Diamantverzahnte Fräser, warum die Geometrie bei Verbundwerkstoffen zählt

Wer CFK, GFK oder FR4 mit einem HSS-Werkzeug bearbeitet, sieht das Ergebnis nach wenigen Minuten: Die Schneidkante ist stumpf, die Kanten ausgerissen. Vollhartmetall widersteht dem abrasiven Angriff der Fasern länger, weil VHM eine Härte von ca. 1.600 HV erreicht gegenüber 800 bis 900 HV bei HSS. Trotzdem greift die Geometrie entscheidend: Auch eine VHM-Schneide reißt Fasern aus der Matrix, wenn der Schnittwinkel falsch ist.

Das Kreuzhieb-Prinzip: Axiale Kräfte gegeneinander

Die Diamantverzahnung, technisch ein Kreuzhieb, besteht aus gegenläufig angeordneten Schneidreihen. Links- und rechtsschneidende Kanten greifen das Material abwechselnd an. Die resultierenden axialen Kräfte wirken in entgegengesetzte Richtungen und heben sich nahezu auf. Die Faser wird von beiden Seiten gleichzeitig getrennt statt von einer Seite herausgehebelt. Das Ergebnis: keine Schichtabhebung, keine Ausfransen, kein Nacharbeiten an der Kante.

Weil die Verzahnung das Material in sehr kleine Partikel zerspant statt in lange Späne, setzt sich die Nut auch bei trockenem Fräsen ohne Kühlung nicht zu. Das ist bei FR4 und HPL relevant, wo Kühlmittel das Basismaterial angreifen kann.

Bearbeitbare Materialien:

• CFK (Kohlefaser): Die abrasiven Carbonfasern schleifen unbeschichtete Schneidkanten schnell stumpf. Die Kreuhhieb-Geometrie verteilt den Abrieb auf viele kleine Schneiden statt auf wenige große. das streckt die Standzeit messbar.
  
• GFK (Glasfaser): Glasfasern brechen beim falschen Schnittwinkel aus der Matrix heraus. Die gegenläufigen Schneidreihen klemmen die Faser vor dem Trennen ein und verhindern den Ausbruch.
  
• FR4 & Leiterplatten: Der Fischschwanz-Anschliff erlaubt direktes Eintauchen ohne Vorbohrung. Feinstaubzerspanung hält die Nut frei, auch bei engen Leiterbahnen und dünnen Kupferlagen.
  
• HPL & Trespa: Harte Schichtstoffe reagieren auf Spiralwerkzeuge mit Kantenausbrüchen an der Deckschicht. Die neutrale Kraftverteilung der Kreuhhieb-Geometrie hält die Oberfläche geschlossen.
  
• Graphit: Sprödes Material das bei falscher Geometrie bricht statt zerspant wird. Die vielen kleinen Einzelschneiden tragen kontrolliert ab ohne das Gefüge aufzureißen. 

In GFK und CFK verliert eine unbeschichtete VHM-Schneide nach 20 bis 40 Laufmetern messbar an Schärfe, abhängig von Zustellung und Vorschub. HSS wäre an derselben Stelle bereits nach 5 bis 10 Metern unbrauchbar. Für Prototypen, gelegentliche Bearbeitung und Leiterplatten-Fräsen ist das ausreichend. Ab einer Fertigungsfrequenz von 50 bis 80 Laufmetern pro Woche verschiebt sich die Wirtschaftlichkeit: Eine CVD-Beschichtung auf dem Diamantverzahnt Fräser verlängert den Verschleißpunkt auf 150 bis 300 Laufmeter und reduziert die Werkzeugwechselfrequenz messbar. .