Verbesserung der Bohrungsqualität in Aluminium

Die Herstellung von Bohrungen in Aluminium ist ein kritischer Prozess, der die Funktionalität, strukturelle Stabilität und Leistung von Aluminiumbauteilen beeinflusst, insbesondere in Bereichen wie der Elektromobilität. Um ein effizientes und qualitativ hochwertiges Ergebnis zu erzielen, müssen Fertigungsunternehmen eine Reihe von Herausforderungen bewältigen, wie beispielsweise Aufbauschneiden (BUE) und übermäßige Gratbildung. Robert Smith, Offer Manager für Bohrungsbearbeitung und Verbundwerkstoffe im Geschäftsbereich Solid Round Tools (SRT) bei Sandvik Coromant, gibt Tipps und Tricks für das optimale Bohren von Aluminium.   

Aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften wie geringe Dichte, hohes Festigkeits-Gewichtsverhältnis und Korrosionsbeständigkeit wird Aluminium für verschiedene Anwendungen bevorzugt eingesetzt, so auch im Bereich der Elektromobilität. Die spanende Bearbeitung von Aluminium ist jedoch nicht unproblematisch. Eine Herausforderung ist die Herstellung von Bohrungen.

Besondere Herausforderungen

Präzise Bohrungen sind für die korrekte Montage, Funktionalität und Langlebigkeit von Aluminiumbauteilen wichtig. Im Bereich der Elektromobilität beispielsweise ermöglichen präzise Bohrungen die sichere Befestigung von Batteriehalterungen, Elektromotorgehäusen und Steckverbindungen und tragen zur optimalen elektrischen Leitfähigkeit und mechanischen Stabilität bei. Die Herstellung präziser und zuverlässiger Bohrungen in Aluminium ist mit besonderen Herausforderungen verbunden, insbesondere hinsichtlich Prozesssicherheit, Aufbauschneiden- und Gratbildung.

Aufbauschneiden entstehen, wenn das Werkstückmaterial während des Bohrens erweicht und am Bohrer anhaftet, was zu einer schlechten Oberflächenqualität und möglichem Werkzeugverschleiß führt. Übermäßige Grate sind unerwünschte raue Kanten, die sich um das Bohrloch herum bilden und die Qualität und Funktionalität des fertigen Bauteils beeinträchtigen. Das Erkennen dieser Herausforderungen ist der erste Schritt zur Umsetzung effizienter Strategien für die Bohrungsherstellung.

Aufbauschneidenbildung minimieren, Grate reduzieren

Um die Bildung von Aufbauschneiden bei der Herstellung von Aluminiumbohrungen zu minimieren, ist die Wahl der richtigen Zerspanungswerkzeuge und -geometrien entscheidend. Spezielle Werkzeugdesigns in Kombination mit speziellen Beschichtungen können die Aufbauschneidenbildung reduzieren. Auch die Wahl der richtigen Bohrersorte und Beschichtung ist wichtig. Hier stellt Sandvik Coromant fortschrittliche Lösungen zur Verfügung, wie zum Beispiel diamantähnliche Kohlenstoffbeschichtungen (Diamond-like Carbon, DLC), die die für das Bohren von Aluminium erforderlichen scharfen Schneidkanten liefern.

Ein weiterer Aspekt bei der Herstellung von Bohrungen ist die Minimierung der Gratbildung. Hohe Vorschubgeschwindigkeiten und spezielle Werkzeugausführungen können dazu beitragen, die Gratbildung zu begrenzen. Entscheidend für eine erfolgreiche Bohrungsherstellung ist außerdem das Wissen über die Werkstoffeigenschaften der verschiedenen Aluminiumlegierungen – so weisen beispielsweise Aluminiumlegierungen mit einem höheren Siliziumgehalt eine höhere Festigkeit, Härte und thermische Stabilität auf.

Bei der Entwicklung einer neuen Produktionslinie in der Automobilindustrie wird in der Regel ein schlüsselfertiger Ansatz verfolgt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Produktionslinie für den vorgesehenen Zweck ausgelegt ist und bestimmte Ziele erreicht werden, wie zum Beispiel die Produktion von 1.000 Teilen pro Schicht. Ist die Anlage erst einmal in der Fabrikhalle installiert, kann es schwierig sein, später im Produktionsprozess wesentliche Anpassungen oder Optimierungen vorzunehmen.

Aus diesem Grund arbeitet Sandvik Coromant oft schon in einer frühen Projektphase mit dem Kunden zusammen, um sicherzustellen, dass das Zerspanungswerkzeug nicht nur zur Maschine, sondern zur gesamten Produktionslinie passt. Auch wenn die Automobilhersteller bereits über fundiertes Wissen in ihren speziellen Bereichen verfügen, kann es hilfreich sein, neue Konzepte von den Zerspanungsexperten einfließen zu lassen.

Zu diesen Konzepten gehören das Wendeschneidplattenfräsen, ein Bearbeitungsverfahren mit austauschbaren Wendeschneidplatten, oder innovative Technologien wie die neue DLC-Sorte von Sandvik Coromant. Diese bietet eine bessere Leistung als herkömmliche Diamantbeschichtungen, die wesentlich dicker sind und daher zu einer geringeren Schneidkantenschärfe führen können.

Optimierte Schnittdaten 

Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Werkzeuggeometrie haben einen direkten Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit und Qualität der Bohrbearbeitung in Aluminium. Diese Parameter müssen auf die spezifische Anwendung, die Werkstoffeigenschaften und das gewünschte Bearbeitungsergebnis abgestimmt werden. Die Zusammenarbeit mit Werkzeugherstellern und die Einbeziehung ihres Know-hows kann dazu beitragen, die am besten geeigneten Parameter für eine effiziente und qualitativ hochwertige Bohrbearbeitung zu ermitteln.

Sandvik Coromant bietet eine Reihe optimierter Lösungen für das Bohren von Aluminium, darunter den Corodrill 860-NM.

 Dieser Bohrer wurde speziell für die Bearbeitung von Aluminium entwickelt und bietet außergewöhnliche Konstruktions- und Leistungsvorteile. Mit einem Durchmesserbereich von 3,0 bis 20,0 Millimetern und einer Bohrtiefe vom 3- bis 8-fachen des Durchmessers ist er sehr flexibel für eine Vielzahl von Anwendungen einsetzbar. Das Werkzeug verfügt über eine innere Kühlmittelzufuhr für eine effiziente Spanabfuhr und längere Standzeiten.

Effizientes Werkzeugprogramm

Corotap 100 und 400-N ist ein optimiertes und effizientes Werkzeugprogramm für die Hochleistungs-Gewindebearbeitung in ISO-N Anwendungen. Der Corotap 100 Gewindebohrer mit gerader Nut hat eine langlebige Beschichtung und ist ideal für hohe Produktivität und Prozesssicherheit bei Durchgangs- und Sacklochbohrungen. Die effiziente Zerspanungsleistung sorgt für zuverlässige Ergebnisse.

Corotap 400 ist ein optimiertes Gewindeformwerkzeug, das in HSS-E und VHM erhältlich ist. Es ermöglicht effizientes und präzises Gewindeformen. Sowohl CoroTap 100 als auch CoroTap 400 bieten eine höhere Produktivität und Prozesssicherheit und werden daher häufig in der Automobilindustrie für Aluminiumanwendungen eingesetzt.

Effizientes und qualitativ hochwertiges Bohren von Aluminium ist entscheidend für die erfolgreiche Herstellung von Aluminiumbauteilen in Anwendungsbereichen wie der Elektromobilität. Durch das Erkennen der Herausforderungen, die Umsetzung der richtigen Strategien und den Einsatz fortschrittlicher Werkzeuge und Beschichtungen können Hersteller ihre Produktivität maximieren, die Anforderungen der Industrie erfüllen und sich einen Wettbewerbsvorteil auf dem Markt sichern.