PKD

PKD

PKD ist die Abkürzung für polykristallinen Diamant. Der Schneidstoff besteht aus vielen kleinen, miteinander verbundenen Diamantkörnern und wird hauptsächlich für die Zerspanung von Nichteisenmetallen, Kunststoffen, Verbundwerkstoffen und stark abrasiven Materialien eingesetzt.

PKD-Werkzeuge verbinden die hohe Härte und Verschleißfestigkeit von Diamant mit einer höheren mechanischen Belastbarkeit als monokristalline Diamantwerkzeuge. Sie werden besonders in der Serienfertigung eingesetzt, wenn lange Standzeiten, hohe Schnittgeschwindigkeiten und eine gleichbleibende Bearbeitungsqualität gefordert sind.

Aufbau von PKD

PKD besteht aus zahlreichen Diamantkörnern, die unter hohem Druck und hoher Temperatur miteinander versintert werden. Dabei entsteht eine feste polykristalline Diamantschicht.

Zwischen den Diamantkörnern befindet sich häufig ein metallisches Bindemittel. Üblicherweise wird Kobalt verwendet, das den Sinterprozess unterstützt und die Diamantkörner miteinander verbindet.

Die PKD-Schicht wird meistens auf einen Hartmetallträger aufgebracht. Der Hartmetallträger:

• stabilisiert den spröden Diamantschneidstoff,
• erleichtert die Verbindung mit dem Werkzeugkörper,
• verbessert die Handhabung,
• ermöglicht die Herstellung verschiedener Werkzeugformen.

Aus diesen PKD-Ronden werden Schneidsegmente herausgetrennt und auf Drehwerkzeuge, Fräser, Bohrer, Reibahlen oder andere Werkzeugkörper gelötet.

Herstellung von PKD

Die Herstellung erfolgt unter Bedingungen, die der natürlichen Diamantbildung ähneln. Diamantpulver und Bindemittel werden unter sehr hohem Druck und hoher Temperatur verdichtet und gesintert.

Das Verfahren wird als HPHT-Verfahren bezeichnet:

High Pressure High Temperature

Dabei verbinden sich die einzelnen Diamantkörner zu einer festen Schneidstoffschicht. Die Korngröße, der Diamantanteil, das Bindemittel und die Schichtdicke bestimmen die späteren Eigenschaften des PKD.

Eigenschaften von PKD

PKD besitzt Eigenschaften, die den Schneidstoff besonders für abrasive Nichteisenwerkstoffe geeignet machen:

• sehr hohe Härte,
• hohe Verschleißfestigkeit,
• lange Standzeit,
• hohe Wärmeleitfähigkeit,
• geringe Reibung,
• geringe Aufbauschneidenneigung,
• hohe Maßhaltigkeit,
• sehr gute Oberflächenqualität,
• hohe Schnittgeschwindigkeiten möglich,
• gute Eignung für Serienfertigung.

PKD ist deutlich härter und verschleißfester als Hartmetall. Gleichzeitig ist es spröder und empfindlicher gegenüber Stoßbelastungen, Schwingungen und ungünstigen Eingriffsbedingungen.

Polykristalliner Aufbau

Im Gegensatz zu MKD besteht PKD nicht aus einem einzelnen Kristall. Die Schneidkante wird aus vielen kleinen Diamantkörnern gebildet.

Dieser polykristalline Aufbau hat zwei wesentliche Auswirkungen:

1. PKD ist gegenüber wechselnden Belastungen normalerweise robuster als MKD.
2. Die Schneidkante kann nicht so scharf und gleichmäßig ausgeführt werden wie bei einem monokristallinen Diamanten.

Die erreichbare Schneidkantenschärfe hängt unter anderem von der Korngröße des PKD ab.

PKD-Korngrößen

PKD ist mit unterschiedlichen Diamantkorngrößen erhältlich. Die Einteilung unterscheidet sich abhängig vom Hersteller.

Grundsätzlich wird zwischen feinen, mittleren und groben Körnungen unterschieden.

Feinkörniges PKD

Feinkörnige PKD-Sorten besitzen kleine Diamantkörner und ermöglichen eine vergleichsweise scharfe und gleichmäßige Schneidkante.

Sie eignen sich besonders für:

• Schlichtbearbeitung,
• hohe Oberflächenanforderungen,
• kleine Vorschübe,
• präzise Konturen,
• Kunststoffe,
• Aluminiumlegierungen mit geringem Siliziumanteil.

Feinkörniges PKD kann bei sehr stark abrasiven Werkstoffen eine geringere Standzeit als gröbere Sorten besitzen.

Mittelkörniges PKD

Mittelkörnige Sorten stellen häufig einen Kompromiss zwischen Schneidkantenschärfe, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit dar.

Sie eignen sich für:

• allgemeine Aluminiumzerspanung,
• Serienbearbeitung,
• Schruppen und Schlichten,
• NE-Metalle,
• Kunststoffe und Verbundwerkstoffe.

Grobkörniges PKD

Grobkörniges PKD besitzt eine besonders hohe Abrasionsbeständigkeit und wird für stark verschleißende Werkstoffe eingesetzt.

Typische Anwendungen sind:

• hochsiliziumhaltige Aluminiumlegierungen,
• faserverstärkte Kunststoffe,
• Graphit,
• Hartmetall im Grünzustand,
• stark abrasive Verbundwerkstoffe.

Die Schneidkante lässt sich bei grobkörnigen Sorten nicht so fein ausführen. Dadurch ist die erreichbare Oberflächenqualität häufig geringer als bei feinkörnigem PKD.

Multimodales PKD

Multimodale PKD-Sorten enthalten unterschiedliche Diamantkorngrößen. Kleinere Körner füllen die Zwischenräume zwischen größeren Körnern aus.

Dadurch können folgende Eigenschaften kombiniert werden:

• hohe Diamantdichte,
• hohe Verschleißfestigkeit,
• gute Schneidkantenstabilität,
• verbesserte Zähigkeit,
• gleichmäßiges Verschleißverhalten.

Multimodale Sorten werden häufig für anspruchsvolle industrielle Anwendungen eingesetzt.

Geeignete Werkstoffe

PKD eignet sich vor allem für Nichteisenmetalle und nichtmetallische Werkstoffe.

Typische Werkstoffe sind:

• Aluminium,
• Aluminium-Silizium-Legierungen,
• Kupfer,
• Messing,
• Bronze,
• Magnesiumlegierungen,
• Zinklegierungen,
• Kunststoffe,
• glasfaserverstärkte Kunststoffe,
• kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe,
• Graphit,
• Holzwerkstoffe,
• Faserverbundwerkstoffe,
• Keramik im ungesinterten Zustand,
• Hartmetall im Grünzustand,
• Sandwichwerkstoffe,
• abrasive Verbundmaterialien.

Die Eignung hängt vom Gefüge, von den Füllstoffen und von der konkreten Bearbeitungsaufgabe ab.

PKD bei Aluminium

Aluminium und Aluminiumlegierungen gehören zu den wichtigsten Einsatzwerkstoffen für PKD.

PKD ermöglicht:

• hohe Schnittgeschwindigkeiten,
• geringe Aufbauschneidenbildung,
• lange Standzeiten,
• gute Oberflächen,
• hohe Maßhaltigkeit,
• wirtschaftliche Serienfertigung.

Besonders vorteilhaft ist PKD bei Aluminiumlegierungen mit einem erhöhten Siliziumanteil. Die harten Siliziumteilchen verursachen bei Hartmetall einen hohen abrasiven Verschleiß. PKD besitzt hier eine deutlich längere Standzeit.

Typische Anwendungen sind:

• Motorblöcke,
• Zylinderköpfe,
• Getriebegehäuse,
• Pumpengehäuse,
• Fahrwerksteile,
• Aluminiumprofile,
• Bauteile für Luft- und Raumfahrt,
• Elektronikgehäuse.

PKD bei faserverstärkten Kunststoffen

Glas- und Kohlenstofffasern wirken bei der Bearbeitung stark abrasiv. Herkömmliche Hartmetallwerkzeuge können deshalb schnell verschleißen.

PKD wird eingesetzt für:

• GFK,
• CFK,
• faserverstärkte Thermoplaste,
• Sandwichbauteile,
• Leiterplattenmaterialien.

Neben dem Werkzeugverschleiß müssen bei diesen Werkstoffen auch Delamination, Faserausriss und Gratbildung berücksichtigt werden.

Geeignete Werkzeuggeometrien und scharfe Schneidkanten sind entscheidend, um die Fasern sauber zu trennen.

PKD bei Graphit

Graphit erzeugt feinen und stark abrasiven Staub. PKD-Werkzeuge erreichen bei der Graphitbearbeitung häufig wesentlich höhere Standzeiten als Hartmetallwerkzeuge.

Typische Anwendungen sind:

• Elektroden für das Senkerodieren,
• Formeinsätze,
• Graphitbauteile,
• Komponenten für Hochtemperaturanwendungen.

Die Maschine sollte über eine geeignete Absaugung und gegen den abrasiven Staub geschützte Führungen verfügen.

Ungeeignete Werkstoffe

PKD ist für die Bearbeitung eisenhaltiger Werkstoffe normalerweise ungeeignet.

Dazu gehören:

• unlegierte Stähle,
• legierte Stähle,
• Werkzeugstähle,
• gehärtete Stähle,
• viele rostfreie Stähle,
• Gusseisen.

Bei erhöhten Temperaturen kann der Kohlenstoff des Diamanten mit Eisen reagieren. Dadurch entsteht ein schneller chemischer Verschleiß der Schneidkante.

Für gehärtete Stähle und harte Gusswerkstoffe wird häufig CBN eingesetzt. Für weichere Stähle kommen normalerweise Hartmetall, Cermet oder Schneidkeramik zum Einsatz.

Unterschied zwischen PKD und MKD

PKD und MKD bestehen aus Diamant, unterscheiden sich jedoch in ihrem Aufbau und Einsatzbereich.

Merkmal	PKD	MKD
Bezeichnung	Polykristalliner Diamant	Monokristalliner Diamant
Aufbau	Viele verbundene Diamantkörner	Ein einzelner Diamantkristall
Korngrenzen	Vorhanden	Nicht vorhanden
Schneidkantenschärfe	Sehr gut, abhängig von Korngröße	Extrem hoch
Verschleißfestigkeit	Sehr hoch	Bei geeigneten Werkstoffen sehr hoch
Stoßfestigkeit	Höher als bei MKD	Vergleichsweise gering
Unterbrochener Schnitt	Eingeschränkt möglich	Möglichst vermeiden
Oberflächenqualität	Sehr gut	Höchste bis optische Qualität
Typischer Einsatz	Industrielle Serienbearbeitung	Ultrapräzisions- und Optikbearbeitung
Kosten	Hoch, aber industriell wirtschaftlich	Sehr hoch
Hauptvorteil	Standzeit und Produktivität	Schneidkantenschärfe und Oberflächengüte

MKD wird eingesetzt, wenn spiegelnde oder optische Oberflächen gefordert sind. PKD ist meistens wirtschaftlicher, wenn hohe Stückzahlen und lange Standzeiten im Vordergrund stehen.

Unterschied zwischen PKD und CBN

PKD und CBN gehören zu den ultraharten Schneidstoffen, besitzen jedoch unterschiedliche Einsatzgebiete.

Merkmal	PKD	CBN
Grundwerkstoff	Diamant	Kubisches Bornitrid
Geeignete Werkstoffe	NE-Metalle, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe	Gehärtete Stähle und harte Gusswerkstoffe
Stahlbearbeitung	Normalerweise ungeeignet	Hauptanwendungsgebiet
Aluminium	Sehr gut geeignet	Normalerweise nicht wirtschaftlich
Abrasive Verbundwerkstoffe	Sehr gut geeignet	Nur eingeschränkt
Warmhärte	Hoch	Sehr hoch
Hauptanwendung	Aluminium- und Verbundwerkstoffbearbeitung	Hartdrehen und Hartfräsen

Die Werkstoffe ergänzen sich: PKD wird überwiegend für eisenfreie Werkstoffe eingesetzt, CBN für harte eisenhaltige Werkstoffe.

PKD-Werkzeugausführungen

PKD wird für unterschiedliche Werkzeugtypen verwendet.

PKD-bestückte Wendeschneidplatten

Bei diesen Werkzeugen wird ein kleines PKD-Segment mit einem Hartmetallgrundkörper verbunden.

Sie werden eingesetzt für:

• Drehen,
• Ausdrehen,
• Planen,
• Nuten,
• Schlichten,
• allgemeine Konturbearbeitung.

Je nach Ausführung besitzt die Wendeschneidplatte eine oder mehrere PKD-Schneidkanten.

PKD-Fräser

PKD-Fräser besitzen gelötete oder mechanisch befestigte PKD-Schneiden.

Typische Anwendungen sind:

• Planfräsen von Aluminium,
• Umfangsfräsen,
• Bearbeitung von Gehäusen,
• Hochgeschwindigkeitsfräsen,
• Fräsen von Verbundwerkstoffen.

Mehrschneidige PKD-Fräser ermöglichen hohe Vorschubgeschwindigkeiten und kurze Bearbeitungszeiten.

PKD-Bohrer

PKD-Bohrer werden vor allem für abrasive Werkstoffe und hohe Stückzahlen eingesetzt.

Typische Anwendungen sind:

• Bohrungen in Aluminium-Silizium-Legierungen,
• CFK- und GFK-Bauteile,
• Leiterplatten,
• Sandwichwerkstoffe,
• Aluminiumgehäuse.

PKD-Reibahlen

PKD-Reibahlen ermöglichen hohe Standzeiten und eine gleichmäßige Bohrungsqualität.

Sie werden unter anderem eingesetzt für:

• Ventilführungen,
• Lagerbohrungen,
• Passbohrungen,
• Gehäusebohrungen,
• Bohrungen in Aluminiumbauteilen.

PKD-Sonderwerkzeuge

Bei großen Serien werden häufig mehrere Bearbeitungsschritte in einem Sonderwerkzeug kombiniert.

Mögliche Funktionen sind:

• Bohren,
• Reiben,
• Senken,
• Planen,
• Fasen,
• Stufenbearbeitung.

Dadurch können Werkzeugwechsel und Bearbeitungszeiten reduziert werden.

Schneidkantengeometrie

Die Schneidkantengeometrie muss an den Werkstoff und den Bearbeitungsfall angepasst werden.

Typische Merkmale sind:

• positiver Spanwinkel,
• großer Freiwinkel,
• polierte Spanfläche,
• scharfe Schneidkante,
• definierter Eckenradius,
• stabile Schneidenausführung,
• geringe Werkzeugauskragung.

Ein positiver Spanwinkel reduziert die Schnittkräfte und die Gefahr von Aufbauschneiden. Dies ist besonders bei Aluminium und Kunststoffen vorteilhaft.

Bei stark unterbrochenen Schnitten kann eine stabilere Schneide erforderlich sein.

Schneidkantenpräparation

PKD-Schneiden können unterschiedlich präpariert werden:

• scharfkantig,
• leicht verrundet,
• mit Schutzfase,
• poliert,
• geläppt,
• laserbearbeitet.

Scharfe Schneiden eignen sich für:

• Schlichtbearbeitung,
• dünnwandige Bauteile,
• Kunststoffe,
• Faserverbundwerkstoffe,
• geringe Schnittkräfte.

Stabilere oder leicht gefaste Schneiden eignen sich eher für:

• unterbrochene Schnitte,
• größere Schnitttiefen,
• abrasive Werkstoffe,
• mechanisch belastete Bearbeitungen.

Eckenradius

Der Eckenradius beeinflusst Oberflächenqualität, Schnittkräfte und Schneidkantenstabilität.

Ein größerer Eckenradius:

• verbessert bei gleichem Vorschub die theoretische Oberfläche,
• erhöht die Schneidkantenstabilität,
• erhöht die radialen Schnittkräfte,
• kann Schwingungen verursachen.

Ein kleinerer Eckenradius:

• reduziert die radialen Schnittkräfte,
• eignet sich für filigrane Konturen,
• erzeugt bei gleichem Vorschub deutlichere Vorschubriefen,
• ist mechanisch empfindlicher.

Wiper-Geometrie

PKD-Wendeschneidplatten und Fräswerkzeuge können mit Wiper-Geometrien ausgestattet sein. Der verbreiterte Glättungsbereich reduziert die sichtbaren Vorschubriefen.

Dadurch kann:

• bei gleichem Vorschub eine bessere Oberfläche erreicht werden,
• bei gleicher Oberflächenqualität schneller bearbeitet werden,
• die Produktivität gesteigert werden.

Die Werkzeugausrichtung und der Rundlauf müssen sehr genau eingestellt sein, damit alle Schneiden gleichmäßig arbeiten.

Schnittgeschwindigkeit

PKD ermöglicht bei geeigneten Werkstoffen sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten. Besonders bei Aluminium kann die Schnittgeschwindigkeit deutlich höher als bei Hartmetall gewählt werden.

Die geeignete Schnittgeschwindigkeit hängt ab von:

• Werkstoff und Legierung,
• PKD-Sorte,
• Bearbeitungsverfahren,
• Werkzeugdurchmesser,
• Maschinenleistung,
• Werkstückspannung,
• Kühlung,
• kontinuierlichem oder unterbrochenem Schnitt.

Die Herstellerangaben der jeweiligen PKD-Sorte sind zu beachten.

Vorschub

PKD-Werkzeuge können aufgrund ihrer Verschleißfestigkeit häufig mit hohen Vorschüben eingesetzt werden. Der zulässige Vorschub hängt jedoch von Schneidengeometrie, Maschine, Werkstück und Oberflächenanforderung ab.

Ein zu hoher Vorschub kann verursachen:

• hohe Schnittkräfte,
• schlechte Oberfläche,
• Gratbildung,
• Faserausriss,
• Schneidenausbrüche,
• Maßabweichungen.

Ein zu geringer Vorschub kann dazu führen, dass das Werkzeug reibt, anstatt einen kontrollierten Span zu bilden.

Schnitttiefe

Die Schnitttiefe muss zur Größe und Stabilität des PKD-Segments passen. Bei bestückten Wendeschneidplatten darf die Schneide nicht über den vorgesehenen Bereich hinaus belastet werden.

Eine zu große Schnitttiefe kann:

• das PKD-Segment überlasten,
• die Lötverbindung belasten,
• Vibrationen erzeugen,
• Schneidenausbrüche verursachen.

PKD wird häufig zum Schlichten eingesetzt, kann mit geeigneter Geometrie aber auch für Schruppbearbeitungen verwendet werden.

Aufbauschneiden

PKD besitzt eine geringe Reibung und eine sehr glatte Spanfläche. Dadurch ist die Neigung zur Aufbauschneidenbildung geringer als bei vielen Hartmetallwerkzeugen.

Aufbauschneiden können dennoch auftreten, wenn:

• die Schnittgeschwindigkeit zu niedrig ist,
• die Schneide beschädigt oder verschmutzt ist,
• der Spanwinkel ungeeignet ist,
• der Werkstoff zum Schmieren neigt,
• die Kühlung nicht ausreichend ist.

Eine Aufbauschneide verändert die Werkzeuggeometrie und verschlechtert Oberfläche und Maßhaltigkeit.

Kühlung und Schmierung

PKD kann abhängig von Werkstoff und Anwendung trocken, mit Minimalmengenschmierung oder mit Kühlschmierstoff eingesetzt werden.

Bei Aluminium kann eine geeignete Schmierung:

• Materialanhaftungen reduzieren,
• Späne abführen,
• Oberflächen verbessern,
• das Werkstück temperieren,
• Gratbildung verringern.

Bei Kunststoffen und Verbundwerkstoffen wird häufig trocken oder mit Druckluft gearbeitet. Dabei müssen Staub und gesundheitsschädliche Partikel sicher abgesaugt werden.

Anforderungen an die Maschine

Für einen wirtschaftlichen Einsatz von PKD sollte die Maschine folgende Voraussetzungen erfüllen:

• hohe Spindelgenauigkeit,
• stabile Führungen,
• steifer Maschinenaufbau,
• sichere Werkstückspannung,
• geringe Werkzeugauskragung,
• gute Späneabfuhr,
• präzise Werkzeugvermessung,
• ausreichender Drehzahlbereich.

Schwingungen und Rundlauffehler können zu Schneidenausbrüchen und ungleichmäßigem Verschleiß führen.

Rundlauf bei PKD-Fräsern

Bei mehrschneidigen PKD-Fräsern ist ein geringer Schneidenrundlauf besonders wichtig. Bei einem zu großen Rundlauffehler übernimmt nur eine Schneide den größten Teil der Bearbeitung.

Mögliche Folgen sind:

• ungleichmäßiger Werkzeugverschleiß,
• schlechte Oberfläche,
• reduzierte Standzeit,
• höhere Schnittkräfte,
• Schneidenausbrüche.

Feineinstellbare PKD-Fräser können deshalb mit Einstellschrauben oder Kassetten ausgestattet sein, um die Schneiden exakt auszurichten.

Verschleißarten

PKD-Werkzeuge können auf unterschiedliche Weise verschleißen:

• Freiflächenverschleiß,
• Abrasionsverschleiß,
• Mikroschneidenausbrüche,
• größere Kantenausbrüche,
• chemischer Verschleiß,
• Materialanhaftungen,
• Rissbildung,
• Ablösung des PKD-Segments,
• Beschädigung der Lötverbindung.

Ein gleichmäßiger Verschleiß ermöglicht eine planbare Standzeit. Plötzliche Ausbrüche weisen häufig auf instabile Bearbeitungsbedingungen oder eine ungeeignete Schneidengeometrie hin.

Verschleiß erkennen

Anzeichen für ein verschlissenes PKD-Werkzeug können sein:

• zunehmende Oberflächenrauheit,
• Maßabweichungen,
• Gratbildung,
• steigende Leistungsaufnahme,
• verändertes Spanbild,
• Rattermarken,
• sichtbare Materialanhaftungen,
• Faserausriss,
• einzelne tiefe Riefen.

Die Schneidkante sollte regelmäßig unter Vergrößerung geprüft werden.

Nachschärfen

PKD-Werkzeuge können häufig mehrfach nachgeschärft werden. Dazu sind spezielle Schleif-, Erodier- oder Laserverfahren erforderlich.

Mögliche Verfahren sind:

• Diamantschleifen,
• Funkenerodieren,
• Laserschneiden,
• Laserabtragen,
• Läppen und Polieren.

Nach dem Nachschärfen können sich Werkzeugabmessungen, Eckenradius und Schneidenposition verändern. Das Werkzeug muss deshalb erneut vermessen und gegebenenfalls eingestellt werden.

Wirtschaftlichkeit

PKD-Werkzeuge sind deutlich teurer als vergleichbare Hartmetallwerkzeuge. Die höheren Anschaffungskosten können sich durch folgende Vorteile ausgleichen:

• wesentlich längere Standzeit,
• weniger Werkzeugwechsel,
• geringere Maschinenstillstände,
• höhere Schnittgeschwindigkeiten,
• höhere Vorschübe,
• gleichbleibende Bauteilqualität,
• geringerer Ausschuss,
• weniger Nachbearbeitung.

PKD ist deshalb besonders bei großen Serien und abrasiven Werkstoffen wirtschaftlich.

Bei kleinen Stückzahlen oder häufig wechselnden Bearbeitungsaufgaben kann ein Hartmetallwerkzeug günstiger sein.

Typische Anwendungen

PKD wird unter anderem eingesetzt für:

• Drehen von Aluminium,
• Planfräsen von Aluminiumgehäusen,
• Bearbeitung von Motorblöcken,
• Bearbeitung von Zylinderköpfen,
• Feinbearbeitung von Lagerbohrungen,
• Bohren und Fräsen von CFK,
• Bearbeitung von GFK,
• Graphitelektroden,
• Kunststoffbearbeitung,
• Leiterplattenbearbeitung,
• Holzbearbeitung,
• Bearbeitung von Verbundwerkstoffen,
• Serienfertigung in der Automobilindustrie,
• Luft- und Raumfahrtbauteile.

Vorteile

Die wichtigsten Vorteile von PKD sind:

• sehr hohe Verschleißfestigkeit,
• lange Standzeiten,
• hohe Schnittgeschwindigkeiten,
• gute Oberflächenqualität,
• hohe Maßhaltigkeit,
• geringe Aufbauschneidenneigung,
• geringe Reibung,
• hohe Wärmeleitfähigkeit,
• besonders geeignet für abrasive NE-Werkstoffe,
• wirtschaftlich in der Serienfertigung.

Nachteile

PKD besitzt auch Einschränkungen:

• hohe Werkzeugkosten,
• nicht für Stahl geeignet,
• spröder Schneidstoff,
• empfindlich gegenüber Schwingungen,
• Gefahr von Schneidenausbrüchen,
• Nachschärfen nur mit Spezialverfahren,
• geringere Schneidkantenschärfe als MKD,
• sorgfältige Sortenauswahl erforderlich,
• hohe Anforderungen an Rundlauf und Werkzeugaufnahme.

Auswahl einer PKD-Sorte

Für die Auswahl müssen mindestens folgende Faktoren bekannt sein:

• Werkstoffbezeichnung,
• Silizium- oder Faseranteil,
• gewünschte Oberflächenqualität,
• kontinuierlicher oder unterbrochener Schnitt,
• Schrupp- oder Schlichtbearbeitung,
• vorhandenes Aufmaß,
• geforderte Standzeit,
• Maschinenstabilität,
• Werkzeugdurchmesser,
• Trocken- oder Nassbearbeitung.

Die Bezeichnung PKD allein reicht für die Werkzeugauswahl nicht aus. Korngröße, Diamantanteil, Binder, Schichtdicke und Schneidengeometrie bestimmen das tatsächliche Einsatzverhalten.

Sicherheit

Bei der Bearbeitung mit PKD sind die allgemeinen Sicherheitsregeln der Zerspanung einzuhalten.

Besonders zu beachten sind:

• zulässige Werkzeugdrehzahl,
• sichere Befestigung der Schneideinsätze,
• korrekte Drehrichtung,
• geschlossene Maschinentür,
• sichere Werkstückspannung,
• geeignete Absaugung bei Graphit und Faserverbundwerkstoffen,
• Schutz vor scharfkantigen Spänen,
• beschädigte Werkzeuge nicht weiterverwenden.

Stäube aus Graphit, GFK oder CFK dürfen nicht eingeatmet werden und können elektrische beziehungsweise mechanische Maschinenkomponenten beschädigen.

Zusammenfassung

PKD ist ein polykristalliner Diamantschneidstoff für die wirtschaftliche Bearbeitung von Nichteisenmetallen, Kunststoffen, Graphit und stark abrasiven Verbundwerkstoffen.

Der Schneidstoff besteht aus vielen miteinander versinterten Diamantkörnern und bietet eine sehr hohe Verschleißfestigkeit. Im Vergleich zu MKD ist PKD mechanisch belastbarer und besser für industrielle Serienprozesse geeignet. MKD ermöglicht dagegen schärfere Schneidkanten und höhere optische Oberflächenqualitäten.

Für Stahl und andere eisenhaltige Werkstoffe ist PKD normalerweise ungeeignet. Bei gehärteten Stählen wird stattdessen häufig CBN eingesetzt.

Durch die richtige Abstimmung von PKD-Sorte, Korngröße, Werkzeuggeometrie, Schnittwerten und Maschinenbedingungen lassen sich sehr lange Standzeiten, hohe Schnittgeschwindigkeiten und gleichbleibend gute Bauteiloberflächen erreichen.