Zu Beginn des Prozesses benötigt man eine relativ hohe Axialkraft und Drehzahl, um zwischen Fließbohrer und Werkstück die notwendige Reibungswärme zu erzeugen. Dabei steigt die Temperatur des Fließbohrers sehr schnell auf ca. 650° - 800°C, die des Werkstückes lokal auf ca. 600°C an.
Flowdrill Prozess
Schritt 1
Step 2
Das zuerst verdrängte Material fließt anfänglich entgegen der Vorschubrichtung nach oben, mit zunehmender Eindringtiefe wird dann der eigentliche Durchzug in Vorschubrichtung erzeugt. Das Verhältnis zwischen nach oben und nach unten fließendem Material beträgt als Faustformel ca. 1/3 zu 2/3. Dies variiert je nach Bohrdurchmesser und Materialstärke und kann auch weniger betragen (z.B. 1/4 zu 3/4).
Step 3
Nachdem der Fließbohrer das Material durchstoßen hat formt dieser nun, je nach Fließbohrtyp, entweder das nach oben geflossene Material zu einem homogenen Kragen bzw. Wulst um (Typ STANDARD) oder trägt dieses Material direkt wieder ab (Typ FLACH). Dabei wird die geometrische Form des Werkzeuges im Material abgebildet.
Step 2
Der Flowtap-Gewindeformer wird bei der Herstellung des Gewindes mittels Rechts/-Linkslauf in die fließgebohrte Buchse eingedrückt. Der Werkstoff wird plastisch verformt (Kaltumformung) und bildet so den Kerndurchmesser des Gewindes.
Der Fließbohrer
Flowdrill-Fließbohrer sind Vollhartmetallwerkzeuge (VHM) mit einer Polygonkontur. Mit hoher Drehzahl und Axialkraft gegen dünnwandige metallische Werkstoffe gedrückt erzeugt er extreme Reibungswärme. Dadurch lässt sich das Material lokal an der Bohrposition plastifizieren. Der Bohrer wird innerhalb weniger Sekunden durch das Material geführt. Hierbei entsteht ganz ohne Materialverlust ein Durchzug bzw. eine Buchse aus dem Ausgangsmaterial. Die Länge dieser Buchse kann dabei etwa das 3 bis 5-fache der ursprünglichen Materialstärke betragen. Die maximal zu bearbeitende Materialstärke ist proportional zum Kernlochdurchmesser des Fließbohrers. Grundsätzlich lässt sich aber sagen, dass mit unseren Flowdrill-Fließbohrern, je nach Kernlochdurchmesser, zwischen 0,5 mm (bei optimaler Unterfütterung) und 12 mm (erfordert sehr hohe Spindelleistung) starkes Material bearbeitbar ist. Je nach Materialstärke und –güte können so ca. 5.000 bis 10.000 Bohrungen mit einem Fließbohrer erstellt werden. Bei Bearbeitung größerer Materialstärken oder höher legierten Werkstoffen muss mit einer verminderten Standzeit des Fließbohrers gerechnet werden. Für das Flowdrill-Fließbohren empfehlen wir die Verwendung unseres speziell entwickelten Trennmittels, das nach Möglichkeit vor jeder Bohrung dünn auf den Arbeitsbereich des rotierenden Fließbohrers aufgetragen werden sollte.
Der Gewindeformer
Die häufigste Anwendung des Flowdrill-Fließbohrens ist die Herstellung von Kernlöchern für geformte Gewinde in dünnwandigen Rohren und Blechen. Die besondere Geometrie der Gewindeformer bewirken, dass der Werkstoff durch Materialverdrängung zum Fließen gebracht wird. Das Gewinde wird dabei in das Material gedrückt, wodurch ein verdichtetes, hochauszugsfestes Gewindeprofil entsteht.
Zwar könnten die Gewinde mit herkömmlichen Gewindebohrern geschnitten werden, jedoch sind durch das Gewindeformen deutliche Vorteile erzielbar:
- Die erzeugte Durchzugslänge und -wandstärke bleibt vollständig erhalten (verkürzt sich durch das Gewindeschneiden)
- Auf allen üblichen Gewindeschneidvorrichtungen einsetzbar.
- Flexible Arbeitsdrehzahlen und damit ein Produktivitätsgewinn.
- Kein Verschneiden, da selbstzentrierende Führung des Gewindeformers
- Bessere Standzeiten der Werkzeuge und damit problemlos zu automatisieren.
- Eine geschlossene Werkzeugkontur ohne Freispanflächen ermöglicht eine höhere Steifigkeit und Drehmomentbelastung.
- Wesentlich höhere Auszugsfestigkeit durch Materialverdichtung während des Kaltumformens, bei gleichzeitig ununterbrochenem Faserverlauf an den Gewindeflanken.
geformtes Gewinde geschnittenes Gewinde