Für die Produktion von Knochenplatten aus Titan galt es die Bearbeitungszeit zu reduzieren. Dank Werkzeugen mit effizienter Innenkühlung reduzierte sich die Zeit für die Komplettherstellung eines Fertigteils von 120 auf 35 Minuten– weniger als einen Drittel.
Titan: Beliebt und gefürchtet
Titan ist biokompatibel, leicht und … schwierig zu bearbeiten. Deshalb ist dieses Material ebenso beliebt wie gefürchtet. Mikron Tool hat eine Reihe von Werkzeugen zum Fräsen entwickelt, welche sich speziell für dieses Material eignen. Speziell an diesen Fräsern mit dem bezeichnenden Namen «CrazyMill Cool» ist die integrierte Kühlung im Schaft, eine angepasste Geometrie mit einem robusten Schneidenkeil, einem radialen Hinterschliff und einer gezielten Kantenpräparation sowie einer neuartigen Beschichtung.
Bearbeitungszeit von 2 Stunden auf die Hälfte reduziert
Beim Fräsen einer Knochenplatte aus Titan galt es in erster Linie, die Bearbeitungszeit von aktuellen 2 Stunden auf weniger als die Hälfte zu reduzieren. Durch geeignete Werkzeuge, optimale Prozesse und Bearbeitungsparameter.
Ausgangspunkt für die Bearbeitung war ein Flachstab in den Dimensionen 118 x 20 x 12 mm aus Titan Grade 5 (3.7165). Ein Maximum an Effizienz wurde mit einer Frässtrategie „Soft & Fast“ erreicht: eine hohe Schnittgeschwindigkeit vc steht einem gemässigten Vorschub f gegenüber, eine hohe axiale Zustellung ap einer moderaten radialen Zustellung ae. Dank der massiven Kühlung durch den Schaft sind hohe Schnittgeschwindigkeiten möglich, was eine zu hohe mechanische Belastung am Werkzeug und am Teil verhindert. Bei der axialen Zustellung kann die volle Schnittlänge des Fräsers genutzt werden, während bei der seitlichen Zustellung ausgetestet wurde, bis an welchem Punkt keine zu hohe Belastung entsteht.
Eine gute Planung der einzelnen Prozessschritte und eine akkurate Auswahl der geeigneten Werkzeuge lohnte sich. Auch was die Wahl der geeignetsten Durchmesser und Längen betraf. Im vorliegenden Fall entschied sich das Team für 14 Prozessschritte mit insgesamt 12 verschiedenen Werkzeugen. Angefangen wurde mit einem 8 mm Vollradiusfräser für das Schruppen und Vorschlichten, womit innert kurzer Zeit ein hohes Volumen abgetragen werden konnte. Dass auch die drei eingesetzten Bohrer über integrierte Kühlkanäle verfügten, ermöglichte eine zusätzliche Zeiteinsparung.
Das Resultat
Die 120 ursprünglich notwendigen Minuten für die Komplettherstellung eines Fertigteils reduzierten sich auf 35 – weniger als einen Drittel.
