Foto: Sandvik
Der Planfräser M5C90 wurde speziell für massive Aluminiumteile mit langen Fräsvorgängen sowie zum Schruppen und Schlichten von Zylinderköpfen und -blöcken sowie E-Fahrzeugkomponenten entwickelt.

Automotive

Effiziente Aluminiumbearbeitung mit Planfräser M5C90

Laut Weltverkehrsforum wird sich das weltweite Verkehrsaufkommen bis 2050 im Vergleich zu 2015 verdoppeln. Vor dem Hintergrund des globalen Klimawandels ist es deshalb notwendig, effizientere Fahrzeuge mit umweltfreundlicheren Kraftstoffen bzw. Antrieben herzustellen. Eduardo Debone, Senior Manager für Automotive Offer Management bei Sandvik Coromant, erläutert, wie sowohl Materialauswahl als auch Werkzeuginnnovation den Wechsel zu umweltfreundlicheren Fahrzeugen erleichtern.

Laut Weltverkehrsforum wird sich das weltweite Verkehrsaufkommen bis 2050 im Vergleich zu 2015 verdoppeln. Vor dem Hintergrund des globalen Klimawandels ist es deshalb notwendig, effizientere Fahrzeuge mit umweltfreundlicheren Kraftstoffen bzw. Antrieben herzustellen. Eduardo Debone, Senior Manager für Automotive Offer Management bei Sandvik Coromant, erläutert, wie sowohl Materialauswahl als auch Werkzeuginnnovation den Wechsel zu umweltfreundlicheren Fahrzeugen erleichtern.

Elektrofahrzeuge: Leichte Werkstoffe vergrößern die Reichweite

Zu den emissionsfreien Transportmitteln gehören auch Elektrofahrzeuge. Für Fatih Birol, Exekutivdirektor der Internationalen Energieagentur, „spielen sie eine unverzichtbare Rolle beim Erreichen von weltweiten Netto-Null-Emissionen“. Durch die Nutzung von Strom, insbesondere aus nachhaltigen Quellen, erzeugen Elektrofahrzeuge keine CO2-Emissionen und sind somit umweltfreundlicher als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.

Für die Reichweite ist aber nicht nur die Batterie verantwortlich. Neben einer Optimierung der Ladeinfrastruktur und Verbesserungen bei der Akkukonstruktion muss jedes Element eines Fahrzeugs leichter werden. Denn ein Elektrofahrzeug mit einem geringeren Gewicht benötigt weniger Energie, um eine bestimmte Strecke zurückzulegen – und erreicht somit eine größere Reichweite.

Bei der Gewichtsreduktion von Elektrofahrzeugen spielt Aluminium eine wichtige Rolle, denn es wiegt nur einen Bruchteil der herkömmlichen Werkstoffe Stahl oder Gusseisen. Aus Aluminium wird heute eine ganze Reihe von Fahrzeugteilen gefertigt: etwa das Chassis, die Innenverkleidung oder das Motor- und das Batteriegehäuse. Nach Angaben der Aluminium Transport Group entspricht prozentual die durch den Einsatz von Aluminium erreichte Gewichtsreduktion eines Elektrofahrzeugs in etwa dem Reichweitengewinn: Wenn also das Fahrzeuggewicht um 20 % reduziert wird, sollte das Fahrzeug mit der gleichen Ladung etwa 20 Prozent weiter fahren können.

Schruppen bis Schlichten in einem Bearbeitungsvorgang

Aluminiumbauteile haben allerdings einen Nachteil: Sie sind schwierig zu bearbeiten, da sie weicher sind als die meisten Metalle. Außerdem ist der Schmelzpunkt von Aluminium mit 660 °C relativ niedrig. Aufgrund dieser niedrigeren Schmelztemperatur können sich bei der Aluminiumbearbeitung mit hohen Schnittgeschwindigkeiten Späne ansammeln und am Werkzeug haften bleiben. Diese Ansammlung der Späne kann das Werkzeug stumpf werden lassen, sodass es schwierig wird, das Werkstück zu bearbeiten. Darüber hinaus ist mit Problemen wie zeitaufwändigem Einrichten, ungleichmäßigem Werkzeugverschleiß, Gratbildung und minderwertiger Oberflächengüte zu rechnen. Und auch die notwendigerweise hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten sind ein Problem.

Doch lassen sich diese Herausforderungen meistern – durch die Wahl eines Werkzeugs aus fortschrittlichen Materialien und mit optimiertem Design. Der Planfräser M5C90 aus der M5-Fräserserie von Sandvik Coromant wurde speziell für massive Aluminiumteile mit langen Fräsvorgängen sowie zum Schruppen und Schlichten von Zylinderköpfen und -blöcken und E-Fahrzeugkomponenten entwickelt. In nur einem einzigen Arbeitsgang führt der M5C90 den gesamten Bearbeitungsprozess vom Schruppen bis zum Schlichten durch. In vielen Fällen erfolgt dies mit einer Schnitttiefe bis zu 4 mm. Der M5C90 kann so die Standzeit um das Fünffache erhöhen und die Zykluszeit um bis zu 200 % reduzieren.

Darüber hinaus verfügt die M5-Fräserserie über die Stufentechnologie, bei der die extrem verschleißfesten PKD-Schneiden spiralförmig und vertikal versetzt angeordnet sind – so können die Fräser sowohl axial als auch radial Material vom Werkstück abtragen. Des Weiteren ist der letzte Zahn mit einer Wiper-Geometrie versehen, um eine hochwertige, ebene Oberflächengüte zu gewährleisten. Die Wiper-Schneide verbleibt in einer festen Position, was zeitaufwändiges Einrichten überflüssig macht. Weitere Werkzeuge der M5-Baureihe sind der Planfräser M5B90 zum Feinschlichten und der Kombifräser M5F90 zum Schruppen und Schlichten in kleineren Dimensionen.

Fazit

Die Umstellung auf Elektrofahrzeuge trägt dazu bei, die Emissionen im Straßenverkehr nachhaltig zu senken. Dank des Einsatzes von Aluminiumkomponenten kommen Elektrofahrzeuge mit einer Batterieladung deutlich weiter. Dies ist vor dem Hintergrund, dass eine erhöhte Reichweite dazu beiträgt, die Akzeptanz für E-Autos zu steigern, ein wichtiger Aspekt. Automobilhersteller, die für Aluminium optimierte Bearbeitungswerkzeuge auswählen, können qualitativ hochwertige E-Fahrzeugkomponenten aus Aluminium herstellen und so den Übergang zu einem umweltfreundlicheren Verkehr unterstützen.