PKD-Sonderbohrer: Wann ist ein kundenspezifischer Bohrer sinnvoll?
· joern
Kurzantwort: Ein PKD-Sonderbohrer lohnt sich besonders, wenn Standardbohrer bei abrasiven Werkstoffen zu kurze Standzeiten erreichen, mehrere Durchmesser oder Stufen in einer Operation erzeugt werden sollen oder enge Maß- und Lagebeziehungen in hoher Stückzahl reproduzierbar benötigt werden. Wirtschaftlich interessant wird er meist dann, wenn weniger Werkzeugwechsel, höhere Standzeit oder geringere Nacharbeit die höheren Anschaffungskosten über die Serie ausgleichen.
PKD ist vor allem bei Aluminiumlegierungen mit abrasiven Bestandteilen, Verbundwerkstoffen und anderen nicht eisenhaltigen Anwendungen interessant. Ob ein Sonderbohrer wirklich die beste Lösung ist, hängt jedoch von Bauteil, Maschine, Toleranz und Stückzahl ab. Grundlagen finden Sie unter PKD-Werkzeuge und Sonderwerkzeuge.
Wann ist ein Standardbohrer nicht mehr wirtschaftlich?
Wenn Standzeit, Taktzeit oder erreichbare Geometrie die Produktionskosten unnötig erhöhen. Ein Standardwerkzeug kann technisch funktionieren und wirtschaftlich trotzdem ungünstig sein.
Typische Hinweise sind häufige Werkzeugwechsel, mehrere aufeinanderfolgende Bearbeitungen, hoher Grat, schwankende Durchmesser oder ein hoher Aufwand für Nacharbeit.
Welche Vorteile bietet PKD bei Bohrwerkzeugen?
PKD kann bei geeigneten Werkstoffen eine hohe Verschleißfestigkeit und lange Standzeit bieten. Das ist besonders bei abrasiven Aluminium-Silizium-Legierungen oder Verbundwerkstoffen relevant.
Der Schneidstoff ist jedoch nicht für jede Werkstoffgruppe geeignet. Für ferrometallische Werkstoffe oder Hartbearbeitung sind andere Schneidstoffe häufig sinnvoller.
Wann lohnt sich ein Stufenbohrer?
Wenn mehrere Durchmesser, Fasen oder Senkungen in einer Aufspannung erzeugt werden sollen. Ein Stufenwerkzeug kann Werkzeugwechsel und Nebenzeiten reduzieren und gleichzeitig die Lagebeziehung zwischen mehreren Konturen verbessern.
Der Beitrag PKD-Stufenbohrer: Mehrere Durchmesser in einem Arbeitsgang behandelt diese Variante im Detail.
Wie beeinflusst die Bohrungstiefe die Konstruktion?
Je tiefer die Bohrung, desto wichtiger werden Spanabfuhr, Kühlung und Werkzeugsteifigkeit. Eine PKD-Schneide allein löst keine Probleme, die durch einen schlecht abgeführten Span oder zu geringe Kernsteifigkeit entstehen.
Bei tiefen Bohrungen muss deshalb früh geklärt werden, wie Späne aus dem Bohrgrund transportiert werden und wie Kühlschmierstoff die Schneidzone erreicht.
Welche Toleranzen können ein Sonderwerkzeug rechtfertigen?
Vor allem enge Durchmessertoleranzen, definierte Rundheit und kritische Lagebeziehungen zwischen Stufen. Wenn mehrere Standardwerkzeuge nacheinander arbeiten, addieren sich Werkzeug- und Positionierfehler.
Ein kombiniertes Werkzeug kann mehrere Geometrien aus derselben Werkzeugachse erzeugen. Das reduziert bestimmte Fehlerquellen, ersetzt aber keine stabile Maschine und gute Spannung.
Wie wichtig ist die Maschine für die Auslegung?
Sehr wichtig. Aufnahme, maximale Drehzahl, Kühlmittelversorgung, Spindelleistung und verfügbarer Bauraum begrenzen das Werkzeugkonzept.
Ein Bohrer für Innenkühlung muss beispielsweise zur vorhandenen Medienzuführung passen. Auch Werkzeuglänge und Wechsler müssen berücksichtigt werden.
Welche Rolle spielt der Rundlauf?
Ein guter Rundlauf ist bei PKD-Bohrwerkzeugen entscheidend für gleichmäßige Schneidenbelastung und Maßhaltigkeit. Bei mehrschneidigen Werkzeugen führt schlechter Rundlauf dazu, dass einzelne Schneiden mehr Last übernehmen.
Das kann Standzeit verkürzen und die Bohrungsqualität verschlechtern.
Wie wird der Sonderbohrer auf Spanabfuhr ausgelegt?
Nach Werkstoff, Spanform, Bohrungstiefe und Schnittdaten. Bei langspanenden Werkstoffen muss verhindert werden, dass Späne im Werkzeugraum klemmen oder die Oberfläche beschädigen.
Bei bestimmten PKD-Anwendungen kann eine angepasste Schneiden- oder Spanleitgeometrie helfen.
Kann ein PKD-Sonderbohrer mehrere Werkzeuge ersetzen?
Ja, wenn die Operationen geometrisch und kraftseitig sinnvoll kombinierbar sind. Bohrung, Stufe und Fase können beispielsweise in einer Werkzeuggeometrie zusammengefasst werden.
Der wirtschaftliche Vorteil entsteht durch weniger Wechsel und kürzere Bearbeitungszeit. Mehr dazu unter Mehrere Bearbeitungsschritte in einem Werkzeug kombinieren.
Wann ist ein kombiniertes Werkzeug zu komplex?
Wenn eine beschädigte Schneide das komplette Werkzeug stilllegt oder einzelne Operationen völlig unterschiedliche Schnittbedingungen benötigen. Auch zu viele Funktionen in einem Werkzeug können Einstellen und Service aufwendiger machen.
Deshalb sollte nur kombiniert werden, was technisch und wirtschaftlich zusammengehört.
Wie wirkt sich Stückzahl auf die Wirtschaftlichkeit aus?
Je höher die wiederkehrende Stückzahl, desto stärker wirken kleine Einsparungen bei Taktzeit und Werkzeugwechsel. Ein Sonderbohrer kann deshalb in einer Großserie wirtschaftlich sein, obwohl sein Kaufpreis deutlich über einem Standardbohrer liegt.
Bei sehr kleinen Stückzahlen muss der Nutzen entsprechend größer sein, etwa durch eine Geometrie, die anders kaum herstellbar ist.
Welche Kennzahlen sollte man vergleichen?
Kosten pro Gutteil statt Werkzeugpreis.
- Werkzeugkosten
- Standzeit
- Zahl der Werkzeugwechsel
- Bearbeitungszeit
- Rüst- und Einstellaufwand
- Ausschuss
- Nacharbeit
- Nachschleifbarkeit
Kann ein PKD-Sonderbohrer nachgeschliffen werden?
Häufig ja, wenn Konstruktion und Bestückungsreserve darauf ausgelegt sind. Das sollte bereits bei der Werkzeugentwicklung berücksichtigt werden.
Ein Werkzeug, das mehrere Servicezyklen durchlaufen kann, besitzt über seine Lebensdauer eine andere Wirtschaftlichkeit als ein reines Einwegkonzept.
Welche Daten braucht der Hersteller?
Bauteilzeichnung, Werkstoff, Maschine, aktuelle Bearbeitung und Zielwerte.
- Bohrungsdurchmesser und Tiefe
- Stufen und Fasen
- Toleranzen
- Werkstoff
- Maschine und Aufnahme
- Kühlstrategie
- Stückzahl
- aktuelle Taktzeit
- aktuelle Standzeit
- bekannte Probleme wie Grat oder Spanabfuhr
Wann sollte ein Musterwerkzeug getestet werden?
Bei neuer Anwendung oder größerer Serienmenge möglichst vor der endgültigen Freigabe. Der Test sollte nicht nur zeigen, ob die Bohrung entsteht, sondern auch Standzeit, Spanabfuhr, Oberfläche und Maßstabilität erfassen.
Damit kann die finale Geometrie auf reale Prozessdaten abgestimmt werden.
Wie startet eine sinnvolle Anfrage?
Mit der Bauteilaufgabe und dem heutigen Prozess. Wenn Sie Zeichnung, Werkstoff, Maschine und aktuelle Taktzeit bereitstellen, lässt sich schnell erkennen, ob ein PKD-Sonderbohrer Potenzial hat.
Über Sonderwerkzeuge oder Kontakt können die technischen Daten übermittelt werden.
