»Cool Injection« - Kühlung direkt - signalisiert den Durchbruch bei der kryogenen Zerspanung mit PKD

24.08.2012

LACH DIAMANT auf der AMB in Stuttgart
»Cool Injection« - Kühlung direkt - signalisiert den Durchbruch bei der kryogenen Zerspanung mit PKD

LACH DIAMANT macht Diamanten noch „härter" ...


Eine Reihe von Veröffentlichungen haben sich in den letzten Jahren mit der kryogenen Zerspanung von Gusseisen (GGV), Titan und Sonderlegierungen, wie zum Beispiel auf Basis von Nickel, mit PKD befasst.

Allen diesen Aufsätzen liegt der Stand der Technik zugrunde, dass der Diamant - auch der polykristalline synthetische Diamant (PKD) - für eine Bearbeitung von eisenhaltigen Materialien ungeeignet ist. Bei einer Temperatur über 720°C graphitisiert der Diamant (Kohlenstoff) bis zum restlosen Verbrennen - gleiches spielt sich bei PKD ab.

Um die überlegene Härte von Diamant/PKD auch über diesen Temperatur-Bereich einsetzen zu können, müssen besondere Kühlmittel- und Werkzeug-Strategien entwickelt werden.

Die Literatur beschreibt hierzu unterschiedliche Untersuchungen. Am vielversprechendsten erwies sich hierbei die kryogene Zerspanung mit PKD unter Verwendung von CO2. Allerdings standen traditionelle Werkzeugausführungen der gewünschten Maximierung entgegen.

Selbst bei PKD-Werkzeugen - Fräser - Bohr- und Drehwerkzeugen - mit Innenkühlkanälen gelingt es nur unzureichend, die „heiße Zone" der Spanbildung zu erreichen (siehe Darstellung 2); von dem Ergebnis der externen Kühlung (Darstellung 1) ganz zu schweigen.

In beiden Fällen wird die eigentliche Wirkzone nicht erreicht. Entsprechend kann nicht von einer Kühlung der PKD-Schneide die Rede sein - in beiden Fällen (Darstellung 1 + 2) verhindert der entstehende Span die Zuführung des Kühlmittelstrahles in die „heiße Zone".

Das von LACH DIAMANT patentierte System »Cool Injection« - Kühlung direkt signalisiert neue Strategien für die wirtschaftlichere PKD-Zerspanung - nicht nur von NE-Metallen, sondern auch von Gusswerkstoffen, Sonderlegierungen auf zum Beispiel Nickelbasis - und selbst von Titan.


Die PKD-Schneide wird zum Bestandteil des Kühlsystems !

Die Mündungsöffnung des Kühlmittelstrahles befindet sich direkt in der PKD-Spanfläche. Die sogenannte „heiße Wirkzone" wird so mit »Cool Injection« - flüssig oder gasförmig - direkt erreicht.

Der gerade entstehende „thermoplastische" Span wird „schockabgeschreckt" - erstarrt und bricht vor dem ersten Kontakt mit dem Bauteil - und wird zum idealen Spanbrecher.

Die Spanfläche der PKD-Schneide bleibt gleitfähig und sorgt somit für optimale Spanabfuhr. Die PKD-Schneide selbst wird bei der Zerspanung von Aluminium und Einsatz traditioneller Kühlmittelemulsionen - auch MMS - weitestgehend unter der für Diamanten kritischen Temperatur von 720°C gehalten.
Nach vorliegenden Erfahrungen können bereits bis zu 30 % höhere Standzeit und Zerspanungsleistung von dem PKD-Werkzeug mit »Cool Injection« erwartet werden.

»Cool Injection« kann noch mehr ... Durchbruch bei der kryogenen Zerspanung mit PKD - „von der Emulsion zum Eiskristall". Alle vorstehend beschriebenen Vorteile durch »Cool Injection« können nochmals um den Faktor „x" gesteigert werden.

Die Temperatur des Schneidenmaterials PKD/Diamant kann unter der kritischen Grenze von 720°C gehalten werden. Der Diamant - das PKD - kann somit seine ganze Härte auch für die Zerspanung einsetzen, die ihm mit seinem temperaturempfindlichen Kohlenstoffgefüge bisher verwehrt blieb - wie z.B. Gusseisen, Titan oder Sonderlegierungen.

Die Palette lässt sich beliebig auf solche Materialien erweitern, die PKD aufgrund ihrer stark abrasiven Eigenschaften vorzeitig schnell ermüden ließen - besondere temperaturempfindliche Kunststoffe oder Matrizen inklusive.

Unter dem Slogan »Cool Injection« - Kühlung direkt - „von der Emulsion bis zum Eiskristall" wird LACH DIAMANT alle potentiellen Anwender bei der Umsetzung dieser neuen bahnbrechenden Technologien begleiten.

Während der kommenden Messen AMB in Stuttgart und Composites Europe in Düsseldorf besteht Gelegenheit zur direkten Kontaktaufnahme.