GFK schwingungsfrei bearbeiten

Duroplaste, oft glasartige Polymerwerkstoffe sind unter anderem aufgrund ihrer hohen thermomechanischen Festigkeit und das im Vergleich zu Metall geringen spezifischen Teilegewichts interessant. Beim Aushärtungsprozess bilden sich lineare Kettenmoleküle, die sich untereinander dreidimensional vernetzen und dabei eine stabile Struktur bilden. Nach dem Aushärten können Duroplaste ihre Form nicht mehr verändern. Bei zu starker mechanischer Einwirkung entstehen Risse oder Sprünge im Werkstück.

Diese Erfahrung hat auch Fritz Nixel, Technischer Leiter bei Chemowerk in Schnelldorf gemacht. Das Unternehmen fertigt beispielsweise Streugutbehälter, die in hunderttausendfacher Ausführung im Winter für sichere Straßenverhältnisse sorgen. Produziert werden sie mit einer glasfaserverstärkten Harzmatrix im Nasspressverfahren.

Die Streugutbox aus Schnelldorf überzeugt durch hohe Steifigkeit, geringes Gewicht und gute Witterungsbeständigkeit. Eigenschaften, die sie unter den Beschaffern in den Straßenbauämtern zu einem Verkaufsschlager gemacht haben. Das liegt sicher auch an der hohen, reproduzierbaren Qualität, mit der in Schnelldorf gefertigt wird. Zu einer in die Form eingelegten Glasfasermatte wird das mit Härter vermischte, flüssige UP-Harz eingebracht. In der geschlossenen Form durchdringt das Harz unter hohem Pressendruck die Matten vollständig. Das Harz härtet aus und bildet mit den eingebetteten Verstärkungsfasern das Werkstück. Das muss anschließend noch bearbeitet werden. Fritz Nixel: „Neben verschiedenen Bohrungen bringen wir auch den Entnahmeausschnitt an. Der wird auf einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum gefräst.“ Das Problem dabei: Die Fräser bringen die Flächen zum Schwingen. Die Vorschubgeschwindigkeit musste gesenkt werden.

Fritz Nixel: „Der Einsatz herkömmlicher Fräser war unbefriedigend, weil zudem deren Standzeiten nicht wirtschaftlich waren.“ Hufschmied Zerspanungssysteme bekam den Projektauftrag und hat im Rahmen der Anwendungsberatung gemeinsam mit dem Kunden mittlerweile diese Bearbeitungsprobleme gelöst. Dazu wurde vor Ort beim Kunden und im Hufschmied Entwicklungszentrum in Bobingen die Beschichtung und das Grundsubstrat von Carbonfräsern in mehreren Versuchsreihen optimiert. Das Ergebnis: Eine neu entwickelte Beschichtung und ein anderer Werkstoff für die Fräser, mit der die Boxen nun stressfrei für Werkstück und Werkzeug bearbeitet werden. Fritz Nixel bewertet das so: „Durch die angepasste Fräserausführung von Hufschmied haben wir mittlerweile bei nur selten abbrechenden Fräsern sehr gute Standzeiten. Und wir erreichen eine hohe, nachbearbeitungsfreie Qualität der Schnittkanten.“ Hufschmied kann dies über die Auswertung der Testreihen auch zahlenmäßig belegen. „Wir haben neben einer signifikanten Erhöhung der Prozesssicherheit eine Verdreifachung der Standzeit erreicht. Der Einsatz unserer Spezialwerkzeuge bringt eine Fertigungskostenersparnis in der Größenordnung von 40 Prozent.“