Werkzeuge aus thermisch stabilem polykristallinem Diamant (PKD) werden aufgrund ihrer hervorragenden Härte, Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturstabilität häufig in anspruchsvollen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Energieausrüstung und Präzisionsfertigung eingesetzt. Um jedoch ihre Leistungsvorteile bei der Langzeitbearbeitung sicherzustellen, muss ein wissenschaftlich fundierter Wartungszyklus festgelegt und entsprechende Wartungsmaßnahmen strikt umgesetzt werden. Der Wartungszyklus ist nicht festgelegt, sondern sollte Faktoren wie Bearbeitungsmaterial, Arbeitsintensität, Schnittparameter und Umgebungsbedingungen umfassend berücksichtigen, um eine doppelte Garantie für Werkzeugstandzeit und Bearbeitungsqualität zu erreichen.
Im täglichen Einsatz sollte sich die Grundwartung an der Nutzungshäufigkeit und den Bearbeitungschargen orientieren. Für die kontinuierliche Großserienproduktion und Bearbeitung harter, schwer-zu-bearbeitender Materialien wie Aluminiumlegierungen mit hohem-Siliziumgehalt, Hochtemperaturlegierungen oder Verbundwerkstoffen wird empfohlen, jede Schicht oder alle acht Stunden eine Sichtprüfung und Oberflächenreinigung durchzuführen. Konzentrieren Sie sich auf die Entfernung von Spänen, Öl und Kühlmittelrückständen, um zu verhindern, dass sich Partikel in der Schneidkante festsetzen oder chemische Korrosion verursachen. Durch diese hochfrequente Wartung können frühe Verschleißerscheinungen rechtzeitig erkannt und weitere Schäden verhindert werden.
Der Prüfzyklus für geometrische Genauigkeit und Schneidenzustand sollte idealerweise wöchentlich oder nach einer bestimmten Anzahl bearbeiteter Werkstücke eingestellt werden. Verwenden Sie ein Stereomikroskop oder ein Bildmessgerät, um die Schnittkantenkontur und mikroskopische Fehler zu prüfen, und kombinieren Sie dies mit Messungen mit einem Koordinatenmessgerät (CMM), um zu bestätigen, dass kritische Werkzeugabmessungen innerhalb der zulässigen Toleranzen liegen. Bei Hochgeschwindigkeitsfräs- oder intermittierenden Schneidvorgängen, bei denen die Stoßbelastung hoch ist, sollte die Inspektionshäufigkeit entsprechend erhöht werden, möglicherweise auf einmal alle drei bis fünf Tage, um Mikrospäne oder Kerben frühzeitig zu erkennen und die Durchführbarkeit eines Nachschleifens zu beurteilen.
Das Reinigungs- und Lagermanagement sollte vor Arbeitsende in einen festen Tagesablauf integriert werden, mit verstärkten Stichprobenkontrollen bei erheblichen Änderungen der Umgebungsfeuchtigkeit oder -temperatur. Werkzeuge sollten in einer trockenen, lichtgeschützten Umgebung mit konstanter-Temperatur gelagert werden, um eine Feuchtigkeitsaufnahme durch das Substrat oder eine Oxidation der Diamantschicht zu verhindern. Werkzeuge, die längere Zeit nicht verwendet wurden, sollten alle ein bis zwei Monate einer erneuten Sichtprüfung und Rostschutzbehandlung unterzogen werden, um sicherzustellen, dass ihre Leistung bei Wiederverwendung nicht beeinträchtigt wird.
Regelmäßiges Nachschleifen ist ein entscheidender Schritt zur Verlängerung der Werkzeuglebensdauer. Abhängig von der Bearbeitungsbelastung und der Verschleißrate erfolgt das fachgerechte Nachschleifen in der Regel nach der Bearbeitung einer bestimmten Anzahl an Werkstücken oder wenn der Schneidenradius einen festgelegten Grenzwert überschreitet. Das Nachschleifen sollte von erfahrenem Personal durchgeführt werden, das die Korngröße der Schleifscheibe und die Kühlbedingungen kontrollieren muss, um thermische Schäden an der thermischen Stabilitätsschicht zu vermeiden. Nach dem Nachschleifen sollte eine umfassende Inspektion eingeplant werden, um zu bestätigen, dass die Maß- und Positionsgenauigkeit wieder im Standardbereich liegt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Wartungszyklus für PCDs mit thermischer Stabilität dynamisch an unterschiedliche Betriebsbedingungen angepasst werden sollte. Von der täglichen Reinigung und regelmäßigen Inspektionen bis hin zum rechtzeitigen Nachschleifen sind alle Schritte miteinander verbunden und bilden ein geschlossenes{1}Kreislauf-Managementsystem. Dadurch wird eine stabile Werkzeugleistung in hochintensiven Bearbeitungsumgebungen gewährleistet, das Risiko unerwarteter Ausfälle verringert und die optimale Balance zwischen effizienter Produktion und Kostenkontrolle erreicht.
