Aluminium – högpresterande fräslösningar för ett mångsidigt material

Lätt, mångsidigt, krävande – aluminium kräver högpresterande verktyg, stabila processer och exakt samordning av alla parametrar för serieproduktion. Oavsett om det gäller fordons-, medicinsk-, maskin- och anläggningsteknik eller elektronikindustrin, kombinerar aluminiumlegeringar låg vikt med hög styrka, överlägsen korrosionsbeständighet och utmärkt återvinningsbarhet. Trots sin grundläggande goda bearbetningsförmåga ställer materialet ofta användarna inför utmaningar. Påkletning, löseggsbildning eller okontrollerade spånor kan försämra processens tillförlitlighet, särskilt vid fräsning. Exakt samordning av verktygsgeometri, sort, skärdata och kylvätska är därför avgörande för kostnadseffektiv bearbetning. Med sitt verktygssortiment erbjuder Paul Horn GmbH många system som möjliggör ekonomisk bearbetning.

Aluminiumets globala betydelse återspeglas i produktionssiffrorna. Över 60 miljoner ton lättmetall produceras världen över varje år, där Asien och särskilt Kina spelar en ledande roll. Aluminium är det tredje vanligaste grundämnet i jordskorpan efter syre och kisel, men det förekommer uteslutande i bundet tillstånd. Aluminium utvinns industriellt från bauxit med hjälp av Bayer-processen och efterföljande elektrolys av smält salt. De mekaniska egenskaperna kan anpassas med specifika legeringselement såsom kisel, magnesium, koppar eller zink, vilket i sin tur direkt påverkar bearbetningsbeteendet.

Uttalad adhesionstendens

De materialspecifika egenskaperna är särskilt tydliga vid fräsning av aluminium. Även om metallens låga hårdhet och låga smältpunkt gynnar höga skärhastigheter, leder de också till en uttalad tendens till vidhäftning. Utan lämpliga åtgärder kan löseggsbildning uppstå, vilket påverkar negativt på både arbetsstyckets ytkvalitet och verktygets livslängd. Moderna fräsverktyg för aluminium kännetecknas därför av vassa skäreggar, polerade spånytor och speciella spånbrytande geometrier som underlättar smidigt spånavlägsnande. Dessutom används beläggningar med goda friktionsegenskaper eller beroende på användning, medvetet obelagda skäregg för att maximera verktygets skärpa.

HORN erbjuder ett omfattande sortiment av fräsverktyg för aluminiumbearbetning, från Solida HM-fräsar och cirkulär fräsverktyg till PCD- och MCD-lösningar. Singel eggade eller dubbelsidiga verktyg med stora spånutrymmen spelar en nyckelroll, särskilt vid fräsning med hög spånavverkning. De möjliggör höga matningshastigheter och skärhastigheter utan att hindra spånflödet. Typiska tillämpningar är fickfräsning, insticksfräsning och trimning av aluminiumkomponenter med hög spånavverkning.

Polykristallin diamant

Diamant-tippade verktyg används främst för mer krävande uppgifter och lång verktygslivslängd. På grund av sin höga slitstyrka och låga vidhäftningstendens är polykristallin diamant idealisk för fräsning av aluminiumlegeringar, särskilt vid storvolymproduktion. De vassa skäreggarna ger hög ytkvalitet och stabila processer, även när skärparametrarna är höga. Förutom att utföra konventionella svarvoperationer har PCD därför blivit särskilt väl etablerad inom fräsning, till exempel vid planfräsning av strukturella komponenter eller konturfräsning av komplexa geometrier.

Under de senaste åren har Horn konsekvent utökat sin PCD-portfölj och erbjuder nu inte bara PCD-tippade indexbara skär utan även fräsverktyg med ett hårdmetall monoblockskärhuvud speciellt utformat för högpresterande bearbetning. Dessa verktyg presenterades först i ett standardiserat sortiment 2024 och täcker många tillämpningar, inte bara bearbetning av aluminium utan även andra icke-järnhaltiga material. Verktygssystemet möjliggör hög styvhet och utmärkt koncentriskhet, vilket direkt återspeglas i ytkvalitet och process stabilitet.

Ny potential inom högpresterande bearbetning

Ett exempel på detta är DG-systemet med utbytbart huvud och PCD-skäreggar, som baseras på ett befintligt hårdmetallsystem och har utökats till att inkludera diamant tippade skäreggar. Tack vare den modulära designen finns olika skaftalternativ i stål eller hårdmetall, vilket gör systemet lämpligt för applikationer med stora överhäng. En annan höjdpunkt är ett planfräsningssystem med precis koncentricitet och axiell justering. Systemets styvhet möjliggör skärdata som pressar även högpresterande fräsmaskiner till sina gränser och öppnar nya möjligheter inom högpresterande bearbetning.

För tillämpningar där en högpolerad ytfinhet krävs såsom vid verktygs- och formtillverkning, används skär med monokristallin diamant. Detta skärmaterial möjliggör en fräst ytkvalitet som eliminerar behovet av efterföljande polering. Det sparar inte bara tid, utan ökar också reproducerbarheten av komponentkvaliteten. Processens tillförlitlighet är en avgörande fördel, särskilt för komponenter vars yta senare kommer att beläggas eller kromas.

Konsekvent kvalitet under lång livslängd

Den ökande användningen av aluminiumkomponenter, till exempel genom nya produktionsteknologier som gigacasting inom bilindustrin, understryker vikten av högpresterande fräslösningar. Samtidigt förändras materialanvändningen, vilket ställer nya krav på flexibilitet och precision. Moderna fräsverktyg måste därför inte bara möjliggöra höga avverkningshastigheter, utan också säkerställa konsekvent kvalitet under en lång livslängd. Med samordnade verktygskoncept, innovativa kvaliteter och applikationsspecifika geometrier kan dessa krav uppfyllas och den ekonomiska bearbetningen av aluminium hållbart optimeras.