Doppelte Standzeit durch geringen Verschleiß

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Eine effiziente Metallverarbeitung verlangt hohe Standzeiten der Werkzeuge – ein vorzeitiger Austausch wegen hohem Verschleiß treibt die Produktionskosten.

Um den Verschleiß zu reduzieren und dadurch die Standzeiten von Werkzeugen zu erhöhen, haben die Experten der K.-H. Müller Präzisionswerkzeuge GmbH die neue Werkzeugbeschichtung MC 3100 entwickelt. Tests haben dabei gezeigt, dass die Werkzeuge mit der neuen Beschichtung doppelt so viele Bohrungen durchführen können wie vergleichbare Werkzeuge.

In allen Branchen, in denen Metall verarbeitet wird, ist die Standzeit der Werkzeuge ein wichtiges Thema. Dabei streben Unternehmen, wie in allen anderen Bereichen auch, nach größtmöglicher Effizienz. Müssen Werkzeuge wie zum Beispiel Bohrer häufig wegen Verschleiß ausgetauscht werden, senkt dies die Effizienz der Bearbeitungsprozesse. Für den Austausch der Werkzeuge müssen die Maschinen gestoppt werden und können in dieser Zeit nicht produzieren. Darüber hinaus sind neue Werkzeuge ein Kostenfaktor und der Austausch bindet Mitarbeiter. Um die Standzeiten von Werkzeugen zu erhöhen, haben die Experten für Sonderwerkzeuge der K.-H. Müller Präzisionswerkzeuge GmbH aus dem rheinland-pfälzischen Sien eine neue Beschichtung entwickelt, die dank ihrer speziellen Eigenschaften dafür sorgt, dass die Werkzeuge doppelt so hohe Standzeiten erreichen wie vergleichbare Werkzeuge mit konventionellen Beschichtungen.

Neue, verschleißarme Werkzeugbeschichtung verdoppelt Standzeit

„Wir wollten zusammen mit einem unserer Partner, einem Beschichtungsanlagenhersteller, die ohnehin hohe Standzeit unserer Werkzeuge weiter erhöhen“, erklärt Matthias Klinke, Außendienstmitarbeiter für Bayern bei Müller, den Hintergrund der Entwicklung. „Die ersten Tests der neuen Werkzeugbeschichtung bei einem Kunden aus der Automobilindustrie haben die Erwartungen dann sogar übertroffen“, berichtet Klinke. Bei den Tests vor Ort wurden die Werkzeuge mit neuer Beschichtung direkt mit den bisher verwendeten Werkzeugen verglichen. Dabei zeigte sich, dass die bisherigen Werkzeuge circa 7.000 Bohrungen schafften, bevor sie aufgrund des Verschleißes ausgetauscht werden mussten. Die Werkzeuge mit der neuen Beschichtung schafften dagegen 14.000 Bohrungen und mehr. „Diese Ergebnisse der Verdopplung der Standzeit bestätigten sich auch bei anderen Tests bei anderen Kunden“, berichtet Klinke.

„Entscheidend für die Standzeit eines Werkzeugs ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschleiß. Aufklebungen und Aufbauschneiden sorgen für eine schnellere Abnutzung und senken damit die Standzeit“, erklärt Klinke. Um Aufbauschneiden und Aufklebungen so weit wie möglich zu reduzieren, hat man bei Müller eine Kombination aus Maßnahmen bei der Entwicklung der neuen Beschichtung MC 3100 einfließen lassen. „MC 3100 hat einen extrem zähen Hauptlayer. In Kombination mit einem ultraharten Toplayer und der Verwendung des Elements Bor haben wir dadurch eine sehr große Verschleißfestigkeit erreichen können“, sagt Klinke. Durch die Kombination zäher Hauptlayer, ultrahartem Toplayer und Bor entstehen nahezu keine Aufbauschneiden und Aufklebungen. Dadurch lässt sich der Verschleiß des Werkzeugs deutlich hinauszögern. Dies führt dazu, dass doppelt so viele Bohrungen ohne Qualitätsverlust als bisher möglich sind und sich die Standzeit des Werkzeugs damit verdoppeln lässt.

Verschleißbedingter Austausch der Werkzeuge kostet Zeit und Geld und bindet Mitarbeiter. Foto: Müller Präzisionswerkzeuge

Ebenfalls eine Rolle spielt ein neues Verfahren zum Microfinishing, das Müller in Zusammenarbeit mit der Roboter-Akademie der Hochschule Birkenfeld entwickelt hat. Diese spezielle Endbearbeitung des Werkzeugs trägt dazu bei, Aufklebungen und Aufbauschneiden noch weiter zu reduzieren. „Die optimale Kombination aus neuer Beschichtung und Microfinish macht eine weitere Erhöhung der Standzeit möglich“, erläutert Klinke.

Die Einsatzmöglichkeiten der Werkzeuge mit der neuen Beschichtung sind dabei nahezu unbegrenzt. „Die ersten Tests haben wir in normalen Stahl des Typs ST 52 durchgeführt. Prinzipiell können die Werkzeuge überall dort eingesetzt werden, wo beschichtete Werkzeuge eingesetzt werden“, erklärt Klinke. Die Werkzeuge sind in allen üblichen Durchmessern herstellbar. Durch eine Vielzahl an Geometrien können mit den mit MC 3100 beschichteten Werkzeugen alle gängigen Materialien bearbeitet werden, beispielsweise St 52-2, 16MnCr5 und GG30.

Kostenersparnis durch verringerten Werkzeugbedarf

Die Verdopplung der Standzeit von Werkzeugen hat für Anwender zahlreiche Vorteile. Einerseits lassen sich die Stillstandszeiten zum Werkzeugtausch reduzieren und dadurch die Effizienz des Produktionsprozesses steigern. Andererseits lassen sich auch konkret Kosten sparen. „Wenn man pro Jahr normalerweise 500 Werkzeuge benötigt, kann man den Bedarf nun auf ungefähr 250 Werkzeuge senken. Das macht sich dann nicht nur in den Anschaffungskosten bemerkbar, man spart darüber hinaus auch Lagerflächen ein“, erläutert Klinke. Auch das Personal vor Ort wird entlastet. „Der Austausch der Werkzeuge wird immer manuell durchgeführt. Durch eine Verdopplung der Standzeit haben die zuständigen Mitarbeiter mehr Zeit für andere Aufgaben. Das trägt natürlich auch zur Effizienz im Betrieb bei“, resümiert Klinke. „Die Tests bei unseren Kunden waren so erfolgreich, dass die meisten direkt danach auf unsere Werkzeuge mit der neuen Beschichtung umgestellt haben. Besonders die geringe Zeitspanne, die von Testbeginn bis zu den ersten spürbaren Resultaten verging, hat überzeugt.“

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