Diamantwerkzeuge kommen dort zum Einsatz, wo besonders hohe Oberflächenqualität gefragt ist. Für Hochglanzfinish eignet sich monokristalliner Diamant, dessen Schneiden extreme Härte und Ausbruchsfreiheit aufweisen. Polykristalliner Diamant weist eine bessere Zähigkeit und eine sehr hohe Verschleißbeständigkeit auf.
„Unser Spezialgebiet sind Zerspanungswerkzeuge, die höchste Ansprüche an Schnittqualität und Langlebigkeit erfüllen müssen“, weiß Rolf Hergert, Geschäftsführer der Dixi Polytool, Birkenfeld. Das betrifft beispielsweise Fräswerkzeuge für Einsatzbereiche, wo selbst eine leichte Polierbehandlung nach der spanenden Bearbeitung wegen der damit verbundenen Abweichungen von der Sollkontur schon nicht mehr zulässig wäre. Weitere Einsatzgebiete sind unter anderem mikromechanische Bauteile, Laserspiegel, Formen für LED-Leuchten, Kontaktlinsen oder Autoscheinwerfer, Mikro-Bioreaktoren aus Acryl, Aluminiumformen für die Herstellung von PET-Flaschen sowie Schmuck und Uhren. Bei solchen Anwendungen kommt es entscheidend sowohl auf die Schärfe und Ausbruchsfreiheit als auch auf die Formhaltigkeit der eingesetzten Zerspanungswerkzeuge an. Daher kommen hier bevorzugt diamantbestückte Werkzeuge zum Einsatz, da diese genau die gewünschten Eigenschaftskombinationen aufweisen. Sie eignen sich für die Bearbeitung der meisten NE-Metalle wie Kupfer, Messing, Aluminium sowie von Edelmetallen – bei der Bearbeitung von hoch abrasiven Werkstoffen wie Verbundwerkstoffen mit zum Beispiel Kohlefasern (CFK) oder Aluminium mit hohem Silizium-Anteil werden bevorzugt PKD bestückte Schneiden eingesetzt. Wesentliche Einschränkung ergibt sich allerdings bei Werkstoffen auf Eisenbasis, da diese bei den hohen Kontakttemperaturen im Schneidenbereich mit dem Kohlenstoff des Diamanten reagieren, wodurch letzterer schnell zerstört wird. In diesen Fällen werden meist Werkzeuge aus Hartmetallen oder kubischem Bornitrid (CBN) eingesetzt.
Verschiedenste Diamantwerkstoffe
„Bei Diamanten gibt es verschiedene Werkstoffe mit entsprechend unterschiedlichen Eigenschaften. Wir kennen und verarbeiten sie alle“, erläutert Wolfgang Würtz, Technischer Leiter von Dixi Polytool. Die preisgünstigste Variante sind die sogenannten Polykristallinen Diamanten (PKD). Vorprodukt sind kleine synthetisch hergestellte Diamantkristalle, die mit einem metallischen Überzug versehen und bei hohem Druck sowie hoher Temperatur zu einer festen und dichten Struktur versintert werden. Die Körner weisen daher keine einheitliche Orientierung auf. Die so entstehenden Rohlinge werden mittels Drahterosion, Schleifen oder Laserbearbeitung in die gewünschte Form geschnitten und auf Werkzeuge oder Wendeschneidplatten aufgelötet. Die Art der Schneidenbearbeitung hängt von den spezifischen Anforderungen des Kunden ebenso ab wie die Auswahl der verwendeten PKD Sorte. Aufgrund der metallischen Umhüllung der Körner sind solche Schneiden schwarz und undurchsichtig.
Nächste Kategorie sind die ebenfalls synthetischen CVD-Diamanten, die durch kontrolliertes chemisches Abscheiden von Kohlenstoff aus der Gasphase (CVD = Chemical Vapour Deposition) erzeugt werden. Wie auch beim PKD handelt es sich hierbei um einen polykristallinen Werkstoff, jedoch sind die einzelnen Körnchen ohne trennende metallische Zwischenschicht direkt miteinander verwachsen und halten daher im Einsatz höheren mechanischen und thermischen Belastungen stand. Im Unterschied zu PKD-Diamanten sind CVD-Diamanten heller.
Im Bereich monokristalliner Diamanten (MKD) werden sowohl synthetische als auch Naturdiamanten eingesetzt. Diese werden sorgfältig ausgewählt und in besonders geeigneter Orientierung zu den Kristallachsen geschnitten und geschliffen. MKD-Werkzeuge sind den anderen Diamanttypen hinsichtlich der zu erzielenden Oberflächengüte nochmals deutlich überlegen. Die Spezialisten von Dixi Polytool verfügen über umfassendes Knowhow bezüglich der Vor-und Nachteile der verschiedensten Diamantkategorien und ihrer Eignung für die beim jeweiligen Anwender zu bearbeitenden Werkstoffe und Anwendungsbereiche.
Umfassende Beratungskompetenz
„Solche Hochleistungswerkzeuge kauft man nur in den seltensten Fällen einfach so nach Katalog“, ergänzt R. Hergert. Entscheidendes „Betriebskapital“ des Unternehmens sind das Know-how und die umfassende Kompetenz sowohl der Kundenberater als auch der mit ihnen eng zusammenarbeitenden Entwicklungsspezialisten, weil viele Werkzeuge dem jeweiligen Kunden für seine spezielle Anwendung sozusagen „auf den Leib geschneidert“ werden müssen. Hierbei kommt ihnen zugute, dass Dixi Polytool nicht nur diamantbestückte Werkzeuge, sondern darüber hinaus auch solche mit CBN-Bestückung sowie klassische Vollhartmetallwerkzeuge und auch die dazu gehörenden Träger aus Hartmetall, Stahl oder auch Aluminium herstellt. Dabei reicht die Bandbreite von Bohrern mit Durchmessern von 0,05 bis zwanzig Millimeter über spezielle diamantbestückte Wendeschneidplatten bis zu Monobloc-Werkzeugen mit HSK-Aufnahme. Dank dieser breiten Auswahl können die Kundenberater technologieneutral ohne Bindung an Sortimentsgrenzen agieren. Sie können daher jedem Kunden ohne Einschränkungen jeweils die Werkzeugkategorie empfehlen, die für den Einsatzzweck am besten geeignet ist. Diese Beratung umfasst häufig auch gemeinsame Entwicklungsaktivitäten, um so zu optimalen Leistungen zu kommen. Zudem achtet man sehr auf zügige Notfallpräsenz bei auftretenden Problemen. Wie ernst dies bei Dixi Polytool genommen wird, zeigt sich beispielsweise daran, dass der Belegschaftsanteil der beratenden Außendienstmitarbeiter rund 15 Prozent erreicht. Zusätzlich ist hierin auch noch das Produktmanagement eingebunden.
Große Fertigungsbrandbreite
„Wir sind zwar Spezialisten für Sonderanfertigungen bis herab zur Stückzahl Eins, produzieren aber auch Standardprodukte wie zum Beispiel Stirn-, Schaft- oder Torusfräser als Katalogware in großen Stückzahlen“, verrät W. Würtz. Das Programm umfasst unter anderem VHM-Werkzeuge im Durchmesserbereich von 0,05 bis zwanzig Millimeter und diamantbestückte Werkzeuge von 0,4 bis zwanzig Millimeter Durchmesser. Mit dieser breiten Produktpalette folgt man den Anforderungen der Kunden, die es bevorzugen, für ihre Zerspanungsaufgaben möglichst nur einen Partner zu haben statt einer Vielzahl unterschiedlicher Lieferanten mit teilweise überlappenden Produktprogrammen. Der Nutzen für den Kunden zeigt sich vor allem dann, wenn es Probleme gibt beziehungsweise wenn Beratung bei neuen Aufgabenstellungen erforderlich wird. Dann ist es von Vorteil, wenn man auf stets den gleichen bewährten Fachmann zurückgreifen kann, der zudem mit den Gegebenheiten des Betriebs und der dort eingesetzten Technologien vertraut ist. Deshalb sieht sich Dixi Polytool in der Verantwortung für die Vollversorgung seiner Kunden. Dies zeigt sich zum Beispiel daran, dass man bei Bestandskunden im Fall des Falles sogar Aufträge zur Einzelfertigung von Sonderwerkzeugen akzeptiert, selbst wenn das Auftragsvolumen lediglich in der Größenordnung von Hundert Euro liegt. Die erforderliche Flexibilität erhält man durch eine moderne, hoch vernetzte Fertigungsorganisation. Die Konstruktionsabteilung speist die Daten für ein neues Werkzeug beziehungsweise einen Auftrag direkt in die Arbeitsvorbereitung ein, die auf dieser Grundlage dann wiederum Arbeitsplanungen erzeugt und die CNC-Programme für die verschiedenen Produktionsanlagen bereitstellt.
Vielfältige Bearbeitungstechnologien
„Eine so hohe Fertigungsbandbreite setzt natürlich eine entsprechende Palette an Bearbeitungstechnologien voraus“, sagt R. Hergert. Dabei konzentriert man sich vor allem auf die für die Werkzeugqualität entscheidenden Aspekte bei der Bearbeitung der Schneidkanten. Eine Ausnahme bilden zum Teil Werkzeuge mit Schneiden aus PKD-Diamanten. Diese werden funkenerosiv auf die gewünschten Abmessungen zugeschnitten. Bei Schruppwerkzeugen brauchen die Schneiden aufgrund der geringen Korngröße der PKD-Kristalle teilweise keine weitere Bearbeitung, sondern können direkt zum Einsatz gebracht werden. Bei Schlicht- und Finishwerkzeugen müssen die Schneiden auf jeden Fall geschliffen werden. Bei den anderen Diamanttypen bezieht man die Rohlinge bereits fertig zugeschnitten, so dass man sich auf die Schneidenbearbeitung sowie das Auflöten auf die Trägerkörper konzentrieren kann. Zum Einsatz kommen dabei hochmoderne, CNC-gesteuerte Schneid-, Schleif- und Lasersysteme von Firmen wie Fanuc, Ewag, Walter oder Laserpluss.
Dennoch muss angesichts der äußerst hohen Qualitätsanforderungen gerade bei den Spitzenprodukten, insbesondere bei monokristallinen Diamanten, ein hoher Prozentsatz der besonders diffizilen Arbeiten nach wie vor von Hand mit Diamantschleifscheibe und Messmikroskop ausgeführt werden. Für solche Tätigkeiten kommen hoch qualifizierte Spezialisten mit umfassender Erfahrung zum Einsatz. „Zusammen mit unserer modernen Fertigungstechnologie und dem Engagement unserer Kundenbetreuer bildet dies das Fundament unseres guten Rufs bei der Kundschaft und damit unseres Erfolgs am Markt“, bekräftigt R. Hergert.
Klaus Vollrath, Redaktionsbüro Klaus Vollrath