Die HPC Fräse, welche als Fertigungsverfahren auch Hochleistungszerspanung genannt wird, hat die Abtragung von möglichst viel Material in kürzester Zeit zum Ziel. Das Verfahren wird innerhalb des Werkzeug- und Formenbaus vorrangig zum Schruppen genutzt. Hergestellt werden grundsätzlich Formen und Werkstücke aus hochfesten Stählen. Diese Werkzeuge stellen durch ihre Zusammensetzung erhöhte Anforderungen an die verwendete Fräsmaschine. Dem HPC Schruppen entspringt ein deutlich größeres Zeitspanvolumen pro Minute, als es beim herkömmlichen Fräsen aufkommen würde. Um das zu ermöglichen, arbeitet man vor allem mit hoher Geschwindigkeit beim Schneiden, großen Vorschüben pro Zahn und tiefen Schnitten. Hohe Geschwindigkeit kann nur durch genau so hohe Umdrehungsfrequenzen und eine entsprechende Leistung der Fräsmaschine erzielt werden. Auch ein großes Drehmoment muss von der Werkzeugspindel aufgebracht werden, woraus sich folgendermaßen eine hohe Spindelleistung entwickelt. Je nach Zerspansituation arbeiten die verwendeten Schaft- und Torusfräser auf ihrer gesamten Länge und können vollständig im Materialeingriff sein. Dadurch wird die Hochleistungszerspanung am Umfang entlastet und der Verschleiß nimmt wegen kürzerer Fräswege ab. Als Werkzeugschneidstoff setzt man vor allem auf Hartmetall. So lässt sich zusammenfassend sagen, dass sich HPC Fräsen durch hohes Zeitspanvolumen, sowie Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten auszeichnen. Nach wie vor bleibt das “High Performance Cutting” das wichtigste Fertigungsverfahren zur Herstellung und Formung von Platten und Blöcken. Daran sollen sich nun die konkreten Vorteile in der Praxis anschließen.
Vorteile in der Stahlbearbeitung mit HPC Fräsen
Aus den vorgestellten Eigenschaften ergeben sich wichtige Vorteile für die Hochleistungszerspanung gegenüber anderen Bearbeitungsverfahren. Zuerst profitiert der Nutzer von kürzeren Bearbeitungszeiten, da das Schruppen in seiner Materialmenge auf Zeit gemessen möglichst effizient arbeitet. Gleichzeitig verfügen die eingesetzten Fräswerkzeuge über größere Standzeiten. Auch die Spanbildung ist im Einsatz von HPC Fräsen verbessert. Die entstehende Wärme während des Vorgangs kann optimal und zuverlässig über die Späne abgeleitet werden. Letztlich können besonders Schaftfräser mit ungleicher Spirale und Zahnteilung die Vibrationen in der Nutzung von HPC Fräsen vermeiden. In der Praxis werden die Vorteile der Hochleistungszerspanung oft im Gleichklang mit den positiven Eigenschaften der HSC Fräse verwendet. Das passiert zum Beispiel beim CNC-Fräsen von hochfesten Werkzeugstählen, wenn die Durchführung so wirtschaftlich wie möglich erfolgen soll.
Das Zusammenwirken von HPC- und HSC-Fräsmaschinen
Die zwei Frässtrategien werden miteinander kombiniert, um die beste Bearbeitung eines Werkzeugs zu erzielen. Praktisch könnte die Zusammenarbeit folgendermaßen aussehen: HPC Fräse zum Vorschruppen, darauf kann eine Wärmebehandlung des Werkstücks erfolgen und am Schluss schlichtet man mit der HSC Fräse. Der Vorgang des Schruppens trägt Material ab und das Schlichten stellt schließlich die formgebende Oberfläche des Werkzeugs her. Dabei wird auf höchste Qualität und Maßhaltigkeit geachtet. Beide Fertigungsverfahren verrichten ihre Arbeit im Gegensatz zum traditionellen CNC Fräsen mit höheren Vorschüben und Schnittgeschwindigkeiten. So erfolgen die Übergänge zwischen den einzelnen Verfahren fließend, doch sind die HSC-Fräsmaschinen trotzdem eher auf Präzision ausgelegt. Nur in Grenzen ist die Herstellung von filigranen Strukturen innerhalb des Schruppens mit der HPC Fräse umsetzbar. Die Spindeln des HSC-Fräsverfahrens sind auf Laufruhe und hohe Drehzahlen ausgerichtet, wogegen die Hochleistungszerspanung auf hohe Spindelleistung und ebenso hohes Drehmoment setzt. Doch der Einsatz von Maschinen mit simultan verlaufenden Achsen ist beiden Bearbeitungsarten identisch. So kann die Herstellung von komplexen Geometrien und Konturen relativ einfach glücken.