Drehen statt schleifen

Der Trend geht zu immer härteren Materialien. Viele Bearbeitungsmaschinen geraten da schnell an ihre Grenzen. Wo andere aufgeben, legen die Maschinen von A. Monforts erst richtig los. Auf der EMO zeigen die Mönchengladbacher eine ‚UniCen 1000‘ und eine ‚RNC 400 Laserturn‘, mit denen sich hochlegierte Stähle und sogar gesinterte Keramikwerkstoffe zerspanen lassen.

Härte ist unser Geschäft - so das Motto der A. Monforts Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG, die nicht nur Vorreiter beim Zerspanen keramischer Werkstoffe ist, sondern Experte für die Zerspanung aller harten Werkstoffe. Und von denen gibt es immer mehr. Denn eine bessere Effizienz vieler Produkte, vor allem in der Energieerzeugung oder der Luft- und Raumfahrt, erfordert immer belastbarere und exotischere Materialien mit hohen Ansprüchen an die Bearbeitung.

Ein typisches Einsatzgebiet für schwer zerspanbare Materialien wie hochlegierte Stähle oder Legierungen auf Nickelbasis sind Turbomaschinen. Auf seinem Messestand zeigt Monforts eine Werkzeugmaschine vom Typ UniCen 1000, die für die Bearbeitung von Turbinenkomponenten wie integral beschaufelte Verdichterstufen, sogenannter Blisk oder Bling (bladed disk/bladed ring) eingesetzt wird. Möglich macht das die besondere Bauweise der Maschine mit ihrer hervorragend dämpfenden hydrostatischen Lagerung. Sie sorgt zudem für eine hohe Stabilität und Langzeitgenauigkeit. Sogar keramische Werkstoffe wie Siliziumnitrid oder Siliziumcarbid lassen sich daher mit solchen Maschinen bearbeiten.

Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen entwickelten die Ingenieure eine Kombination aus Drehen und Laserbearbeitung. Auf einer ‚RNC 400 Laserturn‘ lassen sich beispielsweise Siliziumnitrid-Lagerschalen durch Stangenbearbeitung von gesinterten Stangenrohlingen herstellen. Das Verfahren ist hochproduktiv und ersetzt das Schleifen, insbesondere das sehr aufwendige Abrichten der Schleifscheiben für das Konturenschleifen. Dabei lassen sich Oberflächenqualitäten mit Rauigkeitswerten Ra von 0,2 µm erzielen. Während beim Keramikdrehen der Laser gezielt das Material direkt vor dem Schneiden erweicht, lässt sich der Laser darüber hinaus auch einsetzen, um Metall in der Maschine zu härten und sofort anschließend Hartdrehen zu können. Das reduziert deutlich die Durchlaufzeiten, da alle notwendigen Bearbeitungsvorgänge in einer Maschine und in derselben Aufspannung durchgeführt werden. Transport- und Rüstzeiten entfallen somit. Das Hybridverfahren bietet weitere Vorteile wie einen geringen Wärmeeintrag und somit kaum Verzug. Dies wiederum reduziert die erforderlichen Bearbeitungsaufmaße und spart so Zeit, Energie und Ressourcen.