Hebel Hartmetall

Mit dem Einsatz von Werkzeugen aus Hartmetall lassen sich bei der Werkstoffbearbeitung viel Zeit und Geld sparen. Und wohldurchdachte Technologien machen die Herstellung von Hartmetall nachhaltiger und umweltfreundlicher. Ein Streifzug durch die Prozesskette bei Ceratizit.

Lösemittelfreie Pulvermischungen

Ceratizit produziert am Standort Reutte Dutzende von Hartmetallsorten von Ultrafeinst- bis zu Grobkornsorten, die ausschließlich mit der umweltverträglichen Wassersprühtechnologie hergestellt werden. Dabei werden Hartmetallmischungen aus Wolframkarbid und Kobalt in Wasser gemahlen, anschließend wird der Nassschlamm sprühgetrocknet. Es entsteht ein rieselfähiges Granulat, das gepresst werden kann. Zu den Vorteilen der Wassersprühtechnologie gehören deutliche Energieeinsparungen aufgrund der kurzen Mahldauer, die Vermeidung umweltschädlicher Emissionen im Vergleich zu lösemittelhaltigen Technologien und die gute Qualität des Granulats.

Saubere Abluft

Ein typisches Formgebungsverfahren für Hartmetallstäbe ist das Strangpressen. Das Hartmetallgranulat wird durch Zugabe von Bindemitteln mit unterschiedlichen Strangpressverfahren zu Rundstäben, auch mit Kühlkanälen, weiterverarbeitet und anschließend getrocknet. Bei diesem Fertigungsschritt wird ein Teil der Bindemittel auf den stranggepressten Produkten thermisch entfernt und gelangt in die Abluft. Um die Reinheit dieser Abluft deutlich unter die vom Gesetzgeber tolerierten Grenzwerte zu drücken, hat Ceratizit ein Reinigungsverfahren entwickelt, bei dem die in der Abluft enthaltenen Stoffe in einer Brennkammer oxidieren. Die gereinigte Warmluft strömt in eine weitere Brennkammer und gibt den größten Teil der Wärmeenergie ab. Das so abgekühlte Reingas verlässt die Anlage mit derselben Temperatur wie beim Eintritt. Somit ist dieser Prozess energetisch höchst effizient und umweltfreundlich.

Intelligenter Rohstoffeinsatz

Bei der Anwendung von vielen Werkzeugen entsteht nur in einem begrenzten Bereich Verschleiß, der Rest des Werkzeugs nutzt sich nahezu nicht ab. Aus Kosten- und Ressourcengründen ist es sinnvoll, nur den hoch beanspruchten Bereich aus Hartmetall zu fertigen und den Rest des Werkzeugs aus einem kostengünstigeren Material zu produzieren. Deshalb werden viele Werkzeuge aus einem Verbund aus Hartmetall und Stahl hergestellt. So werden beispielsweise Sägezähne aus Hartmetall auf ein Sägeblatt gelötet oder Wendeschneidplatten auf Stahlträger geschraubt. Der Verbindung zwischen Hartmetall und Stahl kommt hier eine besondere Bedeutung zu. Sie muss so ausgelegt sein, dass alle Kräfte, welche bei der Anwendung des Werkzeugs entstehen, übertragen werden können.
Für die Verbindung kommen unterschiedliche Fügeverfahren zur Anwendung, wie etwa Widerstandsschweißen,Hartlöten oder eben Schrauben. Beim Schweißen und Löten kommt es auf eine gute Benetzbarkeit der Oberflächen beider Werkstücke an. Neben dem Einsatz von Flussmitteln werden die Hartmetallteile mit einer Kobalt- oder Nickelschicht beschichtet. Damit wird die Verbindung deutlich fester und es ist zusätzlich möglich, das Stahlelement mehrmals zu verwenden, indem die verschlissenen Hartmetallteile abgelötet und neu aufgelötet werden.

Unterschiedliche Rohstoffsorten

Eine ähnliche Überlegung hat Ceratizit bei der Entwicklung von Hartmetallstäben angestellt, wo die höchste (und damit teuerste) Werkstoffqualität nur dort eingesetzt wird, wo sie wirklich benötigt wird, nämlich im Schneidenbereich. Dagegen erweist sich Hartmetall in Standardqualität als völlig ausreichend beim Schaft des Stabs. Schaft und Schneide sind nahtlos und unsichtbar miteinander verbunden. Die Steifigkeit des Hartmetalls ist dabei dreimal höher als die des Stahls. Das Hartmetall in Standardqualität ist aus einem hohen Anteil an ressourcenschonenden Sekundärrohstoffen gefertigt. Das Ergebnis: Der Hartmetallstab verfügt über eine zumindest vergleichbare Leistungsfähigkeit wie die einteilige Ausführung und weist eine überlegene Umweltbilanz auf, gepaart mit einem merklichen Preisvorteil.

Wohldurchdachtes Produktdesign

Was braucht der Kunde wirklich? Und wo liegen die versteckten Kostentreiber? Diese Frage hat sich Ceratizit bei der Kreissäge gestellt. Kaum ein Werkzeug kommt beim Trennen von Werkstoffen jeglicher Art so oft zum Einsatz wie die Kreissäge. Gerade bei der Bearbeitung von beschichteten Span- und Faserplatten für den Möbelbau stumpft die Kreissäge rasch ab, die Schnittqualität verschlechtert sich. Daher ist es in der Möbelindustrie üblich, dass die Werkzeuge in regelmäßigen Abständen ausgebaut und die stumpfen Sägezähne durch Nachschärfen auf Vordermann gebracht werden. Allerdings: Für das Nachschärfen werden Schleifscheiben, Kühlwasser und Energie verbraucht, dazu kommen der Maschinenstillstand und die Ausschussproduktion beim Wiederanfahren der Anlage. Betrachtet man sämtliche Kosten von klassischen Kreissägen, so liegen die Nachschärfkosten bei 100 bis 200 Prozent der ursprünglichen Werkzeugkosten. Aus diesen Überlegungen heraus hat Ceratizit einen Schneidstoff speziell für die Holzzerspanung entwickelt, der sich beim Sägen selbst schärft und das Nachschärfen überflüssig macht. Mehrmonatige Tests bei Kreissägenbetreibern haben den Selbstschärfeffekt bestätigt und damit gezeigt, dass mit innovativen Werkstofflösungen ein ebenso ressourcenschonender wie wirtschaftlicher Einsatz neuer Sägewerkzeuge möglich ist.

Produktives Werkzeug

Die Fertigungsindustrie steht im globalen Wettbewerb vor der Herausforderung, kontinuierlich Kosten zu senken und gleichzeitig Innovations- und Qualitätsführer zu bleiben. Aber auch neue Werkstoffe oder rasant steigende Ansprüche hinsichtlich der Bearbeitungsqualitäten und -möglichkeiten in Branchen wie der Flugzeug- oder Automobilindustrie stellen Fertigungsbetriebe weltweit vor täglich neue Herausforderungen. Diesen müssen sich auch die Maschinen- und Werkzeughersteller stellen, denn ein optimal auf die Anforderungen abgestimmter und hocheffizienter Zerspanungsprozess ist Grundlage für die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit. Hierfür müssen die Werkzeugsysteme dem geforderten Leistungsprofil hinsichtlich Zuverlässigkeit, Zerspanungsperformance und daraus resultierender Produktivität genügen. Die drei folgenden Beispiele zeigen hocheffiziente Werkzeugsysteme und Schneidstoffsorten zur Einsparung von Produktionszeit, Lagerhaltung und Energie.

Das Bohrwerkzeug Maxidrill 900 bearbeitet einen Getriebering aus hochlegiertem Stahl mit einer erhöhten Schnittgeschwindigkeit und einem gesteigerten Vorschubwert. 150 statt 120 Bohrungen wurden bei geringerem Verschleiß erzielt.

Verschiedene Vergleichstests haben gezeigt, dass das Multifunktionswerkzeug Ecocut beim Bohren und Innenausdrehen eines Bauteils die Bearbeitungszeit signifikant reduziert. Darüber hinaus werden durch die Zuverlässigkeit des Prozesses Maschinenstillstandszeiten reduziert und die Lagerhaltung deutlich vereinfacht. Beispiel: Bei der Bearbeitung einer Kupplungsnabe wurden 140 statt 100 Bohrungen bei gleichzeitig erhöhter Schnittgeschwindigkeit und verbesserter Spankontrolle erzielt. Neben der Leistungsfähigkeit und damit der Produktivität von Zerspanungswerkzeugen gilt auch der Preis pro nutzbare Schneide als Auswahlkriterium in der bearbeitenden Industrie.

Das Planfräswerkzeug A273 von Ceratizit verfügt über eine direktgepresste, doppelseitige Oktagon-Wendeschneidplatte mit doppelt positivem Freiwinkel. Durch die Doppelseitigkeit erhält der Anwender 16 nutzbare Schneidkanten auf einer einzigen, direktgepressten Wendeschneidplatte. Auch ein klarer Beitrag zur Schonung von Ressourcen, da weniger Hartmetall für mehr Schneidleistung eingesetzt wird.

Konsequente Wiederverwertung

Egal, ob Bohrer, Fräser oder Wendeschneidplatte. Ceratizit setzt auf die konsequente Wiederverwertung des im Werkzeug eingesetzten Hartmetalls. Dafür baut die Plansee-Gruppe die Rücknahme- und Sammelsysteme für ausgediente Werkzeuge schrittweise aus, entwickelt die Technologie für die Erzeugung von Sekundärrohstoffen weiter und stockt diesbezüglich Produktionskapazitäten auf, zuletzt mit der Übernahme des finnischen Wolframaufbereiters Tikomet. Schon heute werden in der Plansee-Gruppe über 50 Prozent der verarbeiteten Werkstoffe aus Sekundärrohstoffen hergestellt.