Allroundlösung für schwierige Materalien: Diamantschicht aus Nanokristallen

24.01.2013

Fräs- und Bohrwerkzeuge mit nanokristallinen Diamantschichten nach dem KOMET® RHOBESTTM Verfahren sind prädestiniert für die Zerspanung von Grafit, Aluminium und CFK/GFK. Die extrem dünnen und glatten Schichten garantieren besonders scharfe Schneiden und wenig Reibung.

Monokristalliner Diamant (MKD), polykristalliner Diamant (PKD) und Diamantbeschichtungen befinden sich in der spanenden Bearbeitung bereits seit Jahren auf dem Vormarsch. Sie überzeugen unter anderem durch herausragende Härte, einen kleinen Reibungskoeffizienten, exzellente Wärmeleitung und die Eignung für Mindermengenschmierung oder Trockenbearbeitung. Als Allroundlösung für schwierige Materialien etabliert sich immer stärker die nanokristalline Diamantbeschichtung (NCD). Die extrem reinen, glatten und sehr dünnen Schichten lassen sich sogar auf 3D-Konturen aufbringen. NCD-beschichtete Werkzeuge eignen sich daher bestens für die Bearbeitung von Grafit und Aluminium sowie der boomenden Composite-Werkstoffe CFK und GFK.

Selbst Mikrowerkzeuge, spiralgenutete Werkzeuge oder Werkzeuge mit komplexer dreidimensionaler Geometrie lassen sich mit dem KOMET® RHOBESTTM Verfahren mit einer dünnen, extrem harten Diamantschicht überziehen. Vorteile ergeben sich auch bezüglich der eingearbeiteten Spanbruchgeometrie, die in allen anderen Diamantwerkzeugen nur sehr aufwändig oder gar nicht hergestellt werden kann. Die so erzeugten Diamantschichten zeichnen sich durch besondere Reinheit aus. Es finden sich keine störenden Grafiteinlagerungen, die Härte und Verschleißfestigkeit der Schicht beeinträchtigen würden. Zudem besitzen die Kristalle der Diamantschicht Kantenlängen von nur etwa 5 bis 15 nm. Daraus resultieren eine extreme Glätte und eine sehr gute Schichthaftung. Da die kleinen Kristalle sich tief im Grundmaterial verankern, sind selbst dünne Schichten sehr leistungsfähig. Da die Diamantschicht extrem dünn ist, bleiben scharfe Schneiden erhalten, die für die Bearbeitung von Schichtmaterialien wie CFK und GFK große Bedeutung besitzen. Die glatte Oberfläche weist außerdem nur geringe Klebeneigung auf und garantiert beispielsweise bei Aluminium weniger Anhaftungen als herkömmliche Beschichtungen. Dadurch lässt sich die Bearbeitungszeit verkürzen.

Diese grundsätzlichen Vorteile der nanokristallinen Diamantbeschichtung im KOMET® RHOBESTTM Verfahren gilt es für den jeweiligen Bearbeitungsfall zu optimieren. Denn nur wenn Schneidstoff, Geometrie, Beschichtung und Schnittparameter perfekt an den Anwendungsfall angepasst werden, lassen sich optimale Ergebnisse erzielen. Hier profitieren die Anwender davon, dass sie Werkzeug und Beschichtung aus einer Hand erhalten. Denn seit 2011 gehört die rho-BeSt coating GmbH, die vor fast 20 Jahren die Technologie zur nanokristallinen Diamantbeschichtung entwickelte, zur KOMET GROUP. Sie firmiert nun als KOMET RHOBEST GmbH.

Die individuelle Anpassung des Werkzeugs ist besonders bei Composite-Werkstoffen erforderlich, da dort eine Fülle unterschiedlicher Materialkombinationen existiert. Die grundsätzlichen Herausforderungen liegen in der hohen Abrasivität der eingelagerten Fasern bei gleichzeitigem wärmeempfindlichem Trägerwerkstoff. Aber zusätzlich unterscheiden sich die Fasern in Material, Länge, Dicke und Ausrichtung. Zum anderen sind für die Matrix über 100 verschiedene Harze am Markt: Duroplaste und Thermoplaste, die kalt zerspant werden müssen, und Elastomere, bei denen es auf hohe Schnittgeschwindigkeit ankommt. Da Luft- und Raumfahrt- sowie Automobilindustrie als Hauptanwender von CFK-Werkstoffen extrem hohe Anforderungen stellen, müssen die Bauteile zudem absolut gratfrei sein und glatte, ebene Schnittkanten vorweisen, eine Delamination ist in jedem Fall zu vermeiden. Werkzeuge mit KOMET® RHOBESTTM Diamantschicht können diese Anforderungen bestens erfüllen.

rhobest@kometgroup.com

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