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ReTool 2 - Verfahren zur Regeneration verschlissener Fräswerkzeuge durch Umschleifen

ReTool 2 - Verfahren zur Regeneration verschlissener Fräswerkzeuge durch Umschleifen

© IFW - Marcel Wichmann
Werkzeug-Regenerationsverfahren im Projekt ReTool 2
Leaders:  Marcel Wichmann
Email:  wichmann@ifw.uni-hannover.de
Team:  Sven Friebe
Year:  2018
Date:  05-03-20
Sponsors:  EFRE - Europäischer Fond für regionale Entwicklung
Lifespan:  06/2018-12/2020

Die Herstellung von Vollhartmetall (VHM)-Fräswerkzeugen erfolgt aktuell in zwei Prozessschritten. Im ersten Schritt wird ein VHM-Rohling im benötigten Durchmesser (meist als Stangenmaterial) in einem energieintensiven Prozess gesintert. Die Rohlinge werden entweder vollständig aus den dafür benötigten knappen Rohstoffen, wie Wolfram und Kobalt, hergestellt, oder es erfolgt eine Beimengung von chemisch aufwendig recyceltem Hartmetall. Der Abbau der Rohstoffe ist sehr energieintensiv und ökologisch ineffizient. Bisherige Untersuchungen zeigen, dass mehr als 50 % der Gesamtenergie für die Herstellung von VHM-Fräswerkzeugen auf die Herstellung der VHM-Rohlinge entfallen.

Die Anforderungen an Hartmetallwerkzeuge zur Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe wie beispielsweise Titanlegierungen sind besonders hoch. Die Werkzeuge unterliegen bei der Bearbeitung dieser Werkstoffe einem hohen Verschleiß. Je nach Werkzeuggeometrie können die Funktionsflächen einige Male nachgeschliffen werden. Ist diese Möglichkeit aufgrund gestaltspezifischer Restriktionen ausgeschöpft, so ist das Werkzeug in seiner ursprünglichen Geometrie nicht mehr verwendbar und muss entsorgt werden. Bisherige Recyclingansätze gehen einen energie- und kostenintensiven Weg: Der Schrott wird zerkleinert und gemischt, neu gesintert, ein neues Werkzeug wird geschliffen. Vor dem Hintergrund steigernder Rohstoffkosten stellt die Nutzung von Schrottwerkzeugen als Rohlinge zur Herstellung neuer Hartmetallwerkzeuge eine vielversprechende Alternative dar.

Das Hauptziel des beantragten Vorhabens ist die Entwicklung eines industrietauglichen Verfahrens zur Regeneration von Vollhartmetall-Zerspanwerkzeugen. Durch das Verfahren soll ein ökologisch und ökonomisch effizienterer Herstellungsprozess entwickelt werden. Dieser beruht auf einer direkten Wiederverwendung verschlissener Fräswerkzeuge, die nicht mehr nachgeschliffen werden können, als Rohlinge für Neuwerkzeuge kleineren Durchmessers. Grundlage ist dabei ein Technologietransfer der im Projekt „Re-Tool“ erforschten Methoden in Kombination mit Anpassungen und Erweiterungen im Hinblick auf die bei der Firma Wulf Schleiftechnik vorhandenen Randbedingungen. Dieses Verfahren soll zum Projektende in den betrieblichen Ablauf bei der Firma Wulf eingebunden sein.

Erstmals wird unter der Berücksichtigung des zur Regeneration eingesetzten Schleifprozesses eine ökologische- und ökonomische Verfahrensbewertung, sowie eine Bewertung des Einsatzverhaltens der umgeschliffenen Werkzeuge durchgeführt. Gesamtziel des Projekts ist es, das Werkzeug-Regenerationsverfahren zur Marktreife zu entwickeln, und die Firma Werkzeugservice Wulf e. K. damit zu befähigen, das Regenerieren verschlissener Werkzeuge als Dienstleistung anbieten zu können.