So wird Grafit ohne Staub bearbeitet

Sauberkeit, flexible Maschinennutzung, hohe Maßhaltigkeit und geringen Werkzeugverschleiß versprechen einige Maschinen- und Werkzeughersteller beim Nassfräsen von Grafit. Das mag so auch stimmen. Beim Unternehmen Albert Polenz begann man allerdings bereits 2006 mit Grafitelektroden und hat mit dem Werkstoff inzwischen Dimensionen erreicht, die jenseits herkömmlicher Bearbeitungen liegen: Rippen oder Wabenstrukturen als Geometrien, Laufzeiten pro Elektrode zwischen 30 und 40 Stunden, bei vier bis sechs Stück – mit dementsprechendem Zerspanvolumen.

Dieser Anteil an nass zu zerspanendem Grafit erfordert allerdings entsprechende Bearbeitungszentren. So zumindest sieht es Geschäftsführer Andreas Voigt: „Unsere Grafitbearbeitung war bisher mit der Absaugung am Werkstück nie besonders schmutzig. Es kam aber trotzdem zu Problemen, weil Grafit ständig in der Luft lag und sehr kriechfreudig ist. Deshalb waren wir auf der Suche nach einer geeigneten Lösung. Die meisten Konzepte, die derzeit am Markt angeboten werden, waren für uns aber nicht akzeptabel und mehr für den Mischbetrieb ausgelegt. Bei unserem Volumen wären wir damit nur noch am Reinigen gewesen. Meist arbeiten diese Anlagen mit einem Skimmer oder Patronensystemen, die aber nur für eine breite, weniger für eine intensive Anwendung ausgelegt sind.“

So wurde am Firmensitz in Großweitzschen getestet und getestet. Gescheitert ist das Projekt immer wieder an den Filteranlagen, bis sich Voigt daran erinnerte, dass mit Maschinen von Fehlmann unter anderen auch Glas und Keramik bearbeitet wird. Die ersten Gespräche mit den Verantwortlichen des Schweizer Herstellers führten dann dazu, dass man sich in einem gemeinsamen Projekt dieser Problematik annehmen wollte. Ein Projekt, das sowohl für Polenz wie für Fehlmann mit Risiken verbunden war. Denn einerseits sind Versuche, Grafit nass zu fräsen, in der Vergangenheit allgemein gescheitert und andererseits übernahm Fehlmann als Generalunternehmer die Verantwortung, obwohl man den Drei-Schichtbetrieb mit Grafit, wie bei Polenz, nicht simulieren konnte. Konkret ging es darum, die Düsen, Führungen und Kugelumlaufspindeln mit einem Abrasiv-Paket entsprechend abzudichten und die Absaugung und Filteranlagen anzupassen.

Polenz-Geschäftsführer Andreas Voigt (li.) und Roland Sandmeier von Fehlmann: „Es war ein gemeinsames Projekt, das mit Risiko verbunden war, denn Versuche Grafit nass zu fräsen sind in der Vergangenheit allgemein gescheitert.“

Obwohl Andreas Voigt wie auch Roland Sandmeier, Verkaufsleiter Deutschland bei Fehlmann, zunächst skeptisch waren, entschied der Geschäftsführer bei der ersten Abnahme des 5-Achs-Bearbeitungszentrums Versa 825 sofort, den Grafitbereich komplett auf Nassfräsen umzustellen. Neben dieser Maschine, für die man sich auch wegen der Höhe der Elektroden entschieden hatte, sollte auch die Picomax 90 von Fehlmann umgerüstet werden. Dazu Sandmeier: „Die Abdichtung von Führungen und Kugelumlaufspindeln war für uns von den Maschinen für die Glas- und Keramikbearbeitung nicht neu, die Absaugung haben wir entsprechend angepasst. Der Hersteller der Filteranlagen war uns auch bekannt. Aber das Zerspanvolumen im Drei-Schichtbetrieb war dann schon eine Herausforderung. Wir als Maschinenhersteller können ja keine Langzeittests fahren. Eine effiziente Lösung ist hier die Filteranlage mit zwei Zentrifugen, denn eine Zentrifuge lässt sich so hauptzeitparallel reinigen.“

Im Detail wird das Kühlmittel damit zunächst grob vorgefiltert, läuft dann über einen Bandfilter und in die Fliehkraftfilter. Das Vorhaben, Grafit nass zu fräsen, scheint also in Großweitzschen gelungen zu sein, denn die Anlagen sind seit knapp einem Jahr in Betrieb und sehen, so Sandmeier, aus wie neu. Zum Gelingen dieses Experiments haben laut Voigt mehrere Aspekten beigetragen: „Zunächst hat sich das Grafit weiterentwickelt und es gibt inzwischen unendlich viele Grafite, die im Gegensatz zu früher wesentlich dichter sind sowie kleinere Körnungen haben. Es besteht also kaum Gefahr, dass Kühlmittel in die Elektrode eindringt. Ein weiterer Punkt ist aber auch die Tatsache, dass Fehlmann im Gegensatz zu anderen Maschinenherstellern bereit war, diesen Weg mit uns zu gehen.“ Mittlerweile sind beide Fehlmann-Maschinen mit Grafit gut ausgelastet. Die Präzision, die man bei Polenz erwartet, ist gesichert.

cd