HiPIMS Neue Generation von Beschichtungen

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CemeCon AG

Für die Bearbeitung von orthopädische Schrauben oder Knochenbefestigungen entwickelt Palbit leistungsstarke Werkzeuge für anspruchsvolle Zerspanaufgaben. Mit der neuen Technologie von Cemecon konnte der portugiesische Werkzeughersteller die Performance seiner Zerspanwerkzeuge steigern.

Medizintechnik, Werkzeug- und Formenbau, Energie- und Ölindustrie, Automotive, Luft- und Raumfahrt und Maschinenbau – Palbit S.A. erschafft im portugiesischen Albergaria-a-Velha hochpräzise Werkzeuglösungen zum Fräsen, Drehen, Bohren, Gewindeschneiden, Einstechen und Abstechen für die unterschiedlichsten Branchen. Der Hersteller von Hartmetall- und Ultrahartmetallwerkzeugen wurde 1916 gegründet. Die mehr als 100-jährige Erfahrung ermöglicht es Palbit, ein One-Stop-Shop für komplette Werkzeuglösungen zu sein.

Um den Anforderungen nach geringeren Kosten, der Zerspanbarkeit neuer Materialien und besten Oberflächengüten gerecht zu werden, setzt Palbit auf den neusten Stand der Technik, wie zum Beispiel die Hochleistungsimpulsmagnetronsputtern (engl. high power impulse magnetron sputtering, kurz HiPIMS)-Technologie von Cemecon. Erstklassige Beschichtungstechnologie ist seit Langem essenzieller Bestandteil des Palbit-Know-hows. Daniel Figueiredo, Vorstandsmitglied, F&E, Produkttechnik, Qualität und Technologieentwicklung: „Wir arbeiten schon viele Jahre eng mit Cemecon zusammen und waren immer sehr zufrieden mit der Technologie und dem Service. Deswegen haben wir auch in eine zusätzliche CC800-HiPIMS-Beschichtungsanlage investiert, die Ende 2021 bei uns installiert wurde.“

Die Vorteile dieser Technologie sprechen für sich: „Die HiPIMS-Beschichtungen vereinen eine Vielzahl von positiven Eigenschaften in sich. Sie sind extrem glatt, sehr hart und gleichzeitig zäh. Dabei besitzen sie ausgezeichnete Haftung und dichte Morphologie. Auch hohe Schichtdicken sind dank niedriger Eigenspannung und aktivem Eigenspannungsmanagement problemlos realisierbar. Dabei sorgt eine gleichmäßige Schichtdickenverteilung obendrein für optimalen Verschleißschutz. Diese Kombination ist nur mit HiPIMS möglich“, so Christine Hammer, Sales Manager bei Cemecon.

Herausforderungen bei der Bearbeitung von Superlegierungen meistern

Gerade bei schwer zerspanbaren Materialien wie zum Beispiel Titan oder Superlegierungen bringt die HiPIMS-Technologie Palbit den entscheidenden Vorsprung. „Motorenbauteile, Turbinen oder strukturelle Flugzeugkomponenten, orthopädische Schrauben oder Knochenbefestigungen – die hochwarmfesten Werkstoffe finden sich in zahlreichen Applikationen. Wer sie erfolgreich zerspanen kann, dem eröffnet sich ein komplett neues Betätigungsfeld. Wir bieten unseren Kunden dazu die passenden Hochleistungswerkzeuge. Mit der HiPIMS-Technologie konnten wir die Ergebnisse noch mal verbessern “, so Figueiredo.

Ein gutes Beispiel sind die Wendeschneidplatten mit neuer Spanbrecher-Geometrie, die Palbit speziell für warmfeste Superlegierungen entwickelt hat. In Kombination mit der neuen PVD-Sorte PHH von Palbit erzielen sie eine gute Performance, etwa beim Drehen von Inconel 625 Alloy (vc = 85 m/min, fn = 0,12 mm/U, ap = 0,5 mm, emulsionsgekühlt). Die Palbit-Wendeplatten erreichten den maximalen Verschleiß von 0,4 mm nach 20 min Bearbeitungszeit. Das Vergleichswerkzeug war schon nach zirka 12 min verschlissen.

Ausdauernd auch beim High-Feed-Fräsen

Die hohe Härte und Oxidationsbeständigkeit sind vorteilhaft für die Hartbearbeitung und Superlegierungen. Sie gewährleisten zudem eine gute Oberflächengüte und eine effiziente Bearbeitung von rostfreiem Edelstahl. So setzt Palbit die PVD-Beschichtung PHH z. B. auch bei seiner neuen Lösung zum Hochvorschubfräsen (Tetra Feed 16320 XNKU) ein. Die Zahlen sprechen für sich: Beim Fräsen von AlSi316 (vc = 120 m/min, fz = 1,0 mm/t, ap = 0,5 mm, ae = 24 mm) ohne Kühlschmiermittel konnten die neuen Palbit-Wendeplatten bis zum maximalen Verschleiß 45 min pro Schneide eingesetzt werden – das Vergleichswerkzeug mit einer herkömmlichen PVD-Beschichtung nur 32 min pro Schneide. Das bedeutet 40 Prozent mehr Standzeit.

Damit Anwender beim Hochvorschubfräsen von legierten und unlegierten Stählen, Hochgeschwindigkeitsstahl und Guss ebenfalls die Vorteile der HiPIMS-Technologie nutzen können, bietet Palbit die Tetra-Feed-16320-XNKU-Wendeschneidplatten zusätzlich mit einer auf diese Anwendung zugeschnittenen Beschichtung an. Und auch hier hat die Beschichtung gegenüber herkömmlichen PVD-Beschichtungen die Nase vorn. Die Palbit-Wendeplatten mit der neuen PHP-Beschichtung erzielen einen Produktivitätsanstieg: Bei der Trockenbearbeitung von Werkzeugstahl (20CrMnNiMo, 1.2738) mit einer Härte von 32 bis 36 HRC (vc = 200 m/min, fz = 0,65 mm/t, ap = 1,0 mm, ae = 24 mm) verlängert sich die maximal mögliche Einsatzzeit von 60 min pro Schneide bei herkömmlich beschichteten Wendeplatten auf 80 min pro Schneide mit der Palbit-Lösung. Das sind 33 Prozent Standzeitgewinn.

„Alle unsere Versuche haben es deutlich gezeigt: HiPIMS kann mehr. Wir sind voll und ganz von der Technologie überzeugt und sind uns sicher, dass wir damit noch viele leistungsstarke Werkzeuge entwickeln werden“, so Figueiredo.

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