Aufgrund steigende thermische und mechanische Belastungen der Bauteile im Flugzeugbau kommen neue Werkstoffe zum Einsatz die sich durch eine erhöhte Festigkeit oder Temperaturbeständigkeit auszeichnen. Im Bereich von Fahrwerken sind dies vor allem höherfeste Titanlegierungen wie Ti5Al5V5Mo3Cr (Ti5553), die eine deutlich höhere Festigkeit als TiAl6V4 oder hochlegierte Stähle aufweisen. Bei Triebwerken wird der höheren thermomechanischen Belastung durch den Einsatz von Werkstoffen mit einer höheren Warmfestigkeit entgegengewirkt. Für Verdichterstufen werden in der Regel Titanlegierungen eingesetzt, die bei hohen Temperaturen eine höhere Festigkeit als TiAl6V4 haben, wie die Titanlegierung Ti6Al2Sn4Zr6Mo (Ti6246). In den heißen Triebwerksbereichen kommen ausschließlich hochtemperaturfeste Werkstoffe wie Nickelbasislegierungen, keramische Verbundwerkstoffe oder Titanaluminide zum Einsatz. Die Bearbeitung all dieser Werkstoffe, die zu den schwerzerspanbaren Werkstoffen gezählt werden, ist aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften äußerst schwierig. Ihr zunehmender Einsatz erfordert leistungsfähigere Schneidstoffe, Kühlschmierstrategien und Beschichtungen. Durch den geringen E-Modul der Titanlegierungen (TiAl6V4: 115 GPa im Vergleich zu C45+QT: 205 GPa) federt der Werkstoff nach dem Passieren der Schneidkante wieder zurück und führt zu starker Reibung an der Freifläche der Werkzeuge. Dies führt bei der Gewindefertigung in Titan häufig zu einem Verklemmen des Gewindebohrers im Gewinde und zu hohem Verschleiß. Durch Werkzeugbeschichtungen mit geringem Reibwert kann das Verklemmen verhindert werden. Bei der Zerspanung von faserverstärkten Kunststoffen ergeben sich jedoch vollkommen andere Problemstellungen als bei der Zerspanung von metallischen Werkstoffen. Die abrasive Wirkung der Fasern führt zu geringen Standzeiten der Werkzeuge und es besteht ein hohes Risiko von Bauteilschädigungen durch Delamination oder thermische Schädigung des Matrixwerkstoffes. Daher werden spezielle äußerst scharfe Werkzeuge benötigt, die die Fasern sauber trennen und aufgrund ihrer Makrogeometrie nur geringe Kräfte quer zur Faserrichtung einleiten. Des Weiteren kommen zur Verbesserung des Verschleißverhaltens häufig Daiamantschichten zum Einsatz.


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    Titel :

    Zerspantechnik in zukunftsfähigen Industrien


    Beteiligte:
    Klocke, Fritz (Autor:in) / Krämer, Alexander (Autor:in) / Lung, Dieter (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2012


    Format / Umfang :

    5 Seiten, Bilder


    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch