High speed cutting
Inhaltsverzeichnis
High speed cutting
Einleitung
High speed cutting (HSC) oder auf deutsch Hochgeschwindigkeitszerspanung (HGZ) ist ein technisch anspruchsvolles Zerspanungsverfahren in der Metallverarbeitung. Das HSC-Verfahren zeichnet sich aus durch deutlich höhere Schnittgeschwindigkeit gegenüber herkömmlichen Zerspanungsverfahren und damit verbundenen Drehzahl sowie Vorschub. Der Einsatz von HSC in der Metallindustrie gewinnt zunehmend an Bedeutung.
Geschichte
Seit 1931 experimentierte Salomon C. mit hohen Schnittgeschwindigkeiten und stellte eine Theorie auf: Nach dem parabolischen Anstieg der Schnitttemperatur durch steigende Schnittgeschwindigkeit, fällt die Temperatur beim Erreichen des Scheitelpunkts trotz weiterer Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit. Demnach wäre es möglich mit gewöhnlichen Werkzeugen aus HSS (Schnellarbeitsstahl) mit mehr als 45.000 m/min zu spanen, ohne dabei die Werkzeugschneide zu zerstören. Leider könnte Salomon diese Theorie experimentell nicht nachgewiesen. Erst nach etwa 20 Jahren wurde seine Theorie in der damaligen Sowjetunion und bei Lockheed in den USA bestätigt. Bei Lockheed wurde Stahl mit einer Schnittgeschwindigkeit zwischen 40 und 50 tausend m/min mit HSS- Werkzeugen bearbeitet. Die Untersuchungen der Experimente mit ultrahohen Schnittgeschwindigkeiten lieferten verblüffende Ergebnisse: Die Werkzeuge blieben trotz hoher Belastungen nahezu unbeschadet, der Werkzeugschneidenverschleiß war sehr gering, die erreichte Oberflächenqualität war ausgezeichnet und das Zeitspanvolumen übertraf das konventionelle Verfahren um den Faktor 240. Bei der heutigen Hochgeschwindigkeitszerspanung im industriellen Umfeld sind solche Geschwindigkeiten bei weitem nicht möglich, allerdings bilden die Ergebnisse eine gute Grundlage des Spanens mit hohen Geschwindigkeiten. Somit sind die Schnittgeschwindigkeiten bei Stahl bis zu 2000 m/min und bei Aluminium bis zu 5000 m/min realisierbar.
Anwendungsgebiete
Mit dem Fertigen von Leichtbauteilen in der Luftfahrtindustrie begann die erste Anwendung von HSC-Zerspanung. Denn um die typischen Bauteile für die Luftfahrt herstellen zu können ist ein extremer Zerspanaufwand erforderlich. Die Zerspankosten mancher Bauteile betragen bis zu 90 Prozent und höher von den gesamten Produktionskosten. Außerdem bietet die HSC-Bearbeitung mit hoher Zerspanleistung und guter Oberflächenqualität ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten im Werkzeug- und Formenbau. Daneben ergeben sich für die HSC-Bearbeitung bislang nicht geahnte Einsatzmöglichkeiten. Von der Herstellung komplexer medizinischer Produkte wie Zahn- und Knochenimlplantate bis zur Bearbeitung von gehärteten Werkstücken.
