13.10.26 – Drahtziehen / Ziehsteine
Eine Revolution in der PCD-Werkzeugproduktionstechnologie
Die traditionelle PKD-Formenfertigungstechnologie basiert auf einer sequenziellen Kombination aus Laserbearbeitung (Nano- oder Pikosekundenlaser) oder Funkenerosion (EDM) (wodurch der Diamant abgetragen und Kobalt aus dem Bindemittel selektiv entfernt wird) und mehrstufigem Ultraschall- oder Drahtpolieren, das sich nur schwer vollständig automatisieren lässt.
Diese Verfahren sind anfällig für Verschleißfehler am Formwerkzeug (Nadel), die zu unkontrollierten Abweichungen des Arbeitskegelwinkels und zur Abrundung der Übergangszone zwischen Arbeitskegel und Kalibrierteil führen.
Aufbauend auf seinen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten (Patent angemeldet) nutzte Nota die mehrachsige Femtosekundenlaserbearbeitung mit einer Wellenlänge, die so gewählt wurde, dass die vollständige 3D-Formgeometrie in einem einzigen Aufspannvorgang mit einer sehr hohen Oberflächenqualität erzeugt werden konnte, die keiner weiteren Nachbearbeitung bedarf. Durch die Vermeidung von mechanischem Kontakt wird eine perfekt scharfe, reproduzierbare Geometrie der Kalibrierzone und eine präzise Konzentrizität aller Formzonen gewährleistet. Dies minimiert die Scherspannungen im Draht während des Ziehens bei hohen linearen Geschwindigkeiten.
Bei der Femtosekundenlaserbearbeitung findet keine Graphitisierung des Diamanten statt, das heißt keine Umwandlung der harten Diamantphase in weichen Graphit.
Alle mit diesem Verfahren hergestellten Ziehsteine mit einem bestimmten Durchmesser sind identisch, was insbesondere beim Drahtziehen auf Mehrdrahtziehmaschinen von Vorteil ist. Der Einsatz von so hergestellten PKD-Ziehsteinen beim Nassziehen, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, führt zu direkten, messbaren technologischen und wirtschaftlichen Vorteilen.
Verbesserte Drahtoberflächenqualität für den EV-Sektor – gleichmäßige, fehlerfreie Oberflächenstruktur des Ausgangsdrahts. Längere Werkzeugstandzeit (reduzierte Ausfallzeiten).
Der Übergang zu einer vollständig trockenen, abfallfreien Laserbearbeitung steht im Einklang mit der Strategie der umweltfreundlichen Fertigung und reduziert den CO2-Fußabdruck sowie den Chemikalienverbrauch während der Werkzeugherstellungsphase drastisch.
Die Autoren des Beitrags sind Stanislaw Szymczyk und Karol Szymczyk.
Nota Zaklad Mechaniki Precyzyjnej
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