"Gute Mikroerkzeuge für Implantate zeichnen sich dadurch aus, dass sie genau auf die zu bearbeitenden Materialien abgestimmt sind.“ Das, so Mikron-Tool-COO Markus Schnyder, sei eben die Basis und das Wichtigste, um Titan & Co. wirklich effizient zerspanen zu können. Nicht nur der Werkzeughersteller, sondern natürlich auch der Zerspaner muss schon deshalb bereits in der Entwicklung auf die kritischen Punkte achten. Titanlegierungen haben eine hohe Elastizität, säure- und rostbeständige Stähle sind zäh-elastisch, langspanig und Kobalt-Chrom-Legierungen hart und äußerst abrasiv.
Schwierigkeiten meistern mit geeigneter Geometrie, Kühlung, Beschichtung am Mikrowerkzeug
„Generell geht es bei diesen Materialien darum, bei deren Einsatz eine Hitzeentwicklung zu verhindern“, betont Markus Schnyder. Denn diese Materialen leiten die beim Fräsen entstehende Temperatur nicht über das Material ab. „Die Temperatur bleibt im Werkzeug und Sie riskieren, die Schneiden zu überhitzen. Als Folge droht Schneidenausbruch“, erklärt Markus Schnyder. Außerdem sei bei einer Erhitzung das Risiko vom Verkleben des Materials an den Schneiden hoch. Um dies zu verhindern, müssten die Drehzahlen reduziert werden. „Ein gutes Werkzeug schafft es hingegen, diese Schwierigkeiten zu meistern − durch geeignete Geometrie, Kühlung, Beschichtung und so ein bisschen mehr“, deutet Markus Schnyder die Komplexität der Werkentwicklung und -auswahl an.
Den höheren Schnittkräften bei Titan & Co. standhalten
„Geeignete Werkzeuge zeichnen sich also dadurch aus, dass sie die Probleme der bei Implantaten verwendeten Materialien bei der Bearbeitung meistern.“ Dies, so Markus Schnyder, geht vor allem über die Geometrie und eine effiziente Kühlung. „Die Kühlung ist unserer Meinung nach das A und O. Denn sie ermöglicht sowohl eine schnellere Bearbeitung mit höheren Schnittgeschwindigkeiten, Vorschüben und Zustellungen als auch eine höhere Standzeit der Werkzeuge.“ Ideal sei eine Kühlung, welche im Werkzeug integriert ist − Anstelle einer äußeren Kühlmittelzuführung − denn auf diese Weise ist in jeder Fräsposition eine gezielte und kontinuierliche Kühlung ohne Unterbruch direkt an den Schneiden garantiert, erklärt Markus Schnyder. Demnach würde die Kühlung auch für eine schnelle Spülung der Späne aus der Fräszone sorgen, so dass diese bei einem folgenden Fräsdurchgang nicht vom Werkzeug erneut erfasst und zerstückelt werden und damit die Oberfläche beschädigen. „Die Schneidengeometrie muss letztlich so ausgebildet sein, dass sie den bei diesen Materialien höheren auftretenden Schnittkräften standhalten können, damit kein Schneidenausbruch erfolgt, wodurch eine gute Prozesssicherheit ermöglicht wird.“
Robuster Schneidkeil und gezielte Schneidkantenbehandlung
Aber welche Geometrien, Span-Frei-Keil-Winkel zeichnen gute Werkzeuge nun aus? Konkrete, detaillierte Angaben wollte Markus Schnyder zu den Mikron-Tool-Geometrien nicht preisgeben. Der CEO hat aber zwei Tipps zu den wichtigsten Faktoren: „Einen robusten Schneidkeil mit gezielter Schneidkantenbehandlung sollte das Werkzeug haben, da bei diesen Materialien hohe Kräfte wirken. Um eine gute Oberflächengüte zu erreichen, ist es wichtig vibrationsfrei fräsen zu können. Dafür wiederum ist ein optimal an die Materialen angepasste Schneidengeomentrie verantwortlich.“ Außerdem sei die bereits erwähnte integrierte Kühlung in den Mikron-Tool-Werkzeugen ein wesentlicher Faktor für den Erfolg und die hervorragende Leistung in Sachen Standzeit, Bearbeitungsgeschwindigkeit und Oberflächengüte.
Bei filigranen Formen Zirkularinterpolation statt bohren
Was mit solchen Werkzeugen möglich ist, schildert Markus Schnyder anhand des von Mikron Tool bereits 2019 eingeführten CrazyMill Cool P&S. „Der Fräser ist sicher ein Topprodukt und einzigartig in seiner Art. P&S steht für Plunging and Slotting, auf Deutsch etwa zu übersetzen mit Bohrfräser. Er kann senkrecht oder über eine Rampe ins Material eintauchen (bohren) und Nuten, Taschen oder auch seitlich fräsen.“ Er kann nach Angaben von Markus Schnyder sowohl beim Schruppen als auch beim Schlichten eingesetzt werden. Wo kein Bohrer verwendet werden soll (wegen zu hoher Kräfte, vor allem bei filigranen Formen oder instabilen Bearbeitungsverhältnissen), kann er mittels Zirkularinterpolation Bohrungen und Taschen erzeugen. „Kurz gesagt: Der CrazyMill Cool P&S ist ein sehr universell einsetzbarer Fräser. Bei der Bearbeitung eines Implantates können oft mehr als 50 % aller Operationen mit diesem einen Werkzeug durchgeführt werden“, schildert Markus Schnyder das Potenzial seines ‚Vorzeige-Bohrfräsers‘.
