Ingenieurswissenschaftler Philipp Wolters vom IFW hat bereits einige Stein-Prototypen für die Zerspanung gefertigt.
Foto: IFW

Zerspanungswerkzeuge

Zurück in die Steinzeit?

Hartmetall ist ein aufwändiges Material. Ökonomische und ökologische Gründe sprechen dafür, den Stoff bei Zerspanungswerkzeugen zu ersetzen.

Seit den frühesten Tagen der Menschheitsgeschichte werden Gesteine als Werkzeuge eingesetzt. Im Laufe der Geschichte wurden sie jedoch durch immer leistungsfähigere metallische Schneidstoffe abgelöst. Die zunehmende Verknappung der natürlichen Ressourcen führt derzeit dazu, dass die Preise konventioneller Schneidstoffe stetig ansteigen.

Hartmetall soll immer öfter ersetzt werden

M.Sc. Philipp Wolters, Ingenieurwissenschaftler am IFW: „Die Preise für Hartmetall steigen kontinuierlich, weil die Rohstoffe für seine Herstellung nur noch begrenzt verfügbar sind und die zugänglichen Lagerstätten für die Rohstoffe sich auf wenige Staaten wie China oder den Kongo konzentrieren. Dies schafft Gründe, Hartmetalle in möglichst vielen Anwendungsfällen zu ersetzen“.

Ökologische und Ökonomische Vorteile

Wolters erforscht in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt, ob sich konventionelle Werkzeuge bei der Bearbeitung von Nichteisenmetallen durch Zerspanwerkzeuge aus Gestein ersetzen lassen. „Die Vorteile von Gesteinen als Schneidstoff sind beachtlich. Es ergeben sich enorme ökologische und ökonomische Vorteile“, erklärt Wolters. Natürliche Gesteine sind weltweit in großen Mengen verfügbar, leicht zugänglich und günstig. Im Vergleich zu konventionellen Schneidstoffen können aus ihnen mit einem geringeren Energieaufwand Zerspanwerkzeuge hergestellt werden. Wolters: „Beispielsweise entfällt das Sintern, die Herstellung von Werkzeugen aus Metallpulvern. Die Gesteine sind bereits durch die Natur gefertigt. Sie müssen nur noch in Form gebracht werden.“

Natürliche Inhomogenität

Eine Herausforderung im Herstellprozess stellt die natürliche Varietät der Gesteine dar. „Gesteine sind ein Naturprodukt“, gibt Wolters zu bedenken, „die natürliche Inhomogenität der Gesteinszusammensetzung müssen wir im Herstellungsprozess der Werkzeuge berücksichtigen und die Schleifprozesse dementsprechend anpassen.“

Welche Rolle spielen Zusammensetzung und Eigenschaften?

Im Rahmen des Projektes wird daher erforscht, welche Rolle die Zusammensetzung und die Eigenschaften der Gesteine für ihre Eignung als Schneidstoff spielen, wie ein geeigneter Schleifprozess der Gesteine auszulegen ist und wie sich diese Werkzeuge im Einsatz verhalten und einzusetzen sind. Erste Ergebnisse aus dem Projekt gibt es schon. Wolters hat Wendeschneidplatten aus verschiedenen Gesteinen hergestellt und bei der Bearbeitung von Aluminium (ENAW 2007) erfolgreich eingesetzt.

cd

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