IL-45: Prüfung der Schneideigenschaften von Fräsern

Mit der Erfahrung aus vielen verschiedenen Verschleisstests an Bohrern (siehe Newsletter 33) haben wir einen Prüfstand zur Analyse der Schneideigenschaften von Fräsern entwickelt, der den Vergleich verschiedener Fräser-Designs ermöglicht.

Der Prüfstand drückt mittels eines reibungsarmen Seilmechanismus das zu bearbeitende Material mit einer definierten Kraft seitlich gegen das Werkzeug. Ein Laserdistanzsensor erfasst den verfahrenen Weg genau, was zusammen mit der Zeitmessung eine präzise Berechnung der Schnittgeschwindigkeit des Werkzeugs ermöglicht. Diese sehr reproduzierbare Bestimmung erlaubt den Vergleich unterschiedlicher Fräser hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Standzeit.

Unsere Werkzeugmaschine mit stabilem Fundament ist ein zuverlässiges Hilfsmittel für die Testung mit einer breiten Palette von Materialien. So können Frästests mit Stahl-, Guss- und Aluminiumlegierungen sowie mit Kunststoffen durchgeführt werden. In der Medizintechnik nutzen wir beispielsweise Knochenmodelle aus Polyurethan-Schaum, die mit einer Epoxyplatte verstärkt werden, um einen Knochen mit Kortikalis zu simulieren (siehe Abbildung 1).

Ein bewährtes Verfahren in unserer Prüfpraxis ist die wiederholte Durchführung von geradlinigen Schneidaufgaben, bei denen wir die Veränderung der benötigten Zeit für jeden Durchgang messen (siehe Abbildung 2). Oft wenden wir auch das in der chinesischen Norm YY 91064 für Dentalbohrer festgelegte Testverfahren an. Zuerst wird in eine PMMA-Platte gefräst, dann in ein abrasives Material und schliesslich wieder in eine PMMA-Platte. Die hierbei festgestellte Zunahme der Fräszeit liefert wichtige Erkenntnisse über die Haltbarkeit und Effizienz des Designs der Fräser. So können Entscheidungen aufgrund einer soliden Datenbasis getroffen werden.

Infos zum Ahttps://144287743.hs-sites-eu1.com/liste-info-lettersufbau:

• Werkzeugmaschine «Fehlmann Picomax 21-M» mit maximaler Drehzahl von 6300 min-1 (stufenlos einstellbar)
• Werkzeugaufnahmen via Bohrfutter oder Spannzange möglich
• Maximale Breite des Probenkörpers: 50 mm

Infos zur Messtechnik:

• Laser-Distanz-Sensor Opto-NCDT-ILD 1402 von Micro-Epsilon (max. messbarer Weg: 45 mm)
• Messverstärker & Software von HBM

Abbildung 1: Fräsprüfstand mit eingespanntem künstlichem Knochen aus einem Polyurethanschaum-Epoxy-Verbundmaterial, wie es typischerweise in der Medizintechnik verwendet wird.

Abbildung 2: Typische Entwicklung der gemessenen Zeit zur Bearbeitung einer definierten Distanz mit zwei verschiedenen Designs von Fräswerkzeugen. Die Zeit nimmt für Typ 1 deutlich weniger zu, das Werkzeug verschleisst langsamer.