Das Schleifen galt lange Zeit als bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von Werkstücken mit sehr engen Toleranzen, bevor hochpräzise Hartdrehmaschinen entwickelt wurden. Dank neuer Technologien und durchdachter Konstruktionen sind diese präzisen Drehzentren heute in der Lage, Ergebnisse zu erzielen, die mit dem Schleifen vergleichbar sind.

Es lässt sich argumentieren, dass diese hochpräzisen Drehzentren eine wirtschaftlichere und praktischere Anschaffung darstellen als spezialisierte Schleifmaschinen, da sie zu geringeren Kosten erhältlich sind und ein flexibleres, breiteres Bearbeitungsspektrum bieten.

Diese Maschinen liefern wiederholt präzise Ergebnisse, da sie speziell dafür konstruiert wurden, gehärtete Materialien mit handelsüblichen Keramik- und CBN-Schneidwerkzeugen zu bearbeiten.

Für den Hartdrehprozess wird lediglich eine Maschine und ein Bediener benötigt, was die Produktion hochpräziser Bauteile bei gleichzeitig höherer Durchsatzrate ermöglicht. Dieses simple und praxisorientierte Verfahren führt zu niedrigeren Stückkosten.

Dank dieser Vorteile hat sich das Hartdrehen weltweit immer stärker etabliert und viele traditionelle Schleifverfahren abgelöst.

Obwohl das Schleifen für bestimmte Anwendungen oder Organisationen – etwa bei der Herstellung medizinischer Komponenten, langer und dünner Bauteile oder Teilen mit Toleranzen von weniger als ±0,0002 Zoll – weiterhin bevorzugt wird, sprechen die zahlreichen Vorteile dafür, das Hartdrehen als führende Technologie im Bereich der Feinbearbeitung keinesfalls auszuschließen.

Unter Hartdrehen versteht man in der Regel den Einsatz einer Drehmaschine oder eines Drehzentrums, bei dem mit einschneidigen Drehwerkzeugen Materialien mit einer Härte von 45 HRc bearbeitet werden. Üblicherweise bewegen sich diese Werte im Bereich zwischen 58 und 68 HRc.

Mit diesem Verfahren lassen sich Nuten und Konturen sowie hochpräzise Gewinde in nur einer Aufspannung herstellen, da mit einschneidigen Werkzeugen gedreht und geschnitten wird.

Tatsächlich kann Hartdrehen, sowohl als Ersatz für Schleifarbeiten als auch als Vorbereitung für das Schleifen, erfolgreich bei komplexen Werkstoffen wie einsatzgehärtetem Stahl, Stahllegierungen und gesintertem Hartmetall eingesetzt werden.

Vorteile des Hartdrehens

• Kosteneinsparungen – Im Vergleich zu spezialisierten Schleifmaschinen sind CNC-Drehzentren in der Regel günstiger und vielseitiger einsetzbar. Durch die Wahl des Hartdrehens entfallen sowohl die Kosten für Kühlschmierstoffe als auch deren Entsorgung, da das Verfahren oft trocken durchgeführt werden kann. Weitere Einsparungen ergeben sich durch einen geringeren Werkzeugbestand.
• Fertigungsspielraum – Mit einem einzigen Aufbau sind mehrere Bearbeitungsschritte möglich, wobei Drehzentren oder Drehmaschinen zudem leichter für automatisierte Abläufe konfigurierbar sind.
• Schnellere Rüst- und Zykluszeiten – Hartdrehen beschleunigt die Produktionszyklen und minimiert gleichzeitig Maschinenstillstand, da die Rüstzeiten kürzer und die Spanabtragsraten üblicherweise drei- bis sechsmal höher sind als beim Schleifen. Auch das Be- und Entladen der Werkstücke erfolgt schneller.
• Vereinfachter Betrieb – Für das Hartdrehen können standardisierte PCBN-Einsätze verwendet werden, die sich schnell auswechseln lassen und die Herstellung komplexer Geometrien ermöglichen. Im Gegensatz dazu sind für Schleifarbeiten oft speziell abgerichtete Schleifscheiben erforderlich. Zudem können Arbeitsgänge, die sonst mehrere Schleifmaschinen benötigen, auf einem einzigen Drehzentrum erledigt werden.
• Umweltfreundlicher – Drehzentren verbrauchen weniger Strom als Schleifmaschinen und bieten damit sowohl wirtschaftliche als auch ökologische Vorteile. Zusätzlich können beim Hartdrehen entstehende Metallspäne recycelt werden, während der beim Schleifen anfallende Schleifschlamm als Industrieabfall entsorgt werden muss.

Erfolgsfaktoren für das Hartdrehen

Nicht jedes Drehzentrum oder jede Drehmaschine ist für das Hartdrehen geeignet. Es ist entscheidend, dass die Maschine über eine hochpräzise Positionierung verfügt, um Werkstücke mit der gewünschten Oberflächengüte und Toleranz herstellen zu können.

Außerdem ist eine maximale Maschinensteifigkeit erforderlich, um Vibrationen zu unterdrücken. Von Vorteil, wenn auch nicht zwingend, ist ein Maschinenbett mit hoher statischer und dynamischer Steifigkeit.

Ebenso wichtig ist, dass die CNC-Maschine für die Schnittbedingungen und die erforderlichen Geschwindigkeiten der Schneidwerkzeuge ausgelegt ist und Wärme effizient ableiten kann. Die Kombination aus Maschinen- und thermischer Stabilität, unterstützt durch eine stabile Werkzeug- und Werkstückaufnahme, gewährleistet hochwertige Endergebnisse.