Moderne Faustkeile: Zerspanwerkzeuge aus Gestein

Gesteine als alternativer Schneidstoff

Seltene Rohstoffe wie Wolfram oder Kobalt werden oftmals für die Fertigung moderner, konventioneller Schneidstoffe benötigt. Die begrenzte Verfügbarkeit und der vergleichsweise hohe Energiebedarf der konventionellen Schneidstoffherstellung liefern Gründe, ökologisch und ökonomisch vorteilhafte Alternativen zu entwickeln. Natürliche Gesteine als Schneidstoff zu verwenden könnte eine solche Alternative darstellen.

© IFW, Universität Hannover

Erste Gesteinswerkzeuge im Praxistest

Das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover erforscht daher die Herstellung und das Einsatzverhalten von Zerspanwerkzeugen aus Gesteinen. In einem Querseitenplanschleifprozess ist es dem Forschungsteam bereits gelungen, Werkzeuge aus verschiedenen Gesteinen zu fertigen. Die Werkzeuge bestehen beispielsweise aus verschiedenen Obsidianen, Quarziten oder Flint. Untersuchungen zum Außenlängsdrehen von Aluminium (EN AW 2007) zeigen, dass die mittleren Prozesskräfte sowie die erzeugten Späne beim Einsatz dieser Gesteinswerkzeuge mit denen eines handelsüblichen Hartmetallwerkzeugs (WC-6Co mit einer TiCN-Schicht, SNMA120408) vergleichbar sind.

© IFW, Universität Hannover

Einsatz bei der Aluminiumzerspanung

Die Gesteinswerkzeuge verschleißen allerdings schneller, worauf die größere Standardabweichung der Kräfte hinweist. Dennoch ist der Einsatz von Gesteinen als alternativer Schneidstoff möglich. Einige Gesteinsarten eignen sich insbesondere für den Einsatz bei der Aluminiumzerspanung. In weiteren Untersuchungen will das IFW den schnellen Verschleißfortschritt und die noch unbekannten Zusammenhänge mit den Prozessstellgrößen wie Schnittgeschwindigkeit oder Vorschub weiter erforschen und auf dieser Grundlage Prozessoptimierungen durchführen.