Zu berücksichtigende Faktoren:
Materialeigenschaften:Das Werkzeugmaterial muss die erforderliche Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit aufweisen, um den bei der Bearbeitung auftretenden Kräften und Temperaturen standzuhalten.
Kosten:Die Werkzeugbeschaffung kann erhebliche Kosten verursachen, daher sind die Kosten des Materials und seine Verfügbarkeit wichtige Überlegungen.
Bearbeitbarkeit:Einige Materialien lassen sich leichter bearbeiten als andere, was sich auf Produktionszeit und -kosten auswirken kann.
Beschichtung:Werkzeugbeschichtungen können die Leistung steigern, indem sie die Verschleißfestigkeit verbessern, die Reibung verringern und die Werkzeuglebensdauer verlängern.
Standzeit:Das Material sollte eine lange Werkzeuglebensdauer ermöglichen, um Ausfallzeiten und Ersatzteilkosten zu minimieren.
Anwendung:Die Art des zu bearbeitenden Materials (Stahl, Aluminium, Kunststoff etc.) beeinflusst die Wahl des Werkzeugmaterials.
Gängige Werkzeugmaterialien:
Schnellarbeitsstahl (HSS):Aufgrund seiner guten Zähigkeit und Verschleißfestigkeit wird es traditionell für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet. Es eignet sich für allgemeine Schneidwerkzeuge.
Kobalthaltiges HSS:Bietet eine bessere Rothärte und Verschleißfestigkeit als Standard-HSS und eignet sich daher für höhere Schnittgeschwindigkeiten und härtere Materialien.
Hartmetall (Hartmetall):Hartmetall ist für seine hohe Härte und Verschleißfestigkeit bekannt und wird zum Schneiden härterer Materialien und für eine längere Werkzeuglebensdauer bei höheren Geschwindigkeiten verwendet.
Keramik:Keramikwerkzeuge sind sehr hart und haben eine geringe Reibung, was sie ideal für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung bestimmter Materialien wie Gusseisen und Nichteisenmetalle macht.
Diamant:Natürliche oder synthetische Diamantwerkzeuge werden aufgrund ihrer extremen Härte und Verschleißfestigkeit zur Bearbeitung von Nichteisenmetallen und nichtmetallischen Werkstoffen verwendet.
Kubisches Bornitrid (CBN):CBN ähnelt in seiner Härte dem Diamanten und wird für die Bearbeitung von Eisenmetallen verwendet, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten und für Schruppbearbeitungen.
Polykristalliner Diamant (PKD):Wird für Nichteisenmetalle verwendet und bietet ein gutes Gleichgewicht zwischen Härte und Wärmeleitfähigkeit.
Siliziumnitrid (Si3N4):Eine Keramikart, die für ihre hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen bekannt ist und sich daher für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung eignet.
Auswahlverfahren:
Identifizieren Sie das Werkstückmaterial:Die Art des zu bearbeitenden Materials ist ein Hauptfaktor bei der Auswahl des Werkzeugmaterials.
Bestimmen Sie den Bearbeitungsvorgang:Für unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge (Drehen, Fräsen, Bohren usw.) können unterschiedliche Werkzeugmaterialien erforderlich sein.
Berücksichtigen Sie die Schnittbedingungen:Geschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe können die Wahl des Werkzeugmaterials beeinflussen.
Bewerten Sie die Lebensdauer und Leistung des Werkzeugs:Entscheidend für den Auswahlprozess sind die erwartete Werkzeugstandzeit und das gewünschte Leistungsniveau.
Kosten-Nutzen-Analyse:Einige Materialien bieten zwar eine bessere Leistung, sind aber möglicherweise auch teurer. Eine Kosten-Nutzen-Analyse kann dabei helfen, das beste Gleichgewicht zu finden.
Die Auswahl von Werkzeugmaterialien ist ein komplexer Prozess, der ein tiefes Verständnis sowohl des Bearbeitungsprozesses als auch der beteiligten Materialien erfordert. Dabei handelt es sich oft um einen iterativen Prozess, der Tests und Optimierungen umfasst, um die besten Ergebnisse für eine bestimmte Anwendung zu erzielen.
