Kurzer Prozess.

Komplett fräsen statt erodieren.

Immer komplexere Formen aus den unterschiedlichsten Branchen – mehr und mehr auch im Miniaturbereich - stellen höchste Anforderungen an Know-how und Erfahrung des Werkzeug- und Formenbauers.

Es ist jedoch festzustellen, dass das Wissen um die neuesten Werkzeug- und Bearbeitungstechniken bei vielen Formenbauern nicht immer auf dem neuesten Stand ist.

Für Albert Sadowski, General Manager von Hitachi Tool, ist besonders die HSC-Technologie in den letzten 10 Jahren völlig an ihren Möglichkeiten vorbei eingesetzt worden.

So fertigen viele Formenbauer ihre Kupfer- oder Graphitelektroden zwar mit HSC Technik, um dann aber die gewonnene Zeit beim zeitaufwendigen Erodieren plus manuellem Nacharbeiten wieder zu verschenken. Zeit die kein Werkzeug- und Formenbauer in Zukunft mehr haben wird, vor allem im Wettbewerb der Automobilzulieferer.

Außerdem werden auch bei der Werkzeugauswahl, den Bearbeitungsstrategien und der Festlegung der Schnittwerte sehr häufig vermeidbare Fehler begangen.

Die fertige Form non-stop HSC-fertigen

Sadowski weiter: Was wir dem Anwender vermitteln wollen: HSC Technik mit der richtigen Kombination von Maschine, CAM-System und Fräswerkzeugen und einer gut geplanten Bearbeitungsstrategie bietet längst den direkten, schnelleren und wirtschaftlicheren Weg - die Komplettbearbeitung vom Rohling bis zur fertigen Form - und das ohne Nachbearbeitung!

Dies wird sicherlich nicht immer möglich sein, aber der Faktor Zeit wird das entscheidende Kriterium bleiben.

Hitachi Tool hat in den letzten Jahren erheblich in die Forschung und Entwicklung neuer Fräsertechnologien investiert. Eine ganze Reihe von innovativen, zum Teil bahnbrechenden Verbesserungen waren das Ergebnis.

Dazu zählen neue Fräser-Technologien für HSC-Bearbeitungen, die bisher Erodierprozessen vorbehalten waren.

Hitachi Tool VHM-Fräser sind heute High-End Produkte, deren Leistung und Lebensdauer sich als Ergebnis der gelungenen Komposition von Substrat, Toleranz, Beschichtung und Schneid-Geometrie erweisen, die nachfolgend erläutert werden:

12 Substratmischungen für den speziellen Einsatz

Hitachi Tool mischt und sintert die „Super-Micro-Grain“-Substrate für alle Fräser-Rohlinge im eigenen Haus. Aktuell werden 12 verschiedene Sorten hergestellt, speziell abgestimmt auf die verschiedenen Einsatzbereiche vom 12mm-Schaftfräser bis zum Miniaturfräser. h4 Toleranz wird bei Hitachi Tool Standard.

Fräser: EPDR EPDR

Alle Hitachi Tool Miniaturfräser werden bereits heute in h5-Schafttoleranz hergestellt, ab April diesen Jahres sogar in h4-Toleranz (marktüblich ist h6). Denn ein präziser Schaft hat einen sehr hohen Einfluss auf den Anschliff der Schneiden – hier die Toleranzen der aktuellen Epoch Deep-Serie:

Radius: ± 0,005mm
Eckenradius: ± 0,010mm
Durchmesser: ± 0,010mm

Da Miniaturfräser in der Regel im Bereich von 20.000 – 60.000 min¹ eingesetzt werden, ist der Rundlauf (Schaft-Toleranz) ganz besonders wichtig, werden doch dadurch die Vibrationen auf ein Mindestmaß reduziert.

Bei Finish-Bearbeitungen werden in der Regel Schnitttiefen zwischen 20 - 50µm realisiert. Eine Radius-Toleranz von 5µm ist daher unabdingbar, damit beide Schneiden gleichmäßig im Einsatz sind. Dies erhöht – neben der Standzeit der Werkzeuge – vor allem die Güte der Oberfläche und erübrigt zeit- und kostenintensive manuelle Nachbearbeitung.

Beschichtungen bis HRC72

Die von Hitachi Tool entwickelte, NANO-kristalline amorphe TH45+-Beschichtung mit überragender Oxidationsresistenz bis 1.100 °C, einem Reibungskoeffizienten von 0,9 und einer Härte von 3.600 HV ist besonders geeignet für die Bearbeitung von Kalt- und Warmarbeitsstählen mit Härten von HRC45 bis HRC72 und erhöht die Werkzeugstandzeiten um ein Vielfaches.

Schneidgeometrien optimiert

Innovative, kombinierte Schaftgeometrien aus Radius und Kegel mit Nutzlängen von bis zu 35xØD bei 3fach höherer Biegebruchfestigkeit ermöglichen die Bearbeitung von Rippen und Nuten im Formenbau in einer Tiefe und Präzision, die bisher konventionell im EDM-Verfahren erstellt wurden.

Diagramm Einsatzbereich der Epoch-Deep-Serie
Einsatzbereich der neuen Fräsergeneration Epoch-Deep-Serie

Aktuell unterstreicht Hitachi Tool seine Vorreiterrolle mit dem derzeit kleinsten Fräser mit präzise geschliffener Schneid-Geometrie mit einem Durchmesser von 40µm (ein menschliches Haar ist ca. 100µm „stark“).
Euromold-Award, EMM Square

Bearbeitungstechnologien

Neben der enorm vorangeschrittenen Entwicklung der Zerspanungswerkzeuge wurden in den letzten Jahren auch die Bearbeitungstechnologien in vielerlei Hinsicht optimiert.

Das nachfolgende Beispiel verdeutlicht die Vorteile für den Anwender, Werkstücke im HSC-Bereich zu fräsen statt zu erodieren – und das bei gleichzeitiger Kosten- und Zeitersparnis:

Aufgabe war es, einen Pressstempel in PM-Stahl (1.3551 80CrMoV42-13), mit einer Härte von HRC62, komplett zu fräsen.

Zur Verfügung stand eine DMC 70V hi-dyn, HSK-40E, 42.000 min^-1, mit 30.000 mm/Vorschub. Dabei kamen 1 torischer Schaftfräser mit Ø10mm und CR1,0 und 4 Miniatur-Kugelfräser mit Ø 3mm - 1,5mm zum Einsatz. Die gesamte Kavität, inkl. Schrupp-, Schruppschlicht- und Feinstschlicht-Operationen, wurde in einer Gesamtzeit (im ersten Durchlauf!) von 5 Stunden und 20 Minuten gefräst.

Nach Schruppoperation mit EPDB 2030		Semi-finish mit Ø 3 mm

Perfektes Oberflächenfinish nach Feinstschlichten mit Ø 1 mm		EPDB 2030 Ø 3 nach 150 min. Schruppen und 30 min. Schlichten: Kein Verschleiß erkennbar

Diese Werte lassen sich in der Regel – bei den folgenden Optimierungen, noch verbessern, um so weitere 20-30% Zeitersparnis zu realisieren.

Service und Kundennähe

Hitachi Tool bietet derzeit mit 20 Anwendungstechnikern in ganz Deutschland kundennahen Service – Vorraussetzung für schnelle Reaktion und Vor-Ort-Betreuung.

Jeder dieser werksseitig geschulten Techniker ist in der Lage, bei anstehenden Projekten die notwendigen Werkzeuge, die exakt passende Strategie und die darauf abgestimmten Schnittwerte zu empfehlen.

Die gesicherte 100%ige Lieferfähigkeit rundet den Service für den Kunden ab und macht Hitachi Tool zu einem zuverlässigen Partner, besonders im Hinblick auf die zukünftigen Aufgabenstellungen.

Ausblick

Um auch in Zukunft der gewohnt leistungsfähige Partner für den Werkzeug- und Formenbau zu sein, entwickelt Hitachi Tool seine Produkte immer entsprechend den Anforderungen des Marktes. Tendenziell sind hier drei Richtungen zu erkennen: