Kennametal KenTIP FS: Hartmetall genau dort, wo es drauf ankommt

Das modulare Bohrsystem KenTIP FS hält thermischen und mechanischen Belastungen stand.

Alexander Schmitt
Senior Global Product Manager Kennametal

„Dank der HPG-, HPC- und HPL-Stirngeometrien kann der modulare Bohrer KenTIP FS beinahe alles, was ein Vollhartmetallbohrer auch kann. Allerdings sind die Stückkosten bei gleicher oder besserer Leistung weitaus geringer.“

„Das Kürzel FS deutet darauf hin, dass der Bohrer an der Spitze ‚Full-Solid‘ ist. Das bedeutet, dass der Hartmetall-Schneideinsatz komplett den Stahlgrundkörper abdeckt. Dadurch wird Verschleiß am Grundkörper durch Auswaschungen verhindert“, erläutert Alexander Schmitt, Senior Global Product Manager für modulare Bohrer bei Kennametal. „Allerdings ist die Bezeichnung nicht als reine Materialangabe zu verstehen, sondern unterstreicht vielmehr die besonderen Eigenschaften der KenTIP FS-Bohrer: Sie sehen nicht nur aus wie Vollhartmetallbohrer, sondern können auch nahezu genauso eingesetzt werden. Insofern sind in diesem Werkzeug die hervorragenden Eigenschaften von Vollhartmetall und die Kosteneffizienz von Wendeplattenbohrwerkzeugen miteinander vereint.“

Auf den ersten Blick unterscheidet sich der KenTIP FS nur wenig von sonstigen modularen Bohrern. Auch er verfügt über einen Schneideinsatz aus Hartmetall, eine innere Kühlmittelzufuhr und eine spiralförmige Spannut für eine verbesserte Spanabfuhr. Doch das waren auch schon alle Gemeinsamkeiten. Denn der KenTIP FS wurde völlig neu entwickelt. So bietet die Konstruktion laut Schmitt einige wichtige Funktionalitäten, durch die sie sich von den Wettbewerbsbohrern unterscheidet.

Eine patentierte, konische Klemmung verleiht dem KenTIP FS Steifigkeit und Genauigkeit. Durch das Werkzeugrückhaltesystem wird ein Auszug des Schneideinsatzes während der Bearbeitung verhindert.

Das Kühlsystem

Der KenTIP FS verfügt nicht, wie die meisten modularen Bohrer, nur über zwei Kühlmittelauslässe, sondern ist mit vier Kühlmittelkanälen ausgestattet: zwei an der Spitze und zwei in der Spannut unmittelbar unterhalb des Schneideinsatzes. Diese Mehrfachkühlung ermöglicht einen höheren Kühlmitteldurchsatz. „Dadurch wird die Bildung von Spänenestern verhindert und die Wärmeabfuhr verbessert, die Lebensdauer des Werkzeugs verlängert sich und die Bohrungsqualität steigt", betont Schmitt und er ergänzt: „Durch die Mehrfachkühlung kann die Kühlmittelzufuhr immer genau auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden. Bei der Bearbeitung rostfreier Stähle kommt es zum Beispiel immer wieder zu Aufbauschneidenbildung und Kantenausbrüchen. Bei Gusseisen müssen sehr hohe Spanvolumina abtransportiert werden. Schneideinsätze mit HPL- und HPC-Stirngeometrie haben daher innenliegende Kühlkanäle mit Austritt an der Spitze. Dadurch wird das Kühlmittel besser in die kritischen Bereiche geführt und die genannten Probleme treten gar nicht erst auf. Bei Stahl dagegen empfiehlt es sich, die Kühlmittelzufuhr auf den Spanraum zu beschränken und dadurch die entstehende Hitze gezielt aus der Kontaktzone zwischen den Spänen und dem Spanraum abzuleiten. Daher haben wir bei den Schneideinsätzen mit HPG-Stirngeometrie auf Kühlkanäle an der Spitze verzichtet, um die Lebensdauer der Schneideinsätze zu verlängern und den Spanbruch zu verbessern. Darüber hinaus wird auf diese Weise eine Aufbauschneidenbildung verhindert, der Schneideinsatz wird steifer, was wiederum die möglichen Vorschubraten bei der spanenden Bearbeitung von Stahl erhöht.“

KenTIP FS ist erhältlich mit einem Durchmesser von 6 bis 26 mm. Er ist einfach einzusetzen, liefert eine gute Bohrungsqualität und ist so stabil, dass er bei vielen Werkstoffen eine Alternative zu Vollhartmetallbohrern darstellt.

Geometrien und Hartmetallsorten

Der Schneideinsatz mit HPG-Stirngeometrie ist in einer neuen, hoch widerstandsfähigen Hartmetallsorte erhältlich: der KCP15A, die speziell für die Stahlbearbeitung entwickelt wurde. „Durch die neu entwickelten Spitzengeometrien und die selbstzentrierende Schneiden ist selbst bei hohen Vorschubraten eine höhere Positioniergenauigkeit als bei anderen Bohrern dieser Klasse gegeben. Zudem ist die Geradheit der Bohrung ausgezeichnet“, betont der Produktmanager. Die Ecken des Hartmetalleinsatzes sind mit kleinen Fasen ausgestattet, um Ausbrüche zu verhindern. Auch die Seitenbereiche wurden entsprechend verstärkt. Damit eignet sich die HPG-Stirngeometrie für Querbohrungen und schräge Austrittsflächen, wie sie bei Hydraulikkomponenten gefordert sind, und für die Bearbeitung der gestapelten Platten, die in der Produktion von Wärmetauschern zum Einsatz kommen.

In der Luftfahrtindustrie sind rostfreie Stähle und hochwarmfeste Legierungen weit verbreitet. Bislang bot Kennametal hier die HPL-Stirngeometrie mit Ausspitzung an. Bei der Bearbeitung von Werkstofflegierungen für die Luftfahrt und die Medizintechnik werden diese Geometrien gern verwendet, da auf diese Weise lange Späne gebrochen und die Schnittkräfte reduziert werden können. Ebenso wie die HPG-Stirngeometrie ist auch diese Geometrie in einer neuen Sorte verfügbar, der KCMS15. Hierbei handelt es sich um eine widerstandsfähige, feinkörnige Hartmetallsorte mit einer antiadhäsiv wirkenden Beschichtung aus AlTiN, die die Werkzeuglebensdauer verlängert. Automobilhersteller setzen in großem Umfang Gusseisenwerkstoffe ein. Hierfür verfügt die neue HPC-Stirngeometrie für die Bearbeitung von Gusseisen, Sphäroguss und CGI über vier Führungsfasen und Eckenradien, durch die bei diesen Werkstoffen üblicherweise vorkommenden Ausbrüche und Risse verhindert werden. Eine spezielle Ausspitzung, über die die Späne schnell beseitigt werden, sowie stirnseitige Kühlmittelaustritte vervollständigen das Design.

Alle drei Schneideinsätze sind zur Verlängerung der Lebensdauer mit 143°-Spitzenwinkel und speziell präparierten, polierten oder gehonten Kanten versehen.

Neue Schnittstelle überzeugt

Das eigentlich Besondere der KenTIP FS-Serie ist die völlig neu konstruierte Schnittstelle. KenTIP FS kann ebenso sicher geklemmt werden wie die größeren KSEM und KSEM Plus-Bohrer, überzeugt darüber hinaus aber durch einen Schnellwechselmechanismus, wie ihn die Nutzer des Vorgängers KenTIP bereits zu schätzen gelernt haben. „Alles, was der Nutzer tun muss, ist den Klemmhalter durch einen Druckluftstoß zu reinigen, den Schneideinsatz einzusetzen, leicht zu drehen und mit dem mitgelieferten Schlüssel zu sichern", so Schmitt.

Der KenTIP FS verfügt über eine patentierte Schnittstelle, die Steifigkeit und Präzision bietet. Durch den konischen Klemm- und Zentriermechanismus wird verhindert, dass der Schneideinsatz verrutschen kann und durch die große Auflagefläche hält der Bohrer auch sehr hohen Torsionsbelastungen stand, ohne dass sich die Werkzeugaufnahme verbiegen würde. Da der Schneideinsatz aus Hartmetall keine Montageschraube benötigt, gibt es auch keine Teile, die durch Späne oder den Werkstückkontakt beschädigt werden könnten.

Zusammenfassung

„Im Gegensatz zu vielen anderen Werkzeugen aus Vollhartmetall sowie vielen, modularen Bohrern müssen die KenTIP FS Schneideinsätze nicht nachgeschliffen werden“, hebt Schmitt die Nachhaltigkeit von KenTIP FS hervor. „Die Schneideinsätze können so lange eingesetzt werden, bis sie verschlissen sind. Dann können sie einfach gegen neue ausgetauscht werden.“ Die verschlissenen Schneideinsätze werden vom Kennametal-Recycling-Service zurückgenommen.

„Es ist unglaublich, wie steif und stabil die die Schnittstelle beim KenTIP FS ist. Durch die neuartige Konstruktion ist der Bohrer viel hitzebeständiger und belastbarer als modulare Wettbewerbsbohrer. Hinzu kommt dass die Schneideinsätze den Grundträger komplett mit Hartmetall abdecken und schützten. Hartmetall eben genau dort wo es drauf ankommt“, unterstreicht Schmitt und fügt abschließend hinzu: „Natürlich wird es immer Anwendungen geben, bei denen ausschließlich ein Vollhartmetallbohrer in Frage kommt. Aber bei einer Vielzahl von Anwendungen im mittleren Toleranz- und Durchmesserbereich sowie bei vielen Werkstoffen erzielt unser neues Bohrsystems außergewöhnlich gute Ergebnisse.“