In einem gemeinsamen Projekt mit der BJS Composites GmbH hat die Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH erstmals keramische Faserverbundstoffe (CMC Ceramic Matrix Composites) erfolgreich zerspanend bearbeitet. Der auf Prozessoptimierung in der Bearbeitung schwieriger Werkstoffe spezialisierte Werkzeughersteller entwickelte ein Fräswerkzeug für die Bearbeitung von Keraman SiC/SiC-Lagerhülsen der BJS Composites GmbH. Der Proof of Concept könnte sich als entscheidender Durchbruch in der Prozesskette zur Produktion von Hochleistungskeramik-Komponenten herausstellen, da CMC-Werkstücke bisher nur in einem aufwendigen Schleifverfahren auf Maß gebracht werden konnten.
CMC-Komponenten bislang komplex zu fertigen
Die extrem korrosions-, hitze- und abrasionsbeständigen Ceramic Matrix Composites (CMC) mit Siliziumcarbid-Fasern sind in Energietechnik, Wasseraufbereitung oder bei Turbinen im Einsatz. Bisher sind Komponenten aus CMC durch die aufwendige Bearbeitung der Rohlinge extrem teuer: Die CMC-Werkstücke müssen mit größerem Aufmaß hergestellt und dann auf das Endmaß nachbearbeitet werden. Dies war bisher nur durch Schleifen mit Diamantwerkzeugen möglich. Hufschmied entwickelte unter anderem durch Anpassung der Mikrogeometrie an den Schneidkanten ein neues Werkzeug auf Basis von PKD-Vollkopf-Fräswerkzeugen. Jetzt konnte ein stabiler Fertigungsprozess festgelegt werden, bei dem auch die Werkzeugstandzeiten überzeugten.
Beschleunigung und Kostensenkung
„Das Schruppen und Vorschlichten des CMC-Bauteils mit dem Diamantwerkzeug von Hufschmied senkt die Bearbeitungszeit um 90 %. Nur das letzte Finish muss noch schleifend erfolgen. Damit reduziert sich die gesamte Bearbeitungszeit um etwa 70 %“, erklärt Kai Jäger, Prozessingenieur bei BJS Composites GmbH. „Was hier in einer herrlich unkomplizierten kollegialen Kooperation entstand, ist ein beeindruckender Proof of Concept – und mehr noch: Wenn es für dieses Werkstück aus diesem Material eine passende Zerspanungslösung gibt, so können wir davon ausgehen, dass wir auch für andere und weitaus komplexere Konstellationen geeignete Bearbeitungsstrategien finden. Wir sind Zeuge eines wichtigen Schritts in der Beschleunigung und Kostensenkung bei der Produktion von Komponenten aus Keramikverbundwerkstoffen.“
cd
