronische Komponenten zu erstellen.

Warum Freischnittfräser so weit verbreitet sind

• Vielseitigkeit: Ihre quadratische Geometrie ermöglicht das Erstellen von Schlitzen, ebenen Flächen, Schultern und sogar einigen Profilen.
• Materialkompatibilität: Sie sind in Materialien und Beschichtungen erhältlich, die für die Bearbeitung verschiedener Metalle, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe geeignet sind.
• Größenbereich: Die Verfügbarkeit von kleinen und großen Durchmessern ermöglicht ihren Einsatz sowohl in der Feinbearbeitung als auch in der Schwerzerspanung.

Maschinen, die Freischnittfräser verwenden

Freischnittfräser (Schaftfräser mit flachem Boden) werden hauptsächlich in CNC-Fräsmaschinen (Computer Numerical Control) verwendet. Hier ist eine Aufschlüsselung:

• CNC-Vertikal-Bearbeitungszentren (VMCs): Dies ist die häufigste Art von Maschinen für Freischnittfräser. VMCs haben eine vertikal ausgerichtete Spindel, und das Werkstück wird auf einem Tisch mit X-, Y- und manchmal auch Z-Achsen-Steuerung bewegt.
• CNC-Horizontal-Bearbeitungszentren (HMCs): Ähnlich wie VMCs im Konzept, aber die Spindel ist horizontal ausgerichtet. HMCs werden häufig für schwerere Werkstücke oder die Bearbeitung mehrerer Seiten eines Teils in einer einzigen Aufspannung verwendet.
• CNC-Fräsmaschinen (allgemein): Dies umfasst die breitere Kategorie von CNC-Maschinen, die einen Freischnittfräser halten und präzise steuern können. Sowohl VMCs als auch HMCs fallen in diese Kategorie.
• CNC-Fräsen: Obwohl sie hauptsächlich für Holz und Kunststoffe ausgelegt sind, können einige schwerere CNC-Fräsen angepasst werden, um weichere Metalle mit Freischnittfräsern zu fräsen.

Warum CNC-Maschinen ideal sind

• Präzision und Genauigkeit: CNC-Maschinen bieten das hohe Maß an Präzision und Wiederholgenauigkeit, das für den effektiven Einsatz von Freischnittfräsern erforderlich ist.
• Steifigkeit: CNC-Maschinen sind robust gebaut, was Vibrationen und Rattern minimiert und zu guten Oberflächen und einer längeren Werkzeuglebensdauer führt.
• Automatisierung: Die Möglichkeit, komplexe Bearbeitungsvorgänge mit CNC-Maschinen zu programmieren, ermöglicht Effizienz und Konsistenz bei der Verwendung von Freischnittfräsern.

Zusätzliche Überlegungen

• Werkzeughalter: Freischnittfräser benötigen einen kompatiblen Werkzeughalter (wie einen Schaftfräserhalter oder eine Spannzange), um in der Spindel der CNC-Maschine montiert zu werden.
• Werkstückhalterung: Die sichere Befestigung des Werkstücks ist entscheidend für die Sicherheit und Genauigkeit bei der Verwendung von Freischnittfräsern in einer CNC-Umgebung.

Designunterstützung

• Anpassung: Zusammenarbeit mit Kunden, um Freischnittfräser mit spezifischen Geometrien, Abmessungen und Toleranzen für einzigartige Anwendungen zu entwerfen.
• Materialauswahl: Empfehlung des optimalen Substratmaterials (HSS, Hartmetallgüten usw.) und Beschichtungen basierend auf dem Werkstückmaterial, den Bearbeitungsparametern und der gewünschten Werkzeuglebensdauer.
• Leistungsoptimierung: Verwendung von Konstruktionssoftware und Simulationen, um Nutengeometrie, Helixwinkel und andere Merkmale vorzuschlagen, die die Spanabfuhr verbessern, Schnittkräfte reduzieren und die Gesamtleistung steigern.

Engineering-Unterstützung

• Empfehlungen zu Bearbeitungsparametern: Beratung zu Schnittgeschwindigkeiten, Vorschüben, Schnitttiefen und Schmierstrategien, um die Werkzeugleistung für spezifische Aufbauten zu optimieren.
• Fehlerbehebung im Prozess: Analyse von Bearbeitungsproblemen und Vorschlag von Werkzeugmodifikationen, Parameteranpassungen oder alternativen Befestigungsmethoden, um Probleme wie Rattern, schlechte Oberflächenqualität oder übermäßigen Werkzeugverschleiß zu beheben.
• Finite-Elemente-Analyse (FEA): Möglicherweise Einsatz fortschrittlicher Simulationen, um Schnittkräfte, Werkzeugdurchbiegung und thermisches Verhalten unter anspruchsvollen Bedingungen vorherzusagen und so das Werkzeugdesign und die Prozessparameter zu optimieren.
• Anwendungstests: Verfügbarkeit von Einrichtungen zum Testen von Prototypen oder neuen Freischnittfräser-Designs in realistischen Bearbeitungsszenarien, um die Leistung zu überprüfen und die Designs vor der Produktion zu verfeinern.

Zusätzliche Unterstützungsleistungen

• Werkzeug-Nachschleifen und -Beschichtung: Angebot von Dienstleistungen zur Verlängerung der Lebensdauer abgenutzter Freischnittfräser durch Wiederherstellung der Schneidkanten und erneutes Aufbringen von Beschichtungen.
• Schulungsressourcen: Entwicklung technischer Leitfäden, Webinare oder Schulungen, um Kunden zu helfen, die Anwendungen und Best Practices von Freischnittfräsern besser zu verstehen.

Wichtige Überlegungen

• Das Niveau der von Baucor angebotenen Unterstützung würde wahrscheinlich je nach Kundenbedürfnissen und Projektumfang variieren.
• Starke Design- und Engineering-Fähigkeiten sind für uns unerlässlich, um diese umfassenden Dienstleistungen effektiv anbieten zu können.

Wichtige Designelemente

Durchmesser:

Bestimmt durch die Größe des zu bearbeitenden Merkmals (Schlitzbreite, Planfläche, etc.).
Kleinere Durchmesser bieten besseren Zugang zu engen Bereichen, haben aber weniger Steifigkeit.
Größere Durchmesser bieten Steifigkeit für die Entfernung von schwerem Material, können jedoch geometrisch eingeschränkt sein.

Schnittlänge (Nutlänge):

Bestimmt die maximale Schnitttiefe in einem Durchgang.
Kurze, Standard- und lange Schnittlängen bieten Flexibilität für verschiedene Anwendungen.

Anzahl der Nuten:

Mehr Nuten verbessern die Oberflächenqualität und ermöglichen höhere Vorschubgeschwindigkeiten.
Weniger Nuten verbessern die Spanabfuhr für tiefe Schnitte oder Schrupparbeiten.
Typischerweise im Bereich von 2-6 Nuten.

Spirale Winkel:

Beeinflusst die Spanabfuhr, die Schnittkräfte und die Werkzeugvibrationen.
Standard-Spirale Winkel um 30° bieten ein gutes Gleichgewicht.
Hohe Spirale Winkel (>45°) eignen sich für weichere Materialien und Finish-Arbeiten.

Endgeometrie:

Flachfräser: Standard für allgemeine Nutenfräsen, Planfräsen und Schulterfräsen.
Kugelfräser: Für das Profilieren und gekrümmte Oberflächen.
Radius (Eckenradius): Fügt den Ecken einen kleinen Radius hinzu, nützlich zur Reduzierung von Spannungen im Werkstück.

Hals (Freistich):

Sorgt für Freiraum zwischen dem Werkzeugschaft und dem Werkstück.
Erforderlich für tiefere Schnitte oder Profilierarbeiten.

Schaftdurchmesser:

Muss den Fähigkeiten des Werkzeughalters der CNC-Maschine entsprechen.

Material:

HSS für allgemeine Anwendungen und weichere Materialien.
Kobalt-HSS für verbesserte Hitzebeständigkeit und die Bearbeitung härterer Materialien.
Hartmetall für hohe Geschwindigkeiten, harte Materialien und lange Werkzeugstandzeiten.

Beschichtungen:

TiN, TiAlN, CrN, DLC und andere verbessern die Verschleißfestigkeit, reduzieren die Reibung und verbessern die Leistung in spezifischen Anwendungen.