Composites

Composites spielen nicht nur in der Elektrotechnik eine wichtige Rolle. Auch im Flugzeug– und Fahrzeugbau sorgen Werkstoffe mit hohen Glas- oder Kohlenstoff-Faseranteilen durch außergewöhnliche Festigkeit und geringes Gewicht für eine optimale Energieeffizienz.

  • Composites allgemein

    Composites fräsen

    Faserverstärkte Kunststoffe kommen in den ver­schie­den­sten Branchen zum Einsatz. Speziell in der Elektrotechnik, aber auch im Fahrzeug-Interieur und Exterieur-Bereich vewenden Ingenieure diese Werkstoffe mit ihren hohen Glas- oder Kohlenstoff-Faseranteilen. Werkzeuge der Fiber-Line kommen den hier geforderten hohen Anforderungen hinsichtlich Standzeit, Oberflächengüte und Beschnittqualität optimal entgegen.

    Im europäischen Benchmarktest der TU Wien konnten sie sowohl 2013 als auch 2014 jeweils den 1. Platz belegen. Für die vielen CFK- und GFK- Werkstoffe, Organobleche, GMT, SMC, LFI und LFT bieten wir diverse Werkzeuge zum Fräsen und Bohren an. Sie weisen un­ter­schied­liche Ausrichtungen in der Geometrie auf, um der Werkstoffvielfalt gerecht zu werden.

    • Fräswerkzeuge spezielle für die "kalte" Zerspanung

      HUFSCHMIED Bohr- und Fräswerkzeuge haben als herausragende Eigenschaft eine speziell auf die Bedürfnisse der „kalten“ Zerspanung ausgelegte Spangeometrie und scharfe homogene Schneidkanten. Alle Werkzeuge zeichnen sich durch spezielle Hartmetalle aus, die auf die Verschleißmechanismen hin optimiert sind, die bei faserverstärkten Kunststoffen auftreten.

      Durch spezielle Spanbrechergeometrien für eine reduzierte Schnittkraft werden die auftretenden Prozesskräfte und die Prozesswärme so minimiert, dass keine Delaminationen, Ausfransungen oder Faserüberstände auftreten. HUFSCHMIED verfügt über ein breites Sortiment an Katalogwerkzeugen in unterschiedlichsten Abmessungen. Unser Team unterstützt Sie auch gerne bei individuellen Lösungen für die Zerspanung von Composites. Optimierte Fräsprogramme sorgen darüber hinaus für eine kosteneffiziente Bearbeitung in jeder Branche.

  • CFK

    CFK / Kohlefaserwerkstoffe fräsen

    Kohlefaser Werkstoffe bzw. CFK sind das Leichtbaumaterial Nummer eins. Im Rennsport ist CFK seit Jahrzehnten unverzichtbar. Auch die Automobilbranche nutzt die Möglichkeiten der ultraleichten, extrem starken und enorm wandlungsfähigen Kohlefaserverbundwerkstoffe.

    Seit einigen Jahren wird Kohlefaser und CFK auch erfolgreich in der Luftfahrt eingesetzt. Denn Flugzeughersteller haben derzeit vor allem die Energie- und CO2-Problematik zu lösen. Leichtbau mit hochsteifen Bauteilen aus Carbon bietet hier erstaunliche Möglichkeiten und entspricht gleichzeitig den hohen Sicherheitsanforderungen der Luftfahrtbranche.

    Die verschiedenen Herstellungsmethoden sowie die hohe Variabilität von Faser und Matrix ermöglichen es, Bauteile kraftflussgerecht zu konstruieren. Dabei spielt auch die Funktionsintegration eine wichtige Rolle.

    • Saubere Schnittkanten ohne Nachbearbeitung

      Dass sich bei CFK hochfeste Kohlenstoffasern mit einer weichen Matrix abwechseln, birgt besondere Herausforderungen bei der Zerspanung des Werkstoffs. Eine exakte Bearbeitung wird darüber hinaus durch die unterschiedlichen Eigenschaften erschwert, die das Material aufweist, je nachdem in welchem Winkel zur Faser der Schneidkeil eingreift.

      Für saubere Schnittkanten ohne Nachbearbeitung sind demnach spezielle prozessoptimierte Fräser und Zerspanungswerkzeuge notwendig. HUFSCHMIED bietet das größte Standard-Programm für die wirtschaftliche Zerspanung von CFK. Besonders die Werkzeuge HEXA CUT und T-REX liefern beste Ergebnisse beim Fräsen von Kohlefaser-Werkstoffen.

  • GFK

    GFK / Glasfaser-Werkstoffe fräsen

    Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) spielt besonders in der Luft- und Raumfahrt, im Motorsport sowie im Automobilbau eine wichtige Rolle. Zudem sind die Isolatoren von Windkraftanlagen häufig aus GFK gefertigt.

    GFK ist einerseits sehr stabil und andererseits auch sehr abrasiv. Für die Bearbeitung des Werkstoffs sind deshalb mindestens Werkzeuge aus Hartmetall, wenn nicht welche mit Diamantschneiden. Neben der Auswahl des Werkzeugs spielt auch die passende Geometrie sowie das Festlegen der optimalen Schnittdaten eine entscheidende Rolle.

    • GFK fräsen ohne Delaminierungen und Absplitterungen

      Werkzeuge von HUFSCHMIED ermöglichen das effiziente und wirtschaftliche Fräsen und Bohren von GFK ohne Delaminierungen und Absplitterungen. Dafür haben wir pyramidenverzahnte Router sowie PKD-Werkzeuge im Programm. Diese sind optimal auf die heterogene Schichtstruktur von faserverstärkten Verbundstoffen abgestimmt und bieten beste Ergebnisse ohne Nachbearbeitung.

      HUFSCHMIED bietet das größte Standard-Programm, um glasfaserverstärkten Kunststoff wirtschaftlich zu bearbeiten.

  • Honeycomb

    Honeycomb fräsen

    Honeycomb-Materialien werden hauptsächlich i der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, finden aber auch zunehmend in der Werbemittelindustrie sowie im Serien-Möbelbau Anwendung. Sie zeichnen sich durch eine hohe Steifigkeit bei sehr geringem Gewicht aus. Deswegen eignen sie sich besonders gut als Flugzeugböden oder -wänd. Honeycomb gibt es als Papierwabenstrukturen, als GFK-Wabenstrukturen oder als Aluminium-Wabenstrukturen.

    Das Material zerspant grob pulverförmig. Beim Fräsen von Honeycomb aus Aluminium bilden sich kommaförmige Späne. Wichtig ist, dass die Waben während der Bearbeitung nicht ausgerissen werden, sondern glatt abgeschnitten werden – sowohl an der Stirn wie auch an der Umfangsschneide des Fräswerkzeugs

    Hufschmied bietet dazu die HexaCut-PW-Werkzeuge für Wabenmaterial mit Decklagen und die FIBER-Cracker-Werkzeuge für Wabenmaterialien ohne Decklagen an.

    Außerdem haben wir seit 2018 die WHK-Ultraschallschneidklingen für das Beschneiden von Wabenplatten ohne Deck- und Bodenlagen im Programm.

    • Sauber und glatt beschnittene Waben

      Durch die HUFSCHMIED Fräser, Bohrwerkzeuge und Ultraschallklingen werden die Waben sauber und glatt beschnitten – bei sehr hohen Vorschüben. Das senkt Bearbeitungszeiten, minimiert die Nachbearbeitung und reduziert deutlich die Kosten.

      Die WHK-Schneidklingen sind nicht aus mehreren gelöteten Teilen aufgebaut, sondern sind monolithisch aus VHM gearbeitet. Damit lassen sich die Ultraschallschwingungen des Generators nahezu verlustfrei über das Sonotrans bis an die Spitze der Klinge übertragen und es werden deutlich höhere Schwingungsamplituden erreicht. Dies trennt die Waben auch bei hohen Vorschüben sauber und ohne Verzüge ab.

  • Naturfaser

    Naturfasern fräsen

    Naturfasern werden hauptsächlich als Faserverstärkung in der Automobilindustrie eingesetzt. Flachs und Hanffasern dienen zum Bespiel zur Verstärkung von Türverkleidungen. Dank ihres Ursprungs in der Natur wachsen Naturfasern nach und stehen damit quasi unerschöpflich als Verstärkung für Kunststoffteile zur Verfügung. Allerdings haben die Fasern durch das natürliche Wachstum etwas höheren Kennwerteschwankungen.

    Durch ihre inkonstante Struktur stellen Verbundwerkstoffe aus Naturfasern auch höhere Ansprüche an den Aufbau des Zerspanungswerkzeugs, um stabile Schneidprozesse zu erreichen. Zudem sind Naturfaserwerkstoffe sehr abrasiv und können bei zu hohem Wärmeeintrag durch die Bearbeitung verkohlen.

    • Kompressionewerkzeuge für eine kosteneffiziente Bearbeitung

      Für die Zerspanung von Naturfasern setzen wir Carbonfräser in den Verzahnungstypen N, und WD jeweils mit DIP3S-Diamantbeschichtung ein. Bei der Bearbeitung von Keinath (spezielle Naturfaser) bietet der 068HFOPC Hexacut-Bulldozer mit feiner Verzahnung optimale Ergebnisse.

      Die Kompressionswerkzeuge von HUFSCHMIED ermöglichen eine kosteneffiziente Bearbeitung von Verbundwerkstoffen aus Naturfasern und überzeugen durch eine gute Schneidleistung bei hohen Standzeiten.

  • Aramid / Kevlar

    Aramid und Kevlar fräsen

    Aramid und Kevlar sind textile Fasern, die als Verstärkung von Kunststoffteilen zum Einsatz kommen. Häufig dienen Verbundstoffe aus Aramaid oder Kevlar als Hitzeschutz. Daneben werden sie als Beschusssicherung zum Beispiel in Kampfhubschraubern eingesetzt, da sie sehr zäh und dennoch stabil sind. Auch für die Verstärkung von CFK-Strukturen sowie in Verbindung mit anderen Fasern werden Aramid- und Kevlarfasern eingesetzt; zum Beispiel bei der Herstellung von Helmen und Monocoques im Rennsport.

    Kevlar- und Aramidfasern  zerspanen faserförmig und neigen zum „Splicen“ sowie zum Aufspröden – ähnlich einem Wollfaden, der mit einer stumpfen Schere geschnitten wird. Daher müssen solche Strukturen mit sehr scharfen Schneidwerkzeugen bearbeitet werden, die darüber hinaus als Kompressionswerkzeug aufgebaut sind. Die Kompression bzw. der Gegenhalt ist deshalb notwendig, da sich die textile Faser in jede Richtung verbiegen kann und versucht der Schneide auszuweichen. Fehlt die nötige Kompression, wird die Faser nicht geschnitten, sondern gequetscht. Es entsteht ein Faserüberstand am Bauteil, der in der Regel nicht zulässig ist.

    • Glatte Schnittkanten und lange Standzeiten

      HUFSCHMIED Werkzeuge mit Kompressionsschnitt wie der Typ161 bzw. Typ 193 vermeiden das Entstehen von Faserüberständen durch Ihre Z1+1 bzw. Z2+2 Kompressionsgeometrie am Umfang. Diese Werkzeuge erzeugen in Aramid- und Kevlar-Bauteilen glatte Schnittkanten bei einer guten Standzeit.

  • Chemiefaser

    Chemiefaser fräsen

    Chemiefasern werden in der Industrie vor allem zur Anpassung von Kunststoffen an diverse Anforderungsprofile eingesetzt. Von Viskose bis hin zu Gummi ist die Bandbreite der Chemiefasern sehr breit.

    Beim Zerspanungsprozess von Verbundstoffen mit Chemiefasern ist jede Faser dem eingesetzten Werkzeug ausgesetzt – genau wie die umgebende Matrix. Dadurch kommt es zu einem sehr umfangreichen Anforderungsprofil an das eingesetzte Werkzeug.

    • Polierte Spannuten für eine hohe Spanabflussgeschwindigkeit

      Unsere Tools aus der Universal-Line sowie der Sharp-Line sind sowohl für das Fräsen der Matrix als auch der Faser optimal geeignet: Die scharfen Schneidengeometrien bewirken einen relativ kalten Zerspanungsprozess. Die polierten Spannuten sorgen für eine hohe Spanabflussgeschwindigkeit. Das minimiert Faserüberstände und Materialaufschmierungen auf den Bauteilen.

Technisches Consulting für die Composites-Bearbeitung

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Um die Produktivität Ihres Unternehmens zu steigern, unterstützen wir Sie mit technischer Beratung beim Fräsen und Zerspanen von Composites. Wir analysieren die Anforderungen Ihres Unternehmens und entwickeln individuelle technische Lösungen für Sie. Mit unserem Know-How und den Möglichkeiten in unserem HUFSCHMIED Testcenter optimieren wir Ihre Produktionsprozesse.

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