Die Vorteile von Multi-Material-Bohrern ausschöpfen
Vielseitiges Bohren ist der Schlüssel zu einer produktiveren Fertigung
Im Januar 2025 berichtete das Weltwirtschaftsforum, dass Anlagen, die als Teil seines globalen Leuchtturmnetzwerks identifiziert wurden, bemerkenswerte Produktivitätssteigerungen von 70% erzielen und gleichzeitig die Energiekosten um 40% und die Markteinführungszeit um 40% senken. Abgesehen von den Leuchttürmen stellt sich die Frage, wie alle Hersteller ihre Produktivität steigern können, ohne die Kosten zu erhöhen. James Thorpe, Global Product Manager for Drilling Making and Composite Machining bei Sandvik Coromant, erklärt, wie ein neues Bohrwerkzeug die Produktionsziele für Multimaterial-Anwendungen verbessern kann.
Über die Lighthouse-Anlagen hinaus haben Hersteller auf der ganzen Welt zunehmend die Aufgabe, Teile aus einer Vielzahl von Materialien zu produzieren – von gehärteten Stählen und Verbundwerkstoffen bis hin zu weicheren Metallen und Kunststoffen – und das alles mit dem Streben nach kompromissloser Präzision und Effizienz. Um diesen Herausforderungen direkt zu begegnen, sind Werkzeuglösungen erforderlich, die nicht nur die Grenzen herkömmlicher Bohrmöglichkeiten erweitern, sondern auch die Abläufe in einem zunehmend wettbewerbsintensiven Markt rationalisieren.
Überwindung von Schwachstellen
Bohren ist eine grundlegende, aber technisch anspruchsvolle Operation in der modernen Fertigung. Eine der hartnäckigsten Herausforderungen ist die Materialvariabilität. Hersteller bearbeiten häufig eine Vielzahl von Werkstoffen, von zähen gehärteten Stählen bis hin zu leichten, aber duktilen Metallen. Jedes Material weist seine eigenen Schwierigkeiten auf — gehärtete Stähle können übermäßigen Werkzeugverschleiß verursachen, während weichere Metalle sich unter den Kräften der Bohrer verformen können.
Wärmeentwicklung und Werkzeugverschleiß sind ebenfalls wichtige Faktoren bei Bohroperationen. Hohe Schnittgeschwindigkeiten, lange Bearbeitungszyklen und anspruchsvolle Materialzusammensetzungen tragen zu übermäßiger Wärmeentwicklung bei. Dies beschleunigt nicht nur die Degradation des Werkzeugs, sondern beeinträchtigt auch die Bearbeitungsgenauigkeit, was zu Oberflächenfehlern und Abweichungen von den geforderten Abmessungen führt. Effektive Wärmemanagementlösungen, sowohl bei der Werkzeugkonstruktion als auch bei den Bearbeitungsstrategien, sind daher entscheidend für die Verlängerung der Standzeit und die Verbesserung der Bauteilqualität.
Eine weitere zentrale Herausforderung ist die Spanabfuhr. Beim Tiefbohren oder bei Anwendungen mit hohem Vorschub kann eine ineffiziente Spanabfuhr zu Verstopfungen, erhöhter Wärmeentwicklung und sogar zu Werkzeugausfall führen. Die Spankanäle müssen so konstruiert sein, dass sie eine reibungslose und gleichmäßige Spanabfuhr ermöglichen, Betriebsunterbrechungen vermeiden und stabile Bearbeitungsbedingungen aufrechterhalten.
Ebenso wichtig ist die Prozessstabilität für die Präzisionsfertigung. Eine genaue Bohrungspositionierung und Geradheit sind entscheidend für qualitativ hochwertige Bauteile, die beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie eingesetzt werden. Jede Abweichung kann die Funktionalität des Endprodukts beeinträchtigen und zu kostspieligen Nacharbeiten oder Bauteilausschuss führen. Das Erreichen und Beibehalten von Stabilität erfordert eine Kombination aus robuster Werkzeuggeometrie und optimierten Bearbeitungsparametern.
Und schließlich sehen sich die Hersteller einem wachsenden Druck ausgesetzt, nachhaltige und kostengünstige Produktionspraktiken einzuführen. Abfallreduzierung, Verlängerung der Standzeit und Minimierung des Energieverbrauchs sind Prioritäten, wenn Unternehmen bestrebt sind, sowohl wirtschaftliche als auch ökologische Ziele zu erreichen. Diese Faktoren treiben die Nachfrage nach Bohrwerkzeugen an, die eine überlegene Leistung bei gleichzeitiger Senkung der Gesamtkosten pro Bauteil liefern.
Ein Bohrer für alle Werkstoffe
Um die Produktivität zu steigern und die Kosteneffizienz zu erhalten, besteht ein wachsender Bedarf an vielseitigen Bohrern, die mehrere Werkstoffe verarbeiten können, wodurch häufige Werkzeugwechsel entfallen und gleichzeitig die Werkzeugkosten gesenkt werden. Fortschritte bei Beschichtungen und Werkzeugdesign ermöglichen diesen Multi-Material-Bohrern eine gute Leistung ohne Qualitätseinbußen und bieten sowohl Kosteneinsparungen als auch eine verbesserte Nachhaltigkeit.
Ein Paradebeispiel dafür ist der CoroDrill® Dura 462, der speziell zur Leistungssteigerung in einer Vielzahl von Materialien entwickelt wurde. Ausgestattet mit einem feinkörnigen Hartmetallsubstrat, bietet CoroDrill® Dura 462 eine außergewöhnliche Verschleißfestigkeit und Zuverlässigkeit mit einer gut kontrollierten Mikrostruktur, die selbst bei der Bearbeitung anspruchsvoller Materialien wie Hartmetallen oder duktilen Legierungen gleichbleibende Ergebnisse gewährleistet. Dies macht es zu einem unschätzbaren Werkzeug für Hersteller, die gleichbleibende Präzision und Stabilität anstreben, unabhängig von der Materialzusammensetzung ihrer Komponenten.
Die Geometrie des CoroDrill® Dura 462 ist auf Vielseitigkeit ausgelegt. Die Spitzenausführung des Werkzeugs reduziert die Schnittkräfte erheblich und verbessert so die Positionsgenauigkeit, insbesondere bei Anwendungen mit engen Toleranzen. Die Freiwinkel des Bohrers verstärken die Festigkeit der Spitze, während die einseitige Konfiguration dazu beiträgt, die Wärmeentwicklung zu minimieren und so die Werkzeugstabilität und Gesamtleistung weiter zu verbessern.
Die patentierte PVD-Beschichtung Zertivo® 2.0 von Sandvik Coromant sorgt zusammen mit dem feinkörnigen Hartmetallsubstrat für eine überragende Verschleißfestigkeit und ermöglicht Hochgeschwindigkeitsbohren bei gleichzeitig hoher Prozessstabilität.
Benchmarking-Ergebnisse belegen den klaren Wettbewerbsvorteil des Tools. In einem Kundenbeispiel konnte der CoroDrill® Dura 462 die Produktivität um 110% steigern und die Standzeit um 36% verlängern. Ein anderer Fall zeigte einen Produktivitätszuwachs von 85% und eine Werkzeugstandzeit, die sich im Vergleich zu einem Billiganbieter mehr als verdoppelte.
Während die Leuchtturmanlagen des WEF die Industrie zu einer effizienteren Fertigung führen, benötigen die Hersteller die richtigen Werkzeuge, um die Komplexität der Multimaterialproduktion zu bewältigen. Durch den Einsatz vielseitiger Lösungen, die Materialvariabilität, Wärmemanagement und Prozessstabilität berücksichtigen, können sie den Weg zu signifikanten Durchbrüchen bei der Produktivität und operativer Exzellenz ebnen.
