DE102016121656B3 - Method for producing a component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, wobei das Bauteil wenigstens teilweise aus einem Werkstück (3) mittels wenigstens eines Zerspanwerkzeugs (2) durch spanende Bearbeitung hergestellt wird, wobei während der spanenden Bearbeitung zumindest in der Umgebung der Eingriffsstelle zwischen dem Zerspanwerkzeug (2) und dem Werkstück (3) durch Zuführung eines gasförmigen Mediums (4) eine Schutzatmosphäre geschaffen wird, durch die eine Oxidation an der Zerspanwerkzeug-Oberfläche und/oder der Werkstück-Oberfläche und/oder an den bei der spanenden Bearbeitung anfallenden Spänen (17) verhindert und/oder eine dort bereits vorhandene Oxidation entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Medium (4) einen Sauerstoff-absorbierenden Präkursorstoff (5) in Form von Silan aufweist.The invention relates to a method for producing a component, wherein the component is produced at least partially from a workpiece (3) by means of at least one cutting tool (2) by machining, wherein at least in the vicinity of the engagement point between the cutting tool (2 ) and the workpiece (3) by supplying a gaseous medium (4) a protective atmosphere is created by the oxidation of the cutting tool surface and / or the workpiece surface and / or on the resulting chips during machining (17) prevented and / or an existing there oxidation is removed, characterized in that the gaseous medium (4) has an oxygen-absorbing precursor substance (5) in the form of silane.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, wobei das Bauteil wenigstens teilweise aus einem Werkstück mittels wenigstens eines Zerspanwerkzeugs durch spanende Bearbeitung hergestellt wird. The invention relates to a method for producing a component, wherein the component is at least partially made of a workpiece by means of at least one cutting tool by machining.
Allgemein betrifft die Erfindung das Gebiet der industriellen Fertigungsprozesse, insbesondere in der metallverarbeitenden Industrie. Solche Fertigungsprozesse werden in der Regel in natürlicher Luftatmosphäre durchgeführt. Dadurch findet eine permanente Oxidation von Metalloberflächen statt, die je nach Prozesstemperatur und Reaktivität des Metalls unterschiedlich dicke Oxidschichten hervorruft. Dies gilt bei spanenden Bearbeitungsprozessen (auch zerspanende Bearbeitungsprozesse genannt) gleichermaßen für das Werkstück, das bearbeitet wird, wie für das Zerspanwerkzeug. Abgesehen von einigen Anwendungsfällen, in denen dünne, dichte Oxidschichten zur Passivierung auch Vorteile hervorrufen können, ist eine solche Oxidation jedoch überwiegend ein Störfaktor. Bei spanenden Fertigungsverfahren, insbesondere bei der Hochleistungszerspanung mit unterbrochenem Schnitt, wie z.B. beim Fräsen und Schleifen von Titanlegierungen, verursacht die Oberflächenoxidation an Schneiden von Zerspanwerkzeugen einen verstärkten Verschleißfortschritt und begrenzt somit sowohl die Schnittleistung als auch die Standzeit der Werkzeuge. Dies gilt insbesondere für metalloxidbeschichtete sowie diamantbeschichtete Werkzeuge. Generally, the invention relates to the field of industrial manufacturing processes, especially in the metalworking industry. Such manufacturing processes are usually carried out in a natural air atmosphere. As a result, a permanent oxidation of metal surfaces takes place, which causes differently thick oxide layers depending on the process temperature and reactivity of the metal. This applies to machining processes (also called machining processes) equally for the workpiece that is being machined, as for the cutting tool. However, apart from some applications in which thin, dense oxide layers can also produce advantages for passivation, such oxidation is predominantly a disruptive factor. In machining processes, particularly high-performance, interrupted-cut machining, such as machining. During the milling and grinding of titanium alloys, the surface oxidation at cutting of cutting tools causes an increased wear progress and thus limits both the cutting performance and the tool life. This applies in particular to metal oxide coated and diamond coated tools.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils unter Anwendung der spanenden Bearbeitung anzugeben, bei dem die zuvor genannten Probleme nicht auftauchen oder zumindest reduziert sind. Ferner soll ein Zerspanwerkzeug angegeben werden, mit dem die zuvor genannten Probleme ebenfalls vermieden oder reduziert werden können. The invention is therefore based on the object of specifying a method for producing a component using machining, in which the aforementioned problems do not arise or are at least reduced. Furthermore, a cutting tool is to be specified with which the aforementioned problems can also be avoided or reduced.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei das Bauteil wenigstens teilweise aus einem Werkstück mittels wenigstens eines Zerspanwerkzeugs durch spanende Bearbeitung hergestellt wird. Dabei wird während der spanenden Bearbeitung zumindest in der Umgebung der Eingriffsstelle zwischen dem Zerspanwerkzeug und dem Werkstück durch Zuführung eines gasförmigen Mediums eine Schutzatmosphäre geschaffen, durch die eine Oxidation an der Zerspanwerkzeug-Oberfläche und/oder der Werkstück-Oberfläche und/oder an den bei der spanenden Bearbeitung anfallenden Spänen verhindert und/oder eine dort bereits vorhandene Oxidation entfernt wird. Erfindungsgemäß wird somit durch das zugeführte gasförmige Medium nicht nur im Bereich der Eingriffsstelle die Luft und der damit einhergehende Sauerstoff verdrängt, sondern zusätzlich etwaigen Rest-Konzentrationen von Sauerstoff, die durch einen reinen Verdrängungseffekt nicht vermieden werden können, entgegengewirkt, indem eine Oxidation an der Zerspanwerkzeug-Oberfläche und/oder der Werkstückoberfläche und/oder an dem bei der spanenden Bearbeitung anfallenden Spänen verhindert wird. Eine dort bereits vorhandene Oxidation kann zudem entfernt werden. Damit können insbesondere bei der Hochleistungszerspanung wesentliche Verbesserungen hinsichtlich der Schneidleistung als auch der Standzeit der Werkzeuge erzielt werden. Durch längere Standzeiten wird ein Werkzeugwechsel weniger häufig notwendig, was ebenfalls zu einer Effizienzverbesserung bei der spanenden Bearbeitung führt. This object is achieved by a method for producing a component according to claim 1, wherein the component is at least partially made of a workpiece by means of at least one cutting tool by machining. In this case, during the machining at least in the vicinity of the point of engagement between the cutting tool and the workpiece by supplying a gaseous medium, a protective atmosphere created by the oxidation of the Zerspanwerkzeug surface and / or the workpiece surface and / or at the Prevents machining chips occurring and / or there already existing oxidation is removed. According to the invention, the air and the associated oxygen are thus displaced not only in the region of the intervention site by the supplied gaseous medium, but additionally any residual concentrations of oxygen, which can not be avoided by a pure displacement effect, counteracted by an oxidation of the cutting tool -Oberfläche and / or the workpiece surface and / or on the resulting chips during machining is prevented. An already existing oxidation can also be removed. This can be achieved in particular in the high-performance cutting material improvements in terms of cutting performance and the life of the tools. Longer tool life makes tool change less frequent, which also improves the efficiency of machining.
Ein weiterer positiver Effekt der Erfindung besteht darin, dass auch eine Oxidation an den anfallenden Spänen verhindert bzw. entfernt werden kann, sodass die Späne oxidationsfrei weiterverarbeitet werden können, z.B. in einem Materialrecyclingprozess. Dies ist insbesondere bei hochwertigen Materialien wie Titan von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Another positive effect of the invention is that even oxidation of the resulting chips can be prevented or removed, so that the chips can be further processed oxidation-free, e.g. in a material recycling process. This is particularly important for high-quality materials such as titanium of great economic importance.
Hierbei weisen zumindest eines von dem Werkstück und dem Zerspanwerkzeug eine oxidationsfähige Oberfläche auf oder bestehen aus oxidationsfähigem Material. Es können auch beide Elemente, d.h. Werkstück und Zerspanwerkzeug, in diesem Sinne oxidationsfähig sein. In this case, at least one of the workpiece and the cutting tool on an oxidizable surface or consist of oxidizable material. Both elements, ie workpiece and cutting tool, can be oxidizable in this sense.
Der Begriff der „Atmosphäre“ der zuvor erwähnten Schutzatmosphäre ist dabei nicht streng in dem Sinne zu verstehen, dass es eine abgeschlossene, zur Umgebung abgeschirmte Atmosphäre sein muss. Das erfindungsgemäße Verfahren einschließlich der gebildeten Schutzatmosphäre kann auch ohne besondere Abschirmmaßnahmen gegenüber der Umgebung durchgeführt werden. Dies geht allerdings mit dem Nachteil einher, dass eine relativ große Menge an gasförmigem Medium zugeführt werden muss, da dieses sich in die Umgebung verflüchtigt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden daher die spanende Bearbeitung sowie die Zuführung des gasförmigen Mediums innerhalb einer zur Umgebung abgeschirmten Kammer durchgeführt. Diese Kammer muss dabei nicht höchstmöglich gegenüber der Umgebung abgedichtet sein, sollte aber das Abfließen des zugeführten gasförmigen Mediums auf geringe Werte begrenzen. The term "atmosphere" of the aforementioned protective atmosphere is not to be understood strictly in the sense that it must be a closed, shielded to the environment atmosphere. The inventive method including the protective atmosphere formed can also be carried out without special shielding from the environment. However, this has the disadvantage that a relatively large amount of gaseous medium must be supplied, as this volatilizes in the environment. According to an advantageous embodiment of the invention, therefore, the machining and the supply of the gaseous medium are performed within a shielded to the environment chamber. This chamber does not have to be sealed to the environment as much as possible, but should limit the outflow of the supplied gaseous medium to low values.
Das gasförmige Medium kann somit die Oxidation an den genannten Oberflächen verhindern bzw. eine dort bereits vorhandene Oxidation entfernen, z.B. durch chemische Reaktionen des gasförmigen Mediums mit dem jeweils anderen Material, oder durch sonstige physikalische Reaktionen. Hierfür weist das gasförmige Medium einen Sauerstoff-absorbierenden Präkursorstoff auf. Der Präkursorstoff ist damit geeignet, Sauerstoff in gasförmiger Form zu binden, darüber hinaus kann er Sauerstoff aus einer bereits oxidierten Oberfläche binden, d.h. daraus lösen. Die Oberfläche wird damit entoxidiert. Der Präkursorstoff kann bereits in gasförmiger Form bereitgestellt werden. Als Präkursorstoff wird vorteilhaft Silan verwendet, insbesondere in Form von Monosilan (SiH4). Dies hat den Vorteil, dass der Präkursorstoff bereits in gasförmiger Form vorhanden ist. Es sind aber auch andere Präkursorstoffe einsetzbar, die nicht in gasförmiger Form bereit stehen, sondern z.B. in Form kleiner und kleinster Partikel einem Trägergas des gasförmigen Mediums zugesetzt werden können. The gaseous medium can thus prevent the oxidation of the surfaces mentioned or remove there already existing oxidation, for example, by chemical reactions of the gaseous medium with the other material, or by other physical reactions. For this purpose, the gaseous medium has an oxygen-absorbing precursor substance. The precursor substance is thus suitable for binding oxygen in gaseous form; moreover, it can bind oxygen from an already oxidized surface, ie dissolve it. The surface is deoxidized with it. The precursor may already be provided in gaseous form. Silane is advantageously used as precursor, in particular in the form of monosilane (SiH 4 ). This has the advantage that the precursor substance is already present in gaseous form. However, other precursor materials can also be used which are not available in gaseous form but, for example, can be added to a carrier gas of the gaseous medium in the form of small and very small particles.
Das gasförmige Medium kann allein und vollständig durch den Sauerstoff-absorbierenden Präkursorstoff gebildet sein. In manchen Fällen kann dies aber den Herstellungsprozess wiederum ungünstig beeinflussen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass das gasförmige Medium ein Inertgas und/oder Schutzgas aufweist, das nicht mit Sauerstoff reagiert. Auf diese Weise kann das gasförmige Medium zumindest zum Teil durch das Inertgas und/oder Schutzgas gebildet sein, wodurch eventuelle unerwünschte Reaktionen aufgrund zu hoher Konzentration des Präkursorstoffs vermieden werden können. Das Inertgas hat eine antioxdierende Wirkung, es kann z.B. ein inertes Gas sein, z.B. Argon, Stickstoff oder eine Mischung daraus. Das Schutzgas dient zur Verdrängung der Luft bzw. des störenden Sauerstoffs. Das Schutzgas kann z.B. Stickstoff sein. Das gasförmige Medium kann daher als Gasgemisch ausgebildet sein. The gaseous medium may be alone and completely formed by the oxygen-absorbing precursor. In some cases, however, this can in turn adversely affect the manufacturing process. According to an advantageous development of the invention, it is therefore provided that the gaseous medium has an inert gas and / or inert gas which does not react with oxygen. In this way, the gaseous medium may be at least partially formed by the inert gas and / or inert gas, whereby any undesirable reactions due to excessive concentration of the precursor can be avoided. The inert gas has an antioxidant effect, e.g. an inert gas, e.g. Argon, nitrogen or a mixture thereof. The inert gas serves to displace the air or the interfering oxygen. The shielding gas may e.g. Be nitrogen. The gaseous medium can therefore be formed as a gas mixture.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das gasförmige Medium eine geringere Konzentration des Präkursorstoffs als die Konzentration anderer Gasanteile im gasförmigen Medium aufweist. Auf diese Weise kann eine geeignete Anpassung des Gasgemischs an die jeweils verwendeten Materialien des Zerspanwerkzeugs und des Werkstücks erfolgen und der Präkursorstoff nur in der für die Oxidationsvermeidung erforderlichen Konzentration bereitgestellt werden. Ggf. kann ein gewisses Überangebot des Präkursorstoffs eingestellt werden, das sich jedoch in begrenztem Umfang halten sollte. According to an advantageous development of the invention, it is provided that the gaseous medium has a lower concentration of the precursor substance than the concentration of other gas components in the gaseous medium. In this way, a suitable adaptation of the gas mixture to the respectively used materials of the cutting tool and the workpiece can take place and the precursor material can be provided only in the concentration required for the oxidation prevention. Possibly. a certain oversupply of the precursors may be discontinued, but should be limited.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Präkursorstoff-Volumenanteil im gasförmigen Medium maximal 10% beträgt. In vielen Fällen ist ein Präkursorstoff-Volumenanteil von maximal 4% ausreichend. According to an advantageous development of the invention, it is provided that the precursor substance volume fraction in the gaseous medium amounts to a maximum of 10%. In many cases, a precursor volume fraction of at most 4% is sufficient.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Verlaufe der spanenden Bearbeitung der Anteil des Präkursorstoffs im gasförmigen Medium verändert wird, insbesondere im Verlaufe der spanenden Bearbeitung erhöht wird. So kann z.B. eine Anpassung der Präkursorstoff-Konzentration in Abhängigkeit von Zerspanungsparametern der spanenden Bearbeitung durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Präkursorstoff-Konzentration erhöht werden, je größer der Vorschub des Zerspanwerkzeugs und/oder je größer die Schnittgeschwindigkeit ist. In Abhängigkeit der verwendeten Zerspanungsparameter kann auf diese Weise ein Optimum gefunden werden, das einen maximalen Vorschub des Zerspanwerkzeugs gewährleistet, auf den eine optimale Schnittgeschwindigkeit angepasst werden kann. Hierzu passend wird die Präkursorstoff-Konzentration angepasst. According to an advantageous development of the invention, it is provided that in the course of the machining, the proportion of the precursor substance in the gaseous medium is changed, in particular is increased in the course of the machining. Thus, e.g. an adjustment of the precursor concentration in dependence on cutting parameters of the machining can be performed. For example, the precursor substance concentration can be increased, the greater the advance of the cutting tool and / or the greater the cutting speed. Depending on the cutting parameters used, an optimum can be found in this way, which ensures a maximum feed of the cutting tool, to which an optimum cutting speed can be adjusted. Suitably, the precursor substance concentration is adjusted.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise derart durchgeführt werden, dass vor Beginn der spanenden Bearbeitung bereits die erwähnte Schutzatmosphäre geschaffen wird. Sodann wird die spanende Bearbeitung begonnen und im Laufe der spanenden Bearbeitung die Präkursorstoff-Konzentration an die aktuellen Erfordernisse angepasst. The method according to the invention can be carried out, for example, in such a way that the mentioned protective atmosphere is already created before the beginning of the machining. Then the machining is started and in the course of machining the precursor concentration is adapted to the current requirements.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das gasförmige Medium durch wenigstens eine im Zerspanwerkzeug vorhandene Auslassöffnung zur Eingriffsstelle zwischen dem Zerspanwerkzeug und dem Werkstück geleitet wird. Dies hat den Vorteil, dass das gasförmige Medium sehr effizient zur gewünschten Stelle, nämlich der Eingriffsstelle zwischen dem Zerspanwerkzeug und dem Werkstück zugeführt werden kann. Hierdurch wird die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter gesteigert. Ein weiterer Vorteil ist, dass an dem Zerspanwerkzeug oder dessen Werkzeugträger keine externen Schläuche oder ähnliche Elemente zur Zuführung des gasförmigen Mediums angeordnet werden müssen. Dies hat den Vorteil, dass die Beweglichkeit des Zerspanwerkzeugs durch solche zusätzlichen Elemente nicht eingeschränkt wird. Dies ist insbesondere für den Bereich der Hochleistungszerspanung von großem Vorteil. Das gasförmige Medium kann z.B. durch wenigstens einen im Zerspanwerkzeug vorhandenen Hohlkanal zu der Auslassöffnung oder den Auslassöffnungen geleitet werden. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the gaseous Medium is passed through at least one existing in the cutting tool outlet opening to the point of engagement between the cutting tool and the workpiece. This has the advantage that the gaseous medium can be very efficiently supplied to the desired location, namely the point of engagement between the cutting tool and the workpiece. As a result, the effectiveness of the method according to the invention is further increased. A further advantage is that no external hoses or similar elements for supplying the gaseous medium have to be arranged on the cutting tool or its tool carrier. This has the advantage that the mobility of the cutting tool is not limited by such additional elements. This is particularly advantageous for the field of high-performance machining. The gaseous medium can be passed, for example, through at least one hollow channel present in the cutting tool to the outlet opening or the outlet openings.
Alternativ oder zusätzlich zu der zuvor genannten Möglichkeit der Zuleitung des gasförmigen Mediums kann das gasförmige Medium auch durch einen vom Zerspanwerkzeug beabstandeten Auslass zugeführt werden, z.B. wenn die zuvor genannte Kammer zur Abschirmung von der Umgebung vorhanden ist, kann das gasförmige Medium durch eine Zufuhröffnung der Kammer zugeleitet werden. Zur Zuleitung des gasförmigen Mediums kann z.B. eine Art Brause- oder Duschkopf in der Nähe der Eingriffsstelle angeordnet werden, aus dem das gasförmige Medium austritt. Alternatively or in addition to the aforementioned possibility of supplying the gaseous medium, the gaseous medium can also be supplied through an outlet spaced from the cutting tool, e.g. when the aforesaid chamber is provided for shielding from the environment, the gaseous medium may be supplied to the chamber through a supply port. For feeding the gaseous medium, e.g. a kind of shower or shower head are arranged near the point of engagement, from which the gaseous medium exits.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für die spanende Bearbeitung von Werkstücken aus hochwertigen Materialien, z.B. metallischem Titan, das in großem Umfang z.B. in Luftfahrtanwendungen eingesetzt wird. Die Herstellung metallischem Titan ist aus den oxidischen Rohvorkommen ist energie- und ressourcenintensiv und folglich mit hohen Kosten verbunden. The method according to the invention is particularly suitable for the machining of workpieces made of high-quality materials, e.g. metallic titanium, which is widely used e.g. used in aerospace applications. The production of metallic titanium from the raw oxide deposits is energy and resource intensive and therefore associated with high costs.
Bei Anwendungen in der Luftfahrt, d.h. der Herstellung von Flugzeugteilen, erfolgt die Fertigung vor allem spanend mit plattenförmigem Rohmaterial, d.h. das zu bearbeitende Werkstück wird als großes plattenförmiges Teil bereitgestellt, das spanend bearbeitet wird. Bei der Integralbauweise von Strukturkomponenten von Flugzeugen treten dabei Spanraten von bis zu 95% des Rohteilgewichts auf, d.h. durch die spanende Bearbeitung wird 95% des Werkstücks zu den anfallenden Spänen verarbeitet. Abgesehen davon, dass die Spanentsorgung bei einer derart hohen Spanrate aufwendig ist, ist bei derzeitigen Fertigungsprozessen ein Materialrecycling der anfallenden Späne aufgrund der beim Fertigungsprozess auftretenden Oxidation der Späne nicht wirtschaftlich möglich. Auch in dieser Hinsicht bringt die vorliegende Erfindung große Vorteile, da diese Oxidation der Späne verhindert werden kann. For applications in aviation, i. In the manufacture of aircraft parts, the production is mainly carried out by cutting with plate-shaped raw material, i. the workpiece to be machined is provided as a large plate-shaped part, which is machined. In the integral construction of structural components of aircraft chip rates of up to 95% of the weight of the blank occur, i. By machining 95% of the workpiece is processed to the resulting chips. Apart from the fact that the chip removal is expensive at such a high chip rate, material recycling of the resulting chips due to the occurring during the manufacturing process oxidation of the chips is not economically possible in current manufacturing processes. Also in this respect, the present invention brings great advantages, since this oxidation of the chips can be prevented.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die bei der spanenden Bearbeitung anfallenden Späne im Wesentlichen frei von Oberflächen-Oxidation einem Materialrecyclingprozess zugeführt werden, indem die Späne luftdicht verpackt zum Materialrecyclingprozess befördert werden. Dies ermöglicht erstmalig eine wirtschaftlich sinnvolle Wiederverwertung des hochwertigen Titan-Materials, das, wie zuvor erwähnt, insbesondere bei der Herstellung von Flugzeugteilen in großem Umfang anfällt. Die luftdichte Verpackung der Späne kann dadurch ergänzt werden, dass in der luftdichten Verpackung zusätzlich ein Sauerstoff-absorbierender Präkursorstoff vorhanden ist, insbesondere in gasförmiger Form. Hierdurch kann die Oxidationsfreiheit der Späne auch über einen längeren Zeitraum sichergestellt werden. According to an advantageous development of the invention, it is provided that the chips produced during machining are supplied to a material recycling process substantially free of surface oxidation by the chips being transported in an airtight manner to the material recycling process. For the first time, this makes it possible to economically recycle the high-grade titanium material which, as mentioned above, is obtained in particular in the manufacture of aircraft parts on a large scale. The airtight packaging of the chips can be supplemented by the fact that in the airtight packaging in addition an oxygen-absorbing precursor substance is present, in particular in gaseous form. As a result, the freedom from oxidation of the chips can be ensured over a longer period of time.
Die Erfindung betrifft daher als Ergebnis eines Verfahrens der zuvor genannten Art ferner eine Einrichtung mit einer luftdichten Verpackung, in der Späne eines bei einer spanenden Bearbeitung angefallenen, oxidierbaren Materials im nicht oxidiertem Zustand unter Ausschluss von Sauerstoff gelagert sind. Hierdurch kann der zuvor erläuterte Materialrecyclingprozess gefördert werden. Die luftdichte Verpackung kann z.B. ein Metallbehälter oder ein Glasbehälter sein. Es ist auch möglich, einen Kunststoffbehälter, z.B. einen Beutel, mit an der Innenseite metallbeschichteter Oberfläche zu verwenden. Ferner ist es möglich, die Verpackung aus einer Kombination der zuvor genannten Elemente bereitzustellen, z.B. ein Glasbehälter mit Metalldeckel. The invention therefore also relates, as a result of a method of the aforementioned type, to a device with an airtight packaging in which chips of a machined oxidizable material are stored in the unoxidized state with the exclusion of oxygen. As a result, the previously explained material recycling process can be promoted. The airtight packaging may e.g. a metal container or a glass container. It is also possible to use a plastic container, e.g. a bag, with metal-coated surface on the inside. Further, it is possible to provide the package of a combination of the aforementioned elements, e.g. a glass container with metal lid.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der luftdichten Verpackung ein Sauerstoff-absorbierender Präkursorstoff in Form von Silan vorhanden, insbesondere in gasförmiger Form. Hierdurch kann die Oxidationsfreiheit der Späne auch langfristig aufrechterhalten werden. According to an advantageous development of the invention, an oxygen-absorbing precursor in the form of silane is present in the airtight packaging, in particular in gaseous form. As a result, the freedom from oxidation of the chips can be maintained long term.
Zur Durchführung der Erfindung eignet sich ein Zerspanwerkzeug, insbesondere Zerspanwerkzeug für die spanende Bearbeitung eines Verfahrens der zuvor erläuterten Art, wobei das Zerspanwerkzeug wenigstens eine Gasförderungs-Anordnung aufweist, durch die aufgrund einer beim Zerspanvorgang durchgeführten Werkzeugbewegung des Zerspanwerkzeugs ein zugeführtes gasförmiges Medium ansaugbar und/oder komprimierbar ist. Ein solches Zerspanwerkzeug hat den Vorteil, dass das gasförmige Medium sozusagen an Ort und Stelle, dort wo es benötigt wird, gefördert und verdichtet werden kann. Hierzu ist keine gesonderte Pumpe oder ein Verdichter erforderlich, stattdessen kann das Zerspanwerkzeug diese Funktion zumindest zum Teil erfüllen. Die Gasförderungs-Anordnung kann z.B. bei drehenden Zerspanwerkzeugen, z.B. Bohrer, Fräser, Schleifer, in Form einer Art Turbine, d.h. mit Turbinenschaufeln, oder in Form eines Impellers ausgebildet sein. Bereits durch die durchgeführte Werkzeugbewegung des Zerspanwerkzeugs, z.B. die Drehung, kann das zugeführte gasförmige Medium angesaugt und/oder komprimiert werden. For carrying out the invention, a cutting tool, in particular a cutting tool for machining a method of the type described above, wherein the cutting tool has at least one gas conveying arrangement, by sucking a supplied gaseous medium due to a tool movement of the cutting tool carried out during the machining process and / or is compressible. Such a cutting tool has the advantage that the gaseous medium can be conveyed and compacted, as it were, in place where it is needed. For this purpose, no separate pump or a compressor is required, instead, the cutting tool can fulfill this function, at least in part. The gas delivery arrangement can eg at rotating cutting tools, such as drills, milling cutters, grinders, in the form of a kind of turbine, ie with turbine blades, or be designed in the form of an impeller. Already by the performed tool movement of Zerspanwerkzeugs, eg the rotation, the supplied gaseous medium can be sucked and / or compressed.
Dies ist besonders für Zerspanwerkzeuge in Form von Bohrern von großem Vorteil, da beim Bohrvorgang eine ständig wachsende Kavität entsteht, die ein durch externe Zuführvorrichtungen zugeleitetes gasförmiges Medium nicht optimal erreichen kann. Daher ist insbesondere für Bohrvorgänge die direkte Zuführung des gasförmigen Mediums durch wenigstens eine an dem Zerspanwerkzeug vorhandene Auslassöffnung besonders vorteilhaft. Bei einem Bohrer ist die wenigstens eine Auslassöffnung vorteilhaft frontseitig im Bereich der Schneiden angeordnet. This is particularly advantageous for cutting tools in the form of drills, since a constantly growing cavity is produced during the drilling process, which can not optimally reach a gaseous medium supplied by external supply devices. Therefore, especially for drilling operations, the direct supply of the gaseous medium by at least one outlet opening provided on the cutting tool is particularly advantageous. In a drill, the at least one outlet opening is advantageously arranged on the front side in the region of the cutting edges.
Der durch die Drehung des Zerspanwerkzeugs angetriebene Teil der Gasförderungs-Anordnung, d.h. z.B. die Turbine oder der Impeller, können starr mit dem drehenden Zerspanwerkzeug gekoppelt sein, sodass das drehende Teil der Gasförderungs-Anordnung synchron mit der Drehung des Zerspanwerkzeugs mitdreht, d.h. immer die gleiche Drehzahl hat. Gemäß vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung kann auch eine andere Art der Kopplung vorgesehen sein, z.B. mit einer Untersetzung oder Übersetzung durch ein Getriebe. In diesem Fall kann sich das drehende Teil der Gasförderungs-Anordnung mit einer anderen Drehzahl drehen als das Zerspanwerkzeug, ist aber an dessen Bewegung weiterhin schlupffrei gekoppelt. Es ist auch möglich, das drehende Teil der Gasförderungs-Anordnung gleitend bzw. lose mit dem Zerspanwerkzeug zu koppeln, sodass das drehende Teil der Gasförderungs-Anordnung prinzipiell unabhängig von der Drehzahl des Zerspanwerkzeugs dreht und insbesondere eine verändernde Phasenverschiebung aufweisen kann, d.h. einen Drehschlupf. The portion of the gas delivery assembly driven by the rotation of the cutting tool, i. e.g. the turbine or impeller may be rigidly coupled to the rotating cutting tool so that the rotating part of the gas delivery assembly rotates synchronously with the rotation of the cutting tool, i. always has the same speed. According to advantageous embodiments of the invention, another type of coupling may be provided, e.g. with a reduction or gear ratio. In this case, the rotating part of the gas delivery arrangement can rotate at a different speed than the cutting tool, but is still coupled to the movement of slip-free. It is also possible to slidably couple the rotating part of the gas delivery assembly to the cutting tool, such that the rotating part of the gas delivery assembly generally rotates independently of the speed of the cutting tool and, in particular, may have a varying phase shift, i. a spin.
Der Begriff des Zerspanwerkzeugs erfasst dabei das eigentliche Werkzeug mit wenigstens einer Schneidfläche und/oder eine Werkzeuganordnung, die dieses Zerspanwerkzeug im engeren Sinne einschließlich eines Werkzeugträgers umfasst. So kann als Schneidwerkstoff des Zerspanwerkzeugs z.B. ein Hartmetall verwendet werden, z.B. Wolframcarbid oder Kobaltsysteme oder Si3N4. Das Werkstück kann z.B. eine Titanplatte sein. The term of the cutting tool detects the actual tool with at least one cutting surface and / or a tool assembly, which includes this cutting tool in the strict sense, including a tool carrier. Thus, for example, a hard metal can be used as the cutting material of the cutting tool, for example tungsten carbide or cobalt systems or Si 3 N 4 . The workpiece may be, for example, a titanium plate.
Das Werkstück kann auch Kupfer oder eine Kupferlegierung aufweisen. Die Erfindung ist auf diese Weise besonders geeignet für die Herstellung von elektrischen Leiterplatten, z.B. in der Mikrotechnologie. Diese Leiterplatten können dann oxidationsfrei hergestellt werden. The workpiece may also comprise copper or a copper alloy. The invention is thus particularly suitable for the manufacture of electrical circuit boards, e.g. in microtechnology. These circuit boards can then be made free of oxidation.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert. The invention will be explained in more detail by means of embodiments using drawings.
Es zeigen Show it
In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet. In the figures, like reference numerals are used for corresponding elements.
Die in
Die zuvor genannten Elemente, d.h. die Werkzeugmaschine
Die Kammer
Die Anlage
Die
Wie in der
Die
Die
Claims (9)
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