Grundlagenwissen PKD-Werkzeuge: Definition und Anwendung

PKD-Werkzeuge kommen häufig zur Anwendung, wenn Werkstoffe schwer zerspanbar oder abrasiv sind. Ihre Eigenschaften machen sie beliebt in wichtigen Branchen.

Was versteht man unter PKD?

Die Abkürzung PKD steht für polykristalliner Diamant. Ein synthetisch hergestellter Diamantwerkstoff, der aus vielen kleinen Kristallen besteht.

Diese Materialzusammensetzung verleiht PKD eine außergewöhnliche Härte. Der Härtewert beträgt etwa 8000 HV. Das ähnelt einem echten Diamanten (10.000 HV).

Wie wird PKD hergestellt?

1. Auswahl der Diamanten
Die Produktion beginnt mit der Auswahl von kleinen synthetischen Diamantpartikeln. Die Partikelgröße- und -form sind entscheidend für die spätere Qualität des PKD.

2. Mischen
Die Diamantpartikel werden mit einem Bindemittel kombiniert, das als Katalysator wirkt und die Sinterung unterstützt. Dieses Bindemittel hält die Partikel zusammen und erleichtert die spätere Umwandlung in einen festen Block.

3. Pressen
Das Gemisch aus Diamantpartikeln und Bindemittel wird in eine Pressform eingefüllt. Das Gemisch wird dann bei hohen Temperaturen und starkem Druck in einer speziellen Presse verdichtet. So entsteht ein polykristalliner Diamant.

4. Schneiden und Formen
Nach dem Verdichtungsprozess wird der Rohling präzise geschnitten. Dann wird er in die gewünschte Werkzeugform gebracht. Dies geschieht oft durch Funkenerosion oder Laserbearbeitung.

5. Verbindung mit Substrat
Der geformte polykristalline Diamant wird fest mit einem Hartmetall-Substrat verbunden. Das sorgt für Stabilität und Leistung des Endwerkzeugs.

6. Endbearbeitung
Am Ende wird das Werkzeug geschärft und poliert. So erhält es die richtigen Schnittkanten und Oberflächen für seinen Einsatz.

Welche Eigenschaften hat PKD?

Härte und Verschleißfestigkeit: Der Werkstoff ist extrem hart. Diese Eigenschaft macht ihn äußerst widerstandsfähig gegen Abrieb und ermöglicht es, selbst die härtesten Materialien zu bearbeiten.

Thermische Leitfähigkeit: PKD bietet eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, die die Wärme schnell von der Schneidkante abführt. Dies reduziert die Gefahr von Wärmestau und erhöhter Werkzeugabnutzung.

Chemische Stabilität: PKD ist chemisch inert und widersteht den meisten aggressiven Substanzen. Das ist besonders wichtig bei der Bearbeitung von NE-Metallen und deren Legierungen, da chemische Reaktionen minimiert werden.

Schneidleistung und Oberflächengüte: Die Schneidkanten von PKD-Werkzeugen sind unglaublich scharf und präzise. Sie erzielen hohe Oberflächenqualitäten bei minimaler Nachbearbeitung. So lassen sich Kosten und Zeit sparen.

Wo werden PKD-Werkzeuge eingesetzt?

In der Automobilbranche kommen PKD-Werkzeuge zum Einsatz. Denn bei der Bearbeitung u. a. von Aluminiumlegierungen ermöglichen sie hohe Schnittgeschwindigkeiten und lange Standzeiten. Das führt zu reduzieren Bearbeitungszeiten- und -kosten. Beispiele sind hier Motorenkomponenten.

Mit dem Vormarsch der Elektromobilität gewinnen PKD-Werkzeuge weiterhin an Bedeutung. Sie sind besonders gut für die Bearbeitung von Leichtbaukomponenten geeignet. Auch die Herstellung von Kupferwicklungen und anderen leitfähigen Materialien profitiert von der Genauigkeit und Haltbarkeit der PKD-Werkzeuge. Weitere Beispiele sind Gehäuse aus Aluminium oder Verbundwerkstoffe für Batterien und Elektromotoren.

Leichtbauwerkstoffe sind bekanntermaßen auch beliebt in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Verbundwerkstoffe (CFK, GFK), Aluminium-Lithium-Legierungen und Titanlegierungen werden daher oft mit PKD-Werkzeugen bearbeitet.

Aufgrund ihrer Härte und Verschleißfestigkeit zerspanen sie effizient und präzise. Das führt zu einer hohen Oberflächengüte und langen Standzeiten. Beispiele sind Flugzeugstrukturen und Turbinenteile.

In der Medizintechnik bearbeiten PKD-Werkzeuge u. a. Titanlegierungen, Kunststoffe und Keramiken. Ihre Härte und Verschleißfestigkeit spielt ihre Stärken insbesondere bei kleinen, komplexen Bauteilgeometrien aus. Beispiele sind Implantate oder medizinische Geräte.

Welche Anbieter von gibt es auf dem Markt?

PKD-Werkzeuge haben viele Werkzeughersteller im Programm.

Anbieter sind u. a. Walter Tools, Mapal, Gühring, Ceratizit, Kennametal oder die Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH.

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