Die 3 wichtigsten Schritte beim Metallbohren
Das Bohren in Metall ist eine wahre Kunst, die viele Firmen in Deutschland in den vergangenen Jahrzehnten präzisiert haben.
Auf diese Weise entwickelte sich ein ganz spezifisches Vorgehen, welches bei diesem besonderen Werkstoff eingesetzt werden muss.
Einige Schritte sind auch für Heimwerker interessant, die im Rahmen ihrer Arbeit damit in Kontakt kommen.
In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf die wichtigsten Schritte, die dabei von Bedeutung sind.
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Die Auswahl der Bohrer
Für die meisten Metallarten reicht ein einzelner spezieller Bohrer aus, um für saubere Ergebnisse zu sorgen.
Besonders Eisen, unlegierter Stahl, Aluminium und Kupfer, aber auch Messing oder Zink können mit einem Bohrer aus Hochleistungsschnellstahl (kurz HSS) bearbeitet werden.
Eine wichtige Unterscheidung muss zwischen rollgewalzten und geschliffenen Spiralbohrern getroffen werden.
Erstere werden einfach erwärmt, um direkt im Anschluss im noch warmen Material die Wendel Formen zu können.
Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass sich die Kosten und die notwendige Arbeitszeit in engen Grenzen halten.
Das Material als Ganzes Gefüge bleibt ebenfalls erhalten und büßt in der Folge nichts von seiner Stabilität ein.
Anders sieht es mit geschliffenen Bohrern aus, die nach dem Härten aus dem vollen Material geschliffen werden können.
Dieses Verfahren nimmt deutlich mehr Zeit in Anspruch, ws beim Prozess in Betracht gezogen werden muss.
Auf der anderen Seite kann ein deutlich besseres Ergebnis im Hinblick auf die Rundlaufgenauigkeit erzielt werden.
Auch der exakte Außendurchmesser des Bohrers lässt sich auf der Basis dieses Verfahrens noch genauer bestimmen.
Es liegt auf der Hand, dass die Kosten für einen geschliffenen Bohrer in der Folge dessen etwas höher angesiedelt sind.
Außerdem ist noch ein dritter Typus von Bedeutung, der bei besonders starkem Metall eingesetzt wird.
Edelstähle sind in aller Regel härter als normaler Stahl.
In der Folge muss hier ein kobaltlegierter oder ein mit TiN beschichteter Spiralbohrer eingesetzt werden.
Ansonsten besteht die Gefahr, dass die Spitze des Bohrers ausglüht und auf diese Weise unbrauchbar wird.
Der TiN beschichtete Spiralbohrer bietet hingegen den Vorteil, dass im PVD Verfahren bei einer vorherrschenden Temperatur von rund 200 bis 500°C gefertigt werden.
In der Folge trägt diese Schicht zu einer höheren Härte des Bohrers bei. Dieser kann in der Folge auch höheren Temperaturen gut standhalten, wie sie im Verlauf des Bohrvorgangs entstehen können.
Aufgrund der hohen Kosten, die mit diesem Verfahren verbunden sind, kommen entsprechende Bohrer nur in großen Unternehmen zum Einsatz.
Die einmalige Investition kann sich für die Verantwortlichen durchaus bezahlt machen.
Dies liegt an der geringeren Anfälligkeit für den Verschleiß, die den Bohrer in der Folge auszeichnet.
Auf diese Weise kann er länger im Einsatz bringen, ohne dass dafür wieder eine neue Investition notwendig wäre.
Auch die höhere Standzeit, welche mit diesen Produkten in Verbindung steht, wird in der Regel als einer der großen Vorzüge verstanden.
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Vorbereitende Arbeiten und Schnittgeschwindigkeit
Ist der passende Bohrer für das Metall erst einmal gefunden, ist dies noch nicht das Ende der Vorbereitungen.
Im zweiten Schritt kommt es vor allem darauf an, die richtige Schnittgeschwindigkeit zu finden.
Sie basiert vor allem auf der Art des Werkstoffs, der eingesetzt werden soll.
Spezielle Tabellen helfen dabei, unter der Berücksichtigung der vielen verschiedenen individuellen Faktoren die richtige Geschwindigkeit zu finden.
Ist diese ermittelt, so wird der Bohrer in der Folge auf die richtige Drehzahl eingestellt.
Mit dem Zylinderschaft wird der Spiralbohrer nun in das Dreibackenfutter eingeführt und festgestellt.
Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass der Bohrer beim eigentlichen Einsatz nicht nach hinten rutschen kann, sobald er vorn auf den Widerstand des Metalls trifft.
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Die Arbeitsweise beim Bohren
Je nachdem, wie nun genau gebohrt werden soll, spielen noch weitere Vorbereitungen eine wichtige Rolle.
Dabei kommt zum Beispiel ein Körner zum Einsatz, der beim Bohren von Metall stets verfügbar sein sollte.
Mit seiner Hilfe ist es möglich, die Stelle, an der der Bohrer ansetzen soll, leicht anzukörnen.
Dieser kleine Zwischenschritt bietet die Möglichkeit, ein Wegrutschen des Bohrers an Ort und Stelle zu verhindern.
Da dies im Zweifel sogar das Werkstück komplett beschädigen könnte, lohnt sich dieser kleine Zwischenschritt in jedem Fall.
Um das Bohren noch leichter zu gestalten, kann nach dem ersten Eindringen des Bohrers noch einmal gestoppt werden.
Dann bietet sich die Chance, etwas Bohröl hinzuzufügen und die Bohrung im Anschluss von Neuem zu beginnen.
Besondere Vorkehrungen sind auch dann von großer Bedeutung, wenn ein Durchgangsloch gebohrt werden soll.
Für den Fall ist es wichtig, kurz vor dem Austreten des Bohrers die Geschwindigkeit noch einmal zu verringern.
Durch dieses Abbremsen wird verhindert, dass das Loch am anderen Ende zu schnell und dadurch unsauber gebohrt wird.
Besonders große Bohrlöcher werden derweil stets in mehreren Schritten gebohrt.
Die erste Arbeit verrichtet ein eher kleinerer Bohrer, der anschließend durch einen größeren ausgetauscht wird.
Dies sorgt dafür, dass das Werkstück besonders sauber durchbohrt werden kann und hält außerdem den Verschleiß in annehmbaren Grenzen.
Auch die Befestigung des Werkstücks ist dabei stets zu beachten.
Das Bohren an sich gehört zu den spanenden Fertigungsverfahren in der Metallbearbeitung.
Technisch gesehen rotiert beim Bohren der eigentliche Bohrer über dem Werkstück und führt mit seinem Schliff eine Schnittbewegung durch.
Eingesetzt werden Bohrer etwa an Säulen- oder Standbohrmaschinen, in der Metallbearbeitung findet er aber auch oft in der Drehmaschine seinen Einsatz.
Je nach Einsatzgebiet und verwendeten Materialien kommen verschiedene Bohrverfahren zum Einsatz.
Rundbohren – Bohren ins Volle – Kernbohren – Aufbohren – Rundreiben – Schraubenbohren – Gewindebohren – Profilbohren
Beim Rundbohren etwa geht es darum, zylindrische Innenflächen einem Werkstück herzustellen, die koaxial zur Drehachse des zu bearbeitenden Werkstücks liegen.
Beim Rundbohren unterscheidet man außerdem die vier Verfahren „Bohren ins Volle“ (das Bohren in ein Werkstück ohne vorherige Bohrungen),
das Kernbohren (das Bohren mit einem ringförmigen Querschnitt), das Aufbohren (zum Vergrößern des Durchmessers einer schon vorhandenen Bohrung) und das Rundreiben (zur Optimierung von Maß- und Formgenauigkeit bei zylindrischen Rundbohrungen).
Das Schraubbohren dient zur Herstellung von Werkstücken in Schraubenform.
Die zugehörige Variante dazu ist das Gewindebohren, bei dem einem Gewindebohrer in eine vorhandene Bohrung ein Gewinde passend zum Schraubenwerkstück eingeschnitten wird.
Beim Profilbohren werden im Gegensatz zum Rundbohren Flächen erzeugt, die nicht zylindrisch sind.
Je nach Einsatz gibt es verschiedene genormte Profilbohrer, etwa Zentrierbohrer oder NC-Anbohrer.
Gerade beim Profilbohren wird außerdem gerne mit Sonderanfertigungen von Bohrern gearbeitet.
Formbohren – Laserbohren
Geht es um individuelle Formen, kommt das Formbohren zum Einsatz.
Die Bohrflächen müssen in diesem Fall nicht roationssymmetrisch sein.
Zu den klassischen Bohrverfahren kommen zusätzlich noch etliche Sonderbohrverfahren.
Beispielhaft sei hier das Laserbohrverfahren genannt, das zu den konventionellen Techniken einige Vorteile bietet.
Insbesondere lassen sich mit dem Laser zahlreiche und extrem feine Bohrung in beachtlich kurzer Zeit herstellen.
Bei Kleinstbohrungen auf engem Raum können bis zu 50 Bohrungen in einer Sekunde durchgeführt werden.
Außerdem lassen sich mit einem Laserbohrer enorm kleine Bohrwinkel erreichen, die mit konventionellen Möglichkeiten nicht möglich sind.
Damit eröffnet sich allein durch dieses Sonderbohrverfahren ein Spektrum ganz neuer Möglichkeiten in der Metallverarbeitung.