ProWerWolf – Werkzeug- und Prozessauslegung zur Verbesserung der Zerspanbarkeit und Steigerung der Prozesssicherheit beim Fräsen von Wolframkarbidhartmetall

 

Der Werkzeugverschleiß an Stanz- und Umformwerkzeugen beeinflusst die Kosten und die Qualität von Erzeugnissen in der Massenproduktion wesentlich. Gegenwärtige Studien zeigen, dass durch den zunehmenden Einsatz von Hartmetall als Werkzeugwerkstoff eine Verschleißreduktion und infolgedessen höhere Standzeiten erreicht werden können. Die Verwendung von Hartmetall für bspw. Stempel, Pressbüchsen und Matrizen hat sich aus diesem Grund in der industriellen Praxis etabliert. Eine Herstellung derartiger Hartmetall-Werkzeugeinsätze mittels Fräsen bietet gegenüber der konventionellen Bearbeitung durch EDM, Schleifen und Polieren großes Potential zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit sowie der Geometriefreiheit. Die Auslegung der Fräsprozesse gestaltet sich aufgrund eines Wissensdefizits zum Einfluss des Werkstoffs, des Werkzeugs, der Beschichtung und der Prozessbedingungen auf die Zerspanbarkeit bis dato jedoch herausfordernd.

Im Projekt ProWerWolf wird mithilfe von experimentellen Untersuchungen ein Gestaltungsmodel ausgearbeitet, welches Unternehmen bei der optimierten Werkzeug- sowie Prozessauslegung beim Fräsen von Wolframkarbidhartmetall mittels CVD-diamantbeschichteten Vollhartmetallwerkzeugen unterstützt. Zur Erreichung dieses Vorhabens erfolgen zunächst grundlegende Betrachtungen am orthogonalen Schnitt unter Anwendung unterschiedlicher Versuchswerkstoffe, Werkzeugbeschichtungen sowie Werkzeugmakro- und Werkzeugmikrogeometrien. Die gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend auf die zielgerichtete Auslegung von Schrupp- und Schlichtfräsversuchen übertragen, in denen Einflüsse der Bahnplanung sowie der Werkzeugkühlung auf die Standzeit des Werkzeugs berücksichtigt werden. Abschließend wird das ausgearbeitete Gestaltungsmodell zum Fräsen von Hartmetall in einem Benchmark den konventionellen Herstellungsmethoden (EDM, Schleifen und Polieren) gegenübergestellt, um den Unternehmen eine Entscheidungsbasis für die betriebliche Einführung des Hartmetallfräsens zur Verfügung zu stellen.