Diamanten aus Innsbruck

Seit der Gründung im Jahre 2002 beschäftigt sich die Tirotool Werkzeugsysteme GmbH mit der Entwicklung diamantbestückter Präzisionswerkzeuge zum Drehen, Fräsen, Bohren, Spindeln und Stechen. Die dabei gewonnenen Erfahrungen führten zu zahlreichen Neuentwicklungen, welche der Bearbeitung ultraharter Schneidstoffe völlig neue Wege eröffneten.

2004 wurde mit TiroWave weltweit die erste in Diamantschneiden gelaserte 3D-Spanleitstufe vorgestellt. Als weiterer Meilenstein folgte 2005 TiroSpice, eine feinstgelaserte Schneidkante für die mit CVD-Dickschicht-Diamant (CVD-D) bestückten Werkzeuge und Schneidplatten. Die für die Bearbeitung der Mikroschneidkanten benötigten Laser entwickelte TiroTool gemeinsam mit einem renommierten Laserhersteller. Dank der Konzentration des Firmen-Know-hows auf Diamantschneidstoffe wie PKD und CVD-D sowie die Herstellung von Schneidkanten mit gelaserten Spanbrechern entwickelte sich das Tiroler Unternehmen zu einem gefragten Lieferanten für weltbekannte Unternehmen aus der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie, deren Zulieferern, der Medizin-, Kunststoff-, optischen und präzisionsmechanischen Industrie sowie der keramik- und leichtmetallverarbeitenden Industrie.

Gelaserte Spanleitstufe TiroWave zum Schlichten von labilen Werkstücken. Spanwinkel 25 bis 30°, positive Fase 0,06 mm.

Bei der chemischen Gasphasenabscheidung CVD-D (Chemical-Vapour-Deposition von Diamant) – nicht zu verwechseln mit dem CVD- Beschichtungsverfahren für Wendeschneidplatten – wird ein polykristallines, nahezu hundert­prozentiges (99,9 Prozent) Diamantsubstrat ohne metallische Binder erzeugt. Die daraus entstehenden Platinen sind in der Regel 1 x 1“ groß und 0,5 bis 1,2 mm dick. Sie werden mittels Laser in Segmente geschnitten die dem zu bestückenden Werkzeugträger angepasst sind. Nach dem Auflöten der Segmente unter Vakuum schneidet der Laser die Fertigkontur und bringt je nach Anwendung die TiroWave-Spanleitstufe ein. Dank der Lasertechnik lassen sich nahezu alle vorstellbaren Geometrien herstellen. Da beim Lasern kaum Abfall entsteht und keine Schmier- und Kühlstoffe benötigt werden, ergibt sich auch ein positiver Effekt für die Umwelt.

Die Mikroschneide wird der Anwendung angepasst – von extrem scharf mit einer Schneidkantenverrundung von 2-3 µm über verrundet bis zu positiven und negativen Fasen. Dank der absolut scharfen und schartenfreien Schneiden eignet sich der CVD-D-Diamant hervorragend für alle Zerspanungstechnologien: vom Schruppen bis zum Feinschlichten von langspanenden Aluminium- und Magnesiumlegierungen, Aluminium mit hohem Siliziumanteil sowie von Edelmetall-Legierungen, Verbundwerkstoffen mit hohem Anteil an abrasiven Füllstoffen, Hartmetall und Keramikgrünlingen. Auch lassen sich mit CVD-D längere Schneiden als mit einkristallinem Diamant realisieren. Bei der spanenden Bearbeitung von Al- und Mg-Legierungen, Buntmetallen und Verbundwerkstoffen sind mangelhafter Spanbruch, schlechte Spanabfuhr und die Bildung von Aufbauschneiden die Ursachen für einen Maschinenstillstand und den daraus resultierenden Produktionsausfall. Diesen Störfaktoren begegnet die Produktreihe TiroWave mit gelaserten 3D-Spanformern. Sie werden in den Ausführungen mittlere Zerspanung, Finish-Bearbeitung und Sonderanwendungen für alle ISO-Schneidplatten bestückt mit PKD- und CVD-D angeboten.

CVD-diamantbestückte Fräser für CFK-Verbundwerkstoffe, Aluminium und Graphit.

Scharfe Schneide
Spanwinkel bis 25° erzeugen einen weichen Schnitt und verringern die Gratbildung auf ein Minimum. Die scharfe Schneide bietet besondere Vorteile beim Bearbeiten von CFK, GFK und deren Composites. Während PKD-Schneiden oder diamantbeschichtete Wendeschneidplatten wegen der größeren Kantenverrundung die Fasern eher brechen als schneiden, trennen sie die ultrascharfen CVD-D-Schneiden mit glattem Schnitt.

Die 3D-Spanleitstufe TiroWave bietet bei Betrachtung der gesamten Prozesskette gegenüber glatten PKD-Diamantschneiden mehrere Vorteile: höhere Fertigungssicherheit durch kontrollierten Spanbruch, höhere Standzeit und Ausbringung, Reduzierung der Schnittkraft um bis zu 30 Prozent – ein entscheidender Nutzen bei dünnwandigen Bauteilen.

Geringere Gratbildung durch einen weichen Schnitt und die hohe Wärmeleitfähigkeit des Diamanten erfordern weniger Kühlschmierstoff, da auch die Spanformung nur innerhalb des Diamantsegments erfolgt. Auch in diamantbestückte Stechwerkzeuge lassen sich Spanleitstufen einlasern, welche den Span quer stauchen. Dadurch werden die Späne kurz gebrochen, und die Nutflanken bleiben unbeschädigt.

Der polykristalline CVD-Dickschicht-Diamant übertrifft den polykristallinen Diamant (PKD) hinsichtlich Verschleißfestigkeit, Standzeit und erreichbarer Oberflächengüte um das Doppelte und ist in der Härte nahezu identisch mit dem monokristallinen Diamant (MKD). Mit den CVD-Dickschicht-Diamanten lassen sich bei der allgemeinen Zerspanung alle Vorteile erzielen, die auch den MKD-Diamant auszeichnen – allerdings zu wesentlich geringeren Kosten.