Neues Werkzeug zur Trockenbearbeitung von CFK-Alu-Stacks

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Rumpf, Flügel, Landeklappen sowie Höhen- und Seitenleitwerke von Flugzeugen der neuesten Generation sind aus CFK-Alu-Stacks gefertigt. Wie die Experten von Mapal wissen, werden zur Montage der Flugzeuge in diese Bauteile unzählige Bohrungen inklusive Senkung für die Nietverbindungen eingebracht. Meist werden für die Bearbeitung Bohrvorschubeinheiten eingesetzt. Das Entscheidende bei den Bohrungen ist den Werkzeugspezialisten aus Aalen zufolge die Maßhaltigkeit. In beiden Werkstoffen müsse die Bohrung den exakt selben Durchmesser aufweisen. Gebohrt werde grundsätzlich von außen nach innen - Bohrungseintritt und Senkung im CFK, Bohrungsaustritt im Aluminium.

Diese Bearbeitung sei bisher mit Minimalmengenschmierung (MMS) realisiert worden. Nach der Bearbeitung mussten die Bauteile deshalb demontiert, gereinigt und wieder montiert werden. Zudem wurde die Bearbeitung häufig in mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten umgesetzt. Für das Vorbohren, das Reiben auf den finalen Durchmesser und das Senken wurden unterschiedliche Werkzeuge eingesetzt. Der gesamte Prozess sei zeitaufwendig und kostenintensiv gewesen. Die geforderten Maße seien oft nicht prozesssicher erreicht worden. So lagen Mapal zufolge Bohrung und Senkung beispielsweise häufig nicht auf einer Achse.

Bearbeitungswärme wird nicht an das Bauteil abgegeben

Der Spezialwerkzeughersteller hat nun einen Bohrer mit Senkstufe zur Trockenbearbeitung von CFK-Alu-Stacks entwickelt. Die spezielle Geometrie des Werkzeugs soll dafür sorgen, dass die entstehende Bearbeitungswärme nicht an das Bauteil abgegeben wird und somit auf Minimalmengenschmierung verzichtet werden kann.

Der Vollhartmetallbohrer hat zwei Schneiden und soll so die Eigenschaften eines Bohrers für die Bearbeitung von Aluminium mit denen eines Bohrers zur CFK-Bearbeitung vereinen. Ein Doppelspitzenwinkel soll zudem für eine gute Zentrierung und für einen gratarmen Bohrungsaustritt sorgen. Um Delaminationen und Faserüberstände bei der Senkung im CFK zu vermeiden, hat Mapal eine Spanflächenkorrektur an der Senkstufe vorgesehen. Die Diamantbeschichtung ermöglicht dem Werkzeughersteller zufolge die achtfache Standzeit im Vergleich zu einem unbeschichteten Boher. Der Bohrer arbeitet bei einer Drehzahl von 5000/min und bei einem Vorschub von 0,1 mm. Er kann für den Durchmesserbereich von 4,1 bis 11,11 mm mit der dazugehörigen Senkstufe geliefert werden.