Kritische Materialien optimal trennen

Auf dieser Seite tragen wir alles wissenswerte über die Technik in den Anwendungen von Sägeblättern zusammen.

Einleitung

Immer wieder tauchen in der Praxis Materialien und Materialkombinationen auf, die nicht ohne weiteres mit Standardkreissägeblättern getrennt oder bearbeitet werden können. Wichtig zu beleuchten sind hier mehrere Faktoren. Zum Einen das Werkstück, mit seinen Abmessungen und Werkstoffeigenschaften.
Des Weiteren das Werkzeug mit seinen Abmessungen, seiner Geometrie, wie z.B. Durchmesser, Stammblattdicke, Zähnezahl, Schnittbreite, Spanwinkel, Freiwinkel ggf. Sonderzahnformen mit Schutzfase, Spanteiler, Hohlzahn oder Gruppenzahnformen. Letztlich die maschinenseitige Situation, welche Maschine mit welcher Arbeitsweise steht mir zur Verfügung um die gestellte Aufgabe zu bewältigen. Daraus resultieren die Einsatzparameter, die zerspanungstechnisch einmal günstig und einmal sehr ungünstig ausfallen können. Ziel ist immer die optimale Lösung zu erreichen, im Hinblick zum Einen auf die Schnittqualität und zum Anderen auf die Standzeit (Wirtschaftlichkeit). Wir wollen hier einige „speziellere Werkstoffe“etwas genauer unter die Lupe nehmen:

• PP Vollmaterial in Plattenform, Dicke 40 mm.
• Faserzementplatte (Eternit), 8mm.
• Verbundplatte (Alucobond/Dibond)
• Melaminharzgetränktes Papier, als Platte mit dekorativem Overlay (Trespa) 6mm
• PMMA Platte (Plexiglas) 20 mm
• Aluminium Vollmaterial in Plattenform, Dicke: ab 40 mm mit Edelstahlfolie belegte HPL Schicht, beidseitig auf Spanplatte geleimt(Homapal)
• Papierbelegte Schaumstoffplatte (Kapa) 12 mm
• Gehrungsschnitte KFP latte, HPL belegte Platte etc.10-60 mm

Polypropylen

Polypropylen ist ein sehr thermoplastisches Material, das heißt, das PP schmilzt sehr schnell auf bei Wärmeeinwirkung. Aus diesem Grund muss man bei der Zerspanung Einsatzbedingungen schaffen, die möglichst wenig Temperatur erzeugen.

Werkzeug:

Erreichen kann man dies bei der Auswahl des Werkzeuges durch den Einsatz eines Sägeblattes mit sehr wenig Zähnen, wie die Type GUHDO 2005LF. Dieses Sägeblatt zeichnet sich besonders durch einen großen Spanwinkel, einer Bogenzahnform mit riesigem Spanraum und durch Dehnungsschlitze mit einer sehr großen Abschlussbohrung aus.

Maschine:

Vorzugsweise sollte auf liegenden Plattensägemaschinen oder Formatkreissägemaschinen gearbeitet werden. Um Reibung weitestgehend zu minimieren, sollte der Zahnüberstand möglichst groß gewählt werden, damit der Eingriffsbogen des Zahnes im Material möglichst klein wird. Durch Herunterregeln der Drehzahl kann man weiterhin die Entstehung von Wärme verringern. Wennj etzt die Vorschubgeschwindigkeit soweit erhöht wird, bis die Schnittqualität schlechter wird und dann wieder etwas abgesenkt wird, bis ein zufriedenstellendes Ergebnis entsteht, dann bekommt man so ziemlich die maximale Standzeit des eingesetzten Werkzeugs.
Durch den Einsatz einer Minimalmengenschmierung kann der Arbeitsgang noch weiter verbessert werden, Drehzahl und Vorschub können weiter angehoben werden.

Materialbeispiel

Faserzementplatte (Eternit)

Faserzementplatten sind sehr hart und abrasiv, also verschleißen ein Werkzeug relativ schnell. Um möglichst lange Standwege zu erreichen, sollten einige Einstellparameter berücksichtigt werden, vorausgesetzt, die technischen Möglichkeiten sind gegeben.

Werkzeug:

Es sollte ein Sägeblatt mit besonders verschleißfester, feinstkörniger Hartmetallsorte eingesetzt werden. Die Zahngeometrie sollte sehr kompakt sein (Zahnform: Trapez–Flach), weiterhin sollte ein positiver Spanwinkel eingesetzt werden, wie die Type GUHDO 2139TF, um die aufzuwendenden Vorschubkräfte zu minimieren.

Maschine:

Maschinen mit Handvorschub z.B. Handkreissägemaschinen oder stehende Plattensägen sind nicht gut geeignet, da eine sehr wichtige Voraussetzung für lange Standwege die Vorschubgeschwindigkeit ist. Hervorragend geeignet zum Formatieren von Faserzementplatten sind liegende Plattensägen mit stufenlos einstellbarer Vorschubgeschwindigkeit und Drehzahl. Vorschubgeschwindigkeiten von 70-100m /min sind ohne weiteres möglich und verlängern die Standwege extrem. Wenn mit einer Handkreissäge eine Vorschubgeschwindigkeit von 1,5m/min erreicht wird und im Verhältnis dazu die Vorschubgeschwindigkei tauf einer liegenden Plattensägebei 100m/min. liegt, dann kann man mit dem Kreissägeblatt der liegenden Plattensäge ~ 67 mal länger
schneiden als mit dem gleichen Sägeblatt welches man auf der Handkreissäge einsetzt. Das heißt, wenn man davon ausgeht dass ein Sägeblatt ~ 20 mal nachgeschärft werden kann, dann muss der Besitzer der Handkreissäge 4 Kreissägeblätter kaufen und 64 Nachschärfungen bezahlen, und hat genauso viele Laufmeter geschnitten wieder Besitzer der liegenden Plattensäge mit einer Standzeit eines Sägeblattes.
Die Standzeit des Sägeblattes ist aber nicht allein abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit. So kann man die Standzeit weiter verbessern, in dem man den Zahnüberstand des Sägeblattes möglichst groß wählt. Der Weg des Zahnes durch das Material wird hierdurch kürzer.

Materialbeispiel

Aluminium Verbundplatte (Alucobond/Dibond)

Aluminiumbeschichtete Kunststoffplatten neigen dazu, auf der Zahnaustrittseite einen Grat zu bilden, dieses Phänomen variiert von Hersteller zu Hersteller und von Beschichtung zu Beschichtung.

Werkzeug:

Durch den Einsatz von Sägeblättern mit hohlgeschliffener Zahnbrust, die bedingt durch die Hohlzahnform einen Achswinkel aufweisen, können hier nahezu gratfreie Schnitte erzeugt werden. Bei spröder Außenbeschichtung ist die Zahnform Trapezzahn, in Verbindung mit der Hohlzahnform mit Abstand die beste Wahl, wie die Type GUHDO 2141KTH.

Maschine:

An die Maschine sind hier keine besonderen Anforderungen gestellt, hier gelten aber aus Standwegsicht die gleichen Einsatzbedingungen, die für alle Werkstoffe gelten (Möglichst hoher Vorschub und Zahnüberstand, bei akzeptabler Schnittkantenqualität).

Materialbeispiel

Melaminharzgetränktes Papier, als Platte verpresst mit dekorativem Overlay (Trespa) 6mm

Dieses Material ist sehr hart, spröde und abrasiv und die dekorative Oberschicht neigt auf der Zahnaustrittseite zu Ausbrüchen.

Werkzeug:

Sollte man nicht die Möglichkeit haben mit einem Vorritzsägeblatt zu arbeiten, ist ein Achswinkel unbedingt erforderlich, wenn man auch eine saubere Zahnaustrittseite erhalten möchte. Besonders geeignet ist die Zahnform Trapez-Hohl wie bei der Type GUHDO 2141KTH. Dadurch, dass es sich um eine sehr spröde Beschichtung handelt, sollte hier keine scharfkantige Schneidenecke, sondern eine prismenförmige Schneidenecke zum Einsatz kommen. Der Eingriff des Zahnes erfolgt in diesem Fall ziehend, sodass einer Mikrorissbildung in der Oberfläche vorgebeugt wird.
Sollte ein Vorritzaggregat zur Verfügungstehen, empfehlen wir den Einsatz einer Sägeblattkombination: Hauptsägeblatt Zahnform Trapez, GUHDO Type 2053TPV, Ritzsägeblatt einteilig und in der Schnittbreite abgestimmt auf das Hauptsägeblatt, Zahnform Flach, GUHDO Type 2055RS. In Kombination, als Set: Type GUHDO 2101VPS für vertikale Plattensägen.

Maschine:

Hier, wie bereits oben beschrieben gelten die allgemein gültigen Gesetzmäßigkeiten für die Zerspanung aus Sicht der optimalen Standwege, es sollte eine Maschine ausgewählt werden, die einen möglichst großen Vorschub zulässt und möglichst in der Drehzahl variabel ist. Bestens geeignet sind hier liegende Plattensägemaschinen.

Materialbeispiel

PMMA Plexiglas

Das Material hat für die Bearbeitung zwei negative Eigenschaften, zum Einen ist das Material spröde, sodass es dazu neigt schnell auszubrechen. Andererseits ist es auch thermoplastisch, das heißt, es fängt an aufzuschmelzen, hier bei entsteht eine partiell weiße Schnittkante.

Werkzeug:

Um eine Riefenbildung in der Schmalfläche zu minimieren, sollte eine Zahnform gewählt werden, die an der Flanke eine Fase aufweist wie Type GUHDO 2030KFD, dadurch arbeitet im Grunde ein Prisma mit ziehendem Schnitt und das führt zu einem homogenen Schnittbild. Um Ausbrüchen entgegenzuwirken, sollte möglichst ein großer Sägeblattdurchmesser gewählt werden, denn der Zahnüberstand sollte nicht zu klein sein, damit es auf der Zahneintrittseite nicht zu Ausbrüchen kommt. Durch den großen Sägeblattdurchmesser ist der Austrittswinkel des Zahnes bei relativ großen Zahnüberstand immer noch günstig. Um jetzt das Aufschmelzen zu verhindern, muss gekühlt werden. Durch den Einsatz eines Minimalmengen Schmiergerätes, wird durch Pressluft und durch Verdunstung von z.B. einem leicht flüchtigen Schmierstoff die Schnittkante soweit heruntergekühlt, dass eine Weißbildung verhindert wird.

Maschine:

Es sollte eine Maschine eingesetzt werden, die mit einem Minimalmengen Schmiergerät aus gerüstet ist, sei es eine Formatkreissäge oder eine liegende Plattensäge mit Druckbalken. Ein gleichmäßiger Vorschub verbessert das Schnittergebnis.

Materialbeispiel

Aluminium Vollmaterial als Plattenwerkstoff ab 40 mm Dicke

Aluminium ist sehr homogen und lässt sich grundsätzlich relativ einfach schneiden.

Werkzeug:

Da wir uns hier mit relativ dickem Material beschäftigen, muss die Zähnezahl des Sägeblattes drastisch reduziert werden. Ein großer Spanwinkel, ein großer Spanraum und eine Bogenzahnform sind hier von Vorteil, wie Type GUHDO 2005LF. Zusätzlich sollten jedoch Spanteilernuten eingeschliffen werden, damit der Span in der Schnittfuge zusammenklappt und nicht in der ganzen Breite an dem Werkstück reibt. Um den Aufbau von Aluminium am Sägezahn und an den Schmalflächen zu verhindern sollte auch hier mit einer Minimalmengen-Schmierung gearbeitet werden.

Maschine:

Es geht hier nur um eine Plattenbearbeitung, die auf Formatkreissägemaschinen oder liegenden Plattensägen durchgeführt werden sollte,eine Minimalmengen Schmierung ist dabei sehr wünschenswert.

Materialbeispiel

Mit Edelstahlfolie belegte HPL Schicht, beidseitig auf Spanplatte geleimt (Homapal)

Es handelt sich hier um einen sehr kritischen Anwendungsfall, bei dem man auf jeden Fall Kompromisse eingehen muss.
Zum Schneiden von Edelstahl sollten Schnittgeschwindigkeiten von 95m/min(1,58m/sec.) nicht überschritten werden. Zum Schneiden der Spanplatte als Trägermaterial wird aber mit Schnittgeschwindigkeiten von 60-100m/sec. gearbeitet.

Werkzeug:

Da die Beschichtung auf der Plattenunterseite aufbördeln würde, wenn man nur mit einem Hauptsägeblatt arbeiten würde, sollte man ein Vorritzsägeblatt einsetzen. Es sollte aber kein zweiteiliger oder konischer Ritzer, sondern ein einteiliges Ritzsägeblatt wie Type GUHDO 2155.120.22 eingesetzt werden. Hier ist wichtig, dass das Sägeblatt auch sehr weit herausgestellt werden muss, damit der Edelstahl möglichst in einem steilen Winkel durchtrennt wird.
Zahnüberstand ca.12 – 15 mm, wenn möglich. Eventuell muss die Grundeinstellung des Ritzsägeblattes hierfür verändert werden.
Als Hauptsägeblatt sollte ein Wechselzahnsägeblatt wie die Type GUHDO 2123.350.31 (scharfe Schneidenecke, um den zähen Edelstahl sauber abscheren zu können) mit einem recht großen Durchmesser verwendet werden, damit der Schneidenüberstand extrem groß gewählt werden kann, also maximalen Schneidenüberstand einstellen.
Es wurden Standzeiten beim Ritzsägeblatt von ca. 60 m und beim Hauptsägeblatt von ca. 30 m erreicht. Sinnvoll ist also ein Set mit zwei Hauptsägeblättern und einem Ritzsägeblatt.

Maschine:

Formatkreissäge mit Vorritzer oder liegende Plattensäge

Materialbeispiel

Papierbelegte Schaumstoffplatte (Kapa) 12 mm

Das Material wird für Plakate, Displays, Modellbau und Präsentationen verwendet und hat eine zähe Papierbeschichtung und eine thermoplastische Mittelschicht.

Werkzeug:

Aufgrund der zähen Oberbeschichtung muss das Werkzeug mit extrem scharfen Schneiden geschnitten werden (großer Eckwinkel), damit das Papier sauber abgetrennt werden kann. Bestens geeignet ist das Sägeblatt der Type GUHDO 2195HC und für Paketschnitte oder für dickere Materialien die Type GUHDO 2196HCL. Dieses Material wir daber üblicherweise auch mit Rasierklingen oder Cuttermessern mit einem Lineal geschnitten.

Maschine:

Das Material kann mit vielen verschiedenen Maschinen gut geschnitten werden, Handkreissäge, stehende Plattensäge, Formatkreissäge und liegende Plattensäge

Materialbeispiel

Gehrungsschnitte in kunststoffbeschichteten Platten

Bei Gehrungsschnitten an Plattenwerkstoffen, die mit einer Spröden Beschichtung versehen sind, wie z.B. KFP latten oder HPL belegte Platten, spielt der Eintrittswinkel und der Austrittswinkel eine ganz erhebliche Rolle, wenn man die perfekte Schnittqualität erzielen möchte.
Das GUHDO Excalibur Sägeblatt 2138HDFFN erfüllt hier alle Anforderungen an das Sägeblatt, zusätzlich verfügt dieses Sägeblatt aufgrund der Schneidengeometrie eine um 30% erhöhte Zähnezahl, im Verhältnis zu normalen Hohlzahnsägeblättern, die die Schnittqualität zusätzlich deutlich verbessern.

Materialbeispiel