CVD Diamantverzahnt Fräser für CFK, GFK und FR4

CVD Diamantverzahnt: wenn Standzeit zum Kostenfaktor wird

Kohlefasern und Glasfasern sind abrasiv. An einer unbeschichteten Vollhartmetall-Schneide schleifen sie die Schneidkante ab, schneller als jedes andere gängige Bearbeitungsmaterial. VHM hält dem Angriff länger stand als HSS, aber auch VHM hat eine Grenze: Nach 20 bis 40 Laufmetern in CFK oder GFK ist der Unterschied sichtbar. Rauere Kanten, zunehmende Maßabweichungen, steigende Ausschussquote. In der Einzelteil- und Prototypenfertigung ist das tolerierbar. In der Serienfertigung ist es ein Kostenproblem.

CVD-Beschichtung: Härte als physikalische Antwort auf Abrasion

Die CVD-Diamantschicht (Chemical Vapour Deposition) wächst als kristalline Diamantstruktur direkt auf dem Hartmetall-Substrat auf. Die Härte liegt bei ca. 9.000 HV, deutlich über der Härte von Glas- oder Kohlefasern. Die Fasern schleifen nicht mehr an der Schneidkante, sie gleiten daran vorbei. Die Geometrie bleibt erhalten. Das verschiebt den Verschleißpunkt von 20 bis 40 Laufmeter auf 150 bis 300 Laufmeter, abhängig von Zustellung, Vorschub und Material.

Die Kreuzhieb-Geometrie arbeitet dabei unverändert: gegenläufige Schneidreihen heben axiale Kräfte auf, die Faser wird von beiden Seiten gleichzeitig getrennt. Delamination und Ausrisse bleiben auch nach langen Laufzeiten aus, weil die Schneidkante ihre Form behält.

Einsatzbereiche:

• CFK (Kohlefaser) Serienfertigung: Carbonfasern tragen die Schneidkante systematisch ab. Die CVD-Schicht verlängert den Wechselintervall auf ein Vielfaches. In der Serienfertigung bedeutet das weniger Stillstandzeiten und niedrigere Werkzeugkosten pro Teil.
• GFK (Glasfaser) Strukturbauteile: Glasfasern sind weniger abrasiv als Carbon, setzen aber unbeschichteten Werkzeugen ebenfalls zu. Die CVD-Beschichtung sichert gleichmäßige Oberflächengüte über lange Chargen.
• FR4 und Leiterplatten-Serienfertigung: In der Leiterplatten-Produktion laufen Werkzeuge in hoher Stückzahl. Der Fischschwanz-Anschliff erlaubt direktes Eintauchen. Die CVD-Schicht hält die Schneidkante scharf, auch nach hunderten von Fräsvorgängen.
• HPL und Trespa im Serienbetrieb: Harte Schichtstoffe reagieren auf stumpfe Werkzeuge mit Kantenausbrüchen. Konstante Kantenschärfe durch CVD-Beschichtung sichert gleichbleibende Sichtkantenqualität über die gesamte Charge.
• Graphit und Keramik-Grünlinge: Extrem abrasive Materialien, die unbeschichtete Werkzeuge innerhalb weniger Laufmeter stumpf schleifen. Die CVD-Härte widersteht dem Abrieb länger als jede andere gängige Beschichtung.
  

In der Serienbearbeitung von CFK oder GFK liegt der Break-even zwischen unbeschichtetem VHM und CVD-beschichtetem Werkzeug erfahrungsgemäß bei 50 bis 80 Laufmetern pro Woche. Darunter ist die kürzere Standzeit der unbeschichteten VHM-Diamantverzahnten Variante wirtschaftlich vertretbar. Darüber amortisiert die CVD-Beschichtung den Aufpreis über die eingesparten Werkzeugwechsel.