HSC & HPC-Fräsen

HSC Fräsen ist ein Begriff, der aus dem englischen Sprachraum stammt. Übersetzt bedeutet HSC („High Speed Cutting“) Hochgeschwindigkeitszerspanung. Beim Hochgeschwindigkeitsfräsen sind die Schnittparameter – Schnittgeschwindigkeit und Vorschub – um ein Vielfaches höher als bei der klassischen Zerspanung.
HSC Fräsen kommt immer dann zur Anwendung, wenn höchste Ansprüche an das Fräsverfahren hinsichtlich Oberflächengüte und Genauigkeit gestellt werden.  Typische Anwendungsfelder für das Hochgeschwindigkeitsfräsen sind der Werkzeug- und Formenbau. Hier sind meist komplexe und hoch präzise dreidimensionale Freiformen in harten Materialien gefordert. HSC Fräsen ist primär ein (Vor-)Schlichtverfahren und deshalb in erster Linie für die Endbearbeitung eines Werkstücks vorgesehen.

Vorteile:

• Wirtschaftliche Bearbeitung mit hoher Oberflächenqualität
• Keine oder sehr geringe Nacharbeit
• Bearbeitung dünnwandiger Werkstücke
• Bearbeitung von gehärteten Materialien bis 69 HRC möglich

HPC („High Performance Cutting“) bedeutet übersetzt Hochleistungszerspanung. Und genau darum geht es - In möglichst kurzer Zeit möglichst viel Material abtragen (Schruppen).
HPC ist ein Verfahren, dass im Werkzeug- und Formenbau zur Anwendung kommt. Hier dreht sich alles um Werkstücke und Formen, die in der Regel aus hochfestem oder gehärtetem Stahl bestehen. Beim HPC Schruppen wird ein wesentlich größeres Zeitspanvolumen erreicht als beim herkömmlichen Fräsen. Die Bearbeitung erfolgt mit hohen Schnittgeschwindigkeiten, großen Vorschüben pro Zahn und großen Schnitttiefen. HPC Fräsen stellt folglich besondere Anforderungen an die verwendete Fräsmaschine. Die Werkzeugspindel muss neben hohen Drehzahlen auch ein großes Drehmoment bereitstellen, was in einer hohen Spindelleistung resultiert.  Beim Schruppen mittels HPC können, je nach Zerspansituation, verwendete Schaft- und Torusfräser über die gesamten Schneidenlänge im Materialeingriff sein. Dies führt zu einer geringeren Belastung der Fräserschneiden am Umfang und zu geringerem Verschleiß. Die Vorteile in der Bearbeitung beim HPC Fräsen liegen in kürzeren Bearbeitungszeiten, größeren Standzeiten der eingesetzten Fräswerkzeuge, einer optimierten Spanbildung und einem zuverlässigen Ableiten der entstehenden Wärme über die Späne.


Weitere Bearbeitungsverfahren finden Sie in der Leistungsübersicht

Beim CNC-Fräsen von bspw. hochfesten Werkzeugstählen geht es darum, die Bearbeitung eines Werkstücks so wirtschaftlich wie irgend möglich durchzuführen.
Darum werden hierbei zwei Frässtrategien kombiniert - HPC zum Vorschruppen > ggf. Wärmebehandlung des Werkstücks > und im Anschluss HSC Fräsen zum Schlichten. Das Schruppen dient dabei dem effizienten Materialabtrag. Durch das Schlichten wird die formgebende Oberfläche in der geforderten Maßhaltigkeit und Qualität hergestellt.

High Speed Cutting (HSC Fräsen) und High Performance Cutting (HPC) sind beides Fertigungsverfahren, die im Gegensatz zum konventionellen CNC Fräsen mit höheren Schnittgeschwindigkeiten und Vorschüben arbeiten. Die Übergänge von HPC  zu HSC Fräsen sind zwar fließend, doch im Allgemeinen gilt, dass im Gegensatz zu HPC-Fräsmaschinen (Schruppen), HSC-Fräsmaschinen auf Präzision (Schlichten) ausgelegt sind. Folglich ist beim HPC Fräsen mit einer insgesamt schlechteren Oberflächengüte und Präzision zur rechnen, sodass u.a. nur bedingt filigrane Strukturen herstellbar sind. Voraussetzung für HSC Fräsen sind Fräsmaschinen, deren Spindeln auf hohe Drehzahlen und Laufruhe ausgelegt sind. Beim HPC ist eine hohe Spindelleistung bei gleichzeitig hohem Drehmoment von Wichtigkeit. Identisch bei den Fertigungsverfahren ist der Einsatz von Maschinen mit simultan verfahrenden Achsen. Durch die Möglichkeit der simultanen Verstellung der Achsen sind komplexe Geometrien und anspruchsvolle Konturen vergleichsweise einfach herzustellen.

Sowohl beim HSC Fräsen als auch HPC Fräsen kommen Fräswerkzeuge aus Hartmetall zum Einsatz.  
Kubisches Bornitrid (CBN) üblicherweise beim Schlichten harter Werkstoffe (HRC > 50)

Trochoidales Fräsen ist eine Frässtrategie für die Hochleistungszerspanung. Bei dieser Art der Fräsbearbeitung ist der Eingriffswinkel des Werkzeugs nicht mehr konstant, sondern wird in jedem Moment der Bearbeitung an die Schnittbedingungen variabel angepasst.  Hieraus resultiert ein sich überlagerndes Bewegungsmuster, welches sich aus einer linearen und einer elliptisch-kreisförmigen Bewegung zusammensetzt.
Das Resultat sind deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten und Bearbeitung bei voller Schnitttiefe und gleichzeitig signifikant reduziertem Werkzeugverschleiß.