PKD für die Bearbeitung anspruchsvoller Luftfahrtbauteile

Im Flugzeugbau müssen in Composite-Bauteile und Materialverbunde in der Montage Tausende von Bohrungen für Nietverbindungen eingebracht werden. In der Regel kommen dafür Vollhartmetallbohrer mit Diamantbeschichtung zum Einsatz. Für spezielle Anwendungen sind diese allerdings ungeeignet. Vor allem bei extrem hohen Anforderungen an Standzeit, Prozesssicherheit und Qualität der Bohrung sollen die Grenzen noch weiter hinausgeschoben werden. 

MAPAL hat einen neuen PKD-Bohrer zur Bearbeitung von Composite-Materialien, wie CFK (Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) und Schichtverbunde aus Aluminium und CFK, in der Montage entwickelt. Der Bohrer zeichnet sich vor allem durch seine durchgängige PKD-Schneide aus. Bisher kamen im Zentrum meist Spitzen aus Vollhartmetall zum Einsatz, nur die Seiten waren PKD-bestückt. Allerdings sorgte die Unterbrechung der Schneide für Instabilität an den Übergängen, der Lötspalt neigte zu Ausbrüchen. Diese Instabilität hat MAPAL mit dem neuen Werkzeug eliminiert. 

In den geschlitzten Grundkörper aus Vollhartmetall wird die beidseitig polierte PKD-Schneide eingebracht. Dadurch ist das gesamte System besonders stabil. Dank des Spitzenwinkels von 115˚ zentriert sich der Bohrer sehr gut selbst. Der Differentialspitzenwinkel von 80° sorgt für einen sauberen Bohrungsaustritt ohne Delamination.

Bei einer Kundenanwendung überzeugt der Bohrer nicht nur durch hohe Prozesssicherheit. Auch die Standzeit begeistert den Kunden. In einem Helikopterbauteil werden in diesem Fall Bohrungen für Bolzen eingebracht. Das Bauteil besteht aus 50 mm starkem CFK. Das bisher eingesetzte Werkzeug hatte nach 50 Bohrungen sein Standzeitende erreicht. Bei höheren Schnittwerten und einer deutlich besseren Qualität der Bohrungen realisiert der Kunde mit dem PKD-Bohrer von MAPAL mit einem Durchmesser von 19 mm über 80 Bohrungen – eine Steigerung um 60 Prozent gegenüber den lediglich an den Seiten mit PKD-bestückten Werkzeugen.
 

When machining the structural components of aircraft wings made of aluminium, a large portion of the existing material is removed by machining. For roughing the chambers or pockets inside the wing MAPAL has a solid carbide milling cutter, the OptiMill-SPM-Rough, in its portfolio, and this has already proven its performance many times over. However, this roughing cutter is only suitable for wet machining. Because: Solid carbide tools reach their limits when dry machining long-chipping aluminium alloys, such as those used in aircraft construction. Built-up edges quickly form, and the tools are subject to significant excessive wear.

There was an increasing demand for a tool for dry machining corresponding to the PCD-tipped milling cutter from MAPAL so that the chambers and pockets on the wing do not fill up with the cooling medium.

The geometry of the new milling cutter is in many ways identical to that of its solid carbide counterpart. The specially designed knurled roughing geometry ensures a soft cut and reduces process forces. It also gives the tool excellent plunging properties. The heat input into the component is minimal.

Due to the considerably longer tool life of the PCD tool when dry machining long-chipping aluminium alloys compared to that of its solid carbide counterpart, its use is significantly more economical. The higher tool costs are quickly amortised.