PKD Werkzeuge – optimale Balance zwischen Wirtschaftlichkeit und Qualität

Vollmer

Arndt Hauger, Vollmer

Arndt Hauger,
Produktmanager Hybridbearbeitung

"Die Möglichkeit, geometrische Formen, Kantenradius,Winkel und die Oberfläche der PKD-Schneidwerkzeuge zu messen ist ein großer Vorteil für uns und unsere Kunden. Das erhöht unsere Zuverlässigkeit und ermöglicht es uns, unseren Kunden ein zuverlässiges und durchgängiges Service zu bieten. Durch die Erarbeitung der optimalen Maschinenparameter für den neuen Vpulse Erodiergenerator ist Bearbeitung von PKD-Werkzeugen um 30% schneller und die mögliche Oberflächengüte lässt sich um den Faktor zwei und mehr verfeinern."

Vollmer ist Hersteller von Schärf- und Erodiermaschinen zur Werkzeugproduktion und Instandhaltung. Zur Bearbeitung von modernsten PKD- bestückten Werkzeugen entwickelte Vollmer den neuen Vpulse Erodiergenerator. Damit die Erodiermaschine in entsprechender Qualität, Präzision und Wirtschaftlichkeit fertigt, war es vor der Produkteinführung unerlässlich, die optimalen Maschinenparameter hinsichtlich Abtragsintensität und -qualität zu erarbeiten. Dazu führt Vollmer Messungen an gefertigten Werkzeugen mit 3D Alicona Messtechnik durch. Der Weltmarktführer schätzt an Alicona vor allem die Möglichkeit der hochauflösenden 3D Oberflächenmessung sowie die präzise und wiederholgenaue Messung der Kantenverrundung mit engen Toleranzen.

Vollmer Messung

PKD ist eine synthetisch hergestellte, extrem harte Matrix aus Diamantpartikeln, die in der Herstellung von Schneidwerkzeugen immer mehr an Bedeutung gewinnt. „Mit Schneidkanten aus polykristallinem Diamant erreichen Kunden bei der Bearbeitung von hochabrasiven Leichtbauwerkstoffen deutlich höhere Standzeiten als Hartmetallwerkzeuge und gewährleisten eine präzisere Zerspanung von Kunststoff, Aluminium, Magnesium oder Holz“, gibt Arndt Hauger Einblicke in die Welt der PKD Fertigung.

Beim Funkenerodieren lassen sich die PKD Schneiden gezielt schärfen. Durch die aufgebaute Spannung entstehen Entladungsfunken, welche mikroskopisch kleine Teilchen aus einem Werkstück abtragen. Die Verrundung der Schneidkante spielt eine Schlüsselrolle bei der Herstellung der PKD-Werkzeuge. Hier entscheiden sich mitunter die Qualität und die Standzeit des Werkzeuges.

Konfrontiert mit der Herausforderung, PKDWerkzeuge in optimaler Qualität zu erodieren, war Vollmer auf der Suche nach einem flexiblen Messgerät zur hochauflösenden, robusten und wiederholgenauen Messung von Schneidkanten, Rauheit der Freiflächen und der Schneidkanten-Schartigkeit. Die Überprüfung der zuvor erwähnten Qualitätsmerkmale ermöglicht Vollmer die Identifikation der optimalen Maschinenparameter für die Einstellung des Vpulse Erodiergenerators. Die Kunden von Vollmer profitieren wiederum von höchster Präzision und Sicherheit beim Erodieren von PKD-Werkzeugen. „Durch die wiederholbaren Messungen mit Alicona war es uns möglich, die optimale Balance zwischen Wirtschaftlichkeit und Qualität zur Bearbeitung der PKD Schneiden zu erarbeiten“, sagt Produktmanager Arndt Hauger. Um die optimalen Maschinenparameter zu identifizieren, führt Vollmer Messungen der gefertigten PKD-Werkzeuge durch. Zur Beurteilung der Werkzeugschneide werden mit InfiniteFocus sowohl die Topografie als auch die Geometrie der Werkzeugfreifläche hochauflösend und wiederholgenau gemessen.

Freiflächen durch Messung der Rauheit prüfen

Die Freifläche von PKD-Werkzeugen ist auch für die Rauheit am Werkstück verantwortlich, da diese einen Einfluss auf die Schneidkanten-Schartigkeit hat. Mit der 3D Flächentexturmessung von Alicona verifiziert der Werkzeugmaschinenbauer die Rauheit über die gesamte, teilweise auch gekrümmte, Freifläche. Gemessen werden sämtliche gängige profilhafte Rauheitsparameter (Ra, Rz) wie flächenhafte Parameter (Sa, Sz), Traglastflächenkurve bzw. Volumenparameter. Mit der 3D Visualisierung der Oberfläche lassen sich Verbrennungen oder Verschmutzungen anhand von Echtfarbinformationen leichter identifizieren. Die Fokus-Variation liefert Echtfarbinformationen zu jedem Messpunkt. „Durch die 3D Visualisierung in Echtfarbe ist es möglich eine schnelle Einschätzung der Ergebnisse zu bekommen“, bestätigt Arndt Hauger.

Beurteilung der Schneidkanten-Qualität

Um die PKD- Schneidkante auf Ausbrüche zu untersuchen, misst Vollmer mit Alicona neben der Oberflächentextur der Freifläche auch die Geometrie der Schneidkante. „Unser Hauptaugenmerk liegt auf der Messung von Radius, Keilwinkel und Schartigkeit“, erläutert Hauger die wichtigsten Messparameter. Vollmer identifiziert die Scheidkanten-Schartigkeit mit dem Alicona Chipping-Modul. Weitere Formabweichungen werden mit der 3D Differenzmessung registriert. Dabei wird die Geometrie der Kante vollautomatisch mit einem importierten CAD Datensatz bzw. einer Referenzgeometrie verglichen. Formabweichungen werden automatisch ermittelt und durch eine spezielle Farbkodierung deutlich visualisiert.