Fast jedes Metallteil um Sie herum, vom Automotor bis zur Handyhülle, wurde mit einem Zerspanungswerkzeug geformt. Maschine und Bediener sind wichtig, doch das Werkzeug, das das Metall berührt, entscheidet darüber, wie glatt, genau und schnell das Ergebnis ist. Deshalb gehören fortschrittliche Werkzeugtechnologien heute zu den spannendsten Bereichen der Fertigung.
Vor nicht allzu langer Zeit kauften die meisten Betriebe ein Standardwerkzeug aus dem Katalog und kamen damit so gut wie möglich zurecht. Heute bearbeiten Fabriken zähere Metalle und brauchen Teile, die fast perfekt zusammenpassen. Gewöhnliche Werkzeuge stoßen dabei oft an ihre Grenzen. Neue Werkstoffe, intelligentere Konstruktionen und bessere Herstellungsverfahren für Werkzeuge lösen dieses Problem.
In diesem Artikel erklären wir in einfachen Worten, wie sich Präzisions-CNC-Werkzeuge (Zerspanungswerkzeuge für computergesteuerte Maschinen) und fortschrittliche Werkzeugmaschinentechnik verändern. Wir sehen uns an, woraus Werkzeuge bestehen, wie sie geformt werden, wie Maschinen intelligenter werden, wie Werkzeuge umweltfreundlicher werden und was als Nächstes kommt. Ob Sie Werkzeuge einkaufen, einsetzen oder die Fertigung einfach besser verstehen möchten: Dieser Überblick zeigt Ihnen, wohin die Entwicklung geht.
Was sind fortschrittliche Werkzeugtechnologien?
Fortschrittliche Werkzeugtechnologien sind die neuen Ideen, die Zerspanungswerkzeuge schärfer, stärker und langlebiger machen und besser auf eine bestimmte Aufgabe abstimmen. Der Begriff umfasst sowohl das Werkzeug selbst als auch die fortschrittliche Werkzeugmaschinentechnik, die es antreibt.
Einfach gesagt verbessern diese fortschrittlichen Werkzeugtechnologien vier Dinge:
- Woraus das Werkzeug besteht: Stärkere, härtere Werkstoffe, die länger scharf bleiben.
- Womit das Werkzeug beschichtet ist: Dünne Schutzschichten, die Hitze und Verschleiß besser standhalten.
- Wie das Werkzeug geformt und hergestellt wird: Genauere Konstruktionen, gefertigt auf hochpräzisen Maschinen.
- Wie das Werkzeug ausgewählt und überwacht wird: Software, die bei der Konstruktion des richtigen Werkzeugs hilft, und Maschinen, die erkennen, wenn ein Werkzeug verschleißt.
Gemeinsam sorgen sie dafür, dass eine Fabrik nicht mehr „das Werkzeug, das wir haben“ einsetzt, sondern „das Werkzeug, das diese Aufgabe wirklich braucht“.
Bessere Werkzeugwerkstoffe und Schutzbeschichtungen
Die größten Verbesserungen der letzten Jahre betreffen den Werkstoff der Werkzeuge und ihre Beschichtung. Der Werkstoff bestimmt, wie stark das Werkzeug ist. Die Beschichtung wirkt wie eine schützende Haut, die es länger halten lässt.
Stärkere Werkzeugwerkstoffe
Die meisten hochwertigen Zerspanungswerkzeuge bestehen heute aus Hartmetall, einem sehr harten Werkstoff, der auch bei der schnellen Bearbeitung zäher Metalle scharf bleibt. Neuere Sorten enthalten extrem feine Körner, wodurch die Schneide zugleich schärfer und weniger anfällig für Ausbrüche wird.
Manche Werkzeuge bestehen noch immer aus einer zäheren Stahlsorte. Sie ist nicht ganz so hart wie Hartmetall, gibt aber unter Last ein wenig nach, statt zu brechen. Das macht sie zu einer guten Wahl für ältere Maschinen oder für Arbeiten, bei denen das Werkzeug viele Stöße abbekommt.
Superharte Werkstoffe für die härtesten Aufgaben
Manche Werkzeuge enthalten künstlichen Diamanten und andere superharte Werkstoffe, um außergewöhnlich harte Metalle zu bearbeiten. Mit superharten Werkstoffen lassen sich heute sogar gehärteter Stahl und andere Werkstoffe aus dem Flugzeugbau zerspanen. Diese superharten Werkstoffe verschleißen nicht so schnell wie herkömmliche Werkzeuge.
Beschichtungen passend zur Aufgabe
Eine Beschichtung ist eine sehr dünne Schicht, die auf die Oberfläche des Werkzeugs aufgebracht wird. Verschiedene Beschichtungen eignen sich für verschiedene Aufgaben:
| Art der Beschichtung | Geeignet für | Hauptvorteil |
|---|---|---|
| Hitzebeständige Beschichtungen | Stahl und sehr zähe Metalle | Halten das Werkzeug einsatzfähig, auch wenn es sehr heiß wird |
| Gleitfähige Beschichtungen | Aluminium und weichere Metalle | Verhindern, dass Metall am Werkzeug haften bleibt |
| Verschleißfeste Beschichtungen | Alltägliche Aufgaben und härtere Metalle | Verlängern die Lebensdauer des Werkzeugs bei geringeren Kosten |
Bauron fertigt seine Werkzeuge aus hochwertigem Hartmetall und zähem Werkzeugstahl und wählt die Beschichtung, die am besten zum Werkstoff und zur Aufgabe des jeweiligen Kunden passt. Unser Leitfaden zu Schaftfräser-Beschichtungen erklärt die wichtigsten Beschichtungsarten ausführlicher.
Präzisions-CNC-Werkzeuge: Die Form muss genau stimmen
Präzisions-CNC-Werkzeuge sind Zerspanungswerkzeuge, die für computergesteuerte Maschinen auf extrem genaue Maße gefertigt werden. Selbst der beste Werkstoff leistet schlechte Arbeit, wenn die Form des Werkzeugs nicht zur Aufgabe passt.
Werkzeuge von hochpräzisen Maschinen
Moderne Werkzeuge werden auf fortschrittlichen Schleifmaschinen geformt, die komplexe Formen in einem Arbeitsgang erzeugen können. Dadurch lassen sich Sonderwerkzeuge wirtschaftlich herstellen, selbst wenn ein Kunde nur ein einziges Stück braucht. Bauron fertigt Werkzeuge an wichtigen Merkmalen auf 2,5 tausendstel Millimeter genau, das ist um ein Vielfaches feiner als ein menschliches Haar.
Formen für jede Aufgabe
Kleine Änderungen an der Form machen einen großen Unterschied:
- Anzahl der Schneiden: Fräswerkzeuge mit weniger Schneiden eignen sich für weiche Metalle wie Aluminium, weil sie den Spänen mehr Platz zum Abfließen lassen. Werkzeuge mit mehr Schneiden eignen sich für härtere Metalle.
- Form der Spitze: Für weiche und harte Metalle werden unterschiedliche Bohrerspitzen verwendet, damit der Bohrer nicht verläuft.
- Eingebaute Kühlung: Bohrer mit kleinen inneren Kanälen leiten Kühlflüssigkeit bis zur Spitze und helfen beim Tiefbohren.
- Exakte Bohrungen und Gewinde: Werkzeuge zur Feinbearbeitung machen Bohrungen perfekt rund und maßhaltig, und Gewindewerkzeuge schneiden die Gewinde, die Bauteile zusammenhalten.
Jedes Werkzeug wird geprüft
Genauigkeit zählt nur, wenn sie geprüft wird. Die besten Werkzeughersteller messen heute jedes einzelne Werkzeug mit präzisen optischen Messgeräten, statt nur einige Stichproben zu prüfen. Die Fertigung von Bauron erfüllt die internationale Qualitätsnorm ISO 9001, und jedes Werkzeug wird vor dem Versand vermessen.
Intelligentere Maschinen und fortschrittliche Werkzeugmaschinentechnik
Werkzeuge arbeiten nicht mehr allein. Fortschrittliche Werkzeugmaschinentechnik verbindet Maschine, Werkzeug und Software, sodass Probleme erkannt werden, bevor sie ein Bauteil ruinieren.
Maschinen, die Werkzeugverschleiß erkennen
Manche Maschinen haben heute eingebaute Sensoren, die bemerken, wenn ein Werkzeug zu vibrieren beginnt, stark belastet wird oder heiß wird. Dann kann die Maschine automatisch langsamer laufen oder ein neues Werkzeug einwechseln. Das bedeutet weniger Werkzeugbruch, weniger verschwendetes Material und weniger unerwartete Stillstände.
Am Bildschirm testen, bevor Metall zerspant wird
Konstruktionssoftware kann heute zeigen, wie sich ein Werkzeug verhält, bevor überhaupt Metall zerspant wird. Ingenieure können verschiedene Werkzeuge am Bildschirm ausprobieren und das beste auswählen. Das spart Zeit und erspart teures Ausprobieren nach dem Prinzip Versuch und Irrtum.
Sonderwerkzeuge online konstruieren
Eine der neuesten Veränderungen betrifft die Art, wie Werkzeuge bestellt werden. Statt einen Katalog zu durchsuchen, können Kunden ein Werkzeug heute online konstruieren. Auf der Bauron-Plattform zur Sonderwerkzeug-Konstruktion wählen Kunden die Werkzeugart und füllen ein einfaches Formular mit Angaben wie Größe und Länge aus. Ein Bauron-Ingenieur prüft jede Konstruktion und schlägt vor der Fertigung Verbesserungen vor. Kunden können auch eine Zeichnung oder ein vorhandenes Werkzeug einsenden, das nachgebaut werden soll.
Fabriken, die über Nacht laufen
Viele Fabriken lassen ihre Maschinen heute nachts ohne Aufsicht laufen. Damit das funktioniert, muss jedes Werkzeug so lange halten wie erwartet. Ein Werkzeug, das zu früh verschleißt, kann die Arbeit der ganzen Nacht zum Stillstand bringen. Deshalb ist gleichbleibende Qualität genauso wichtig wie Spitzenleistung.
Was als Nächstes kommt und was im Weg steht
Die Zukunft fortschrittlicher Werkzeugtechnologien wird von einigen klaren Trends geprägt, aber auch von einigen echten Hürden.
Was als Nächstes kommt
- Computer, die das richtige Werkzeug vorschlagen: Software wird anhand von Werkstoff, Maschine und bisherigen Ergebnissen das beste Werkzeug für eine Aufgabe empfehlen.
- Sonderwerkzeuge für alle: Online-Konstruktion und schnellere Fertigung machen Werkzeuge nach Maß erschwinglich, selbst als Einzelstück.
- Schwerer zu bearbeitende Werkstoffe: Luftfahrt, Medizintechnik und Energiewirtschaft setzen immer mehr schwer zerspanbare Metalle ein, für die speziell konstruierte Werkzeuge nötig sind.
- Werkzeuge, die dazulernen: Daten, die beim Zerspanen gesammelt werden, helfen dabei, mit jedem Mal bessere Werkzeuge zu konstruieren.
Herausforderungen, die es zu lösen gilt
Die erste Hürde sind die Kosten. Bessere Werkzeuge sind in der Anschaffung teurer, auch wenn sie auf Dauer Geld sparen. Fabriken brauchen klare Belege, bevor sie umsteigen.
Die zweite sind die Fachkenntnisse. Um das Beste aus modernen Maschinen herauszuholen, braucht es geschultes Personal, und das ist schwer zu finden.
Die dritte sind die Rohstoffe. Recycling und Nachschleifen sind wichtig, weil die metallischen Rohstoffe für Werkzeuge schwer und teuer zu beschaffen sein können.
Und schließlich nutzen viele Fabriken noch Maschinen und Software, die keine Informationen miteinander austauschen. Solange sich das nicht ändert, kann intelligente Werkzeugtechnik ihr volles Potenzial nicht entfalten.
Fazit
Fortschrittliche Werkzeugtechnologien verändern, was Fabriken herstellen können. Stärkere Werkstoffe und Schutzbeschichtungen lassen Werkzeuge länger halten. Eine genauere Werkzeugherstellung liefert nahezu perfekte Bauteile. Intelligentere Maschinen und die Online-Konstruktion machen es so einfach wie nie, genau das richtige Werkzeug zu bekommen.
Am meisten profitieren werden die Unternehmen, die das Zerspanungswerkzeug als wichtige Entscheidung behandeln und nicht als Nebensache. Das Werkzeug auf die Aufgabe abzustimmen, ist einer der schnellsten Wege zu besseren Bauteilen, die schneller und kostengünstiger entstehen.
Sie brauchen ein Werkzeug, das genau zu Ihrer Aufgabe passt? Konstruieren Sie Ihr eigenes Werkzeug auf der Bauron-Plattform zur Sonderwerkzeug-Konstruktion. Ein Bauron-Ingenieur prüft Ihre Konstruktion und unterstützt Sie dabei, Präzisions-CNC-Werkzeuge zu erhalten, die Ihren Anforderungen entsprechen, vom einzelnen Testwerkzeug bis zur kompletten Serienfertigung.
