Präzisionsbearbeitung in der Industrie: Welche Verfahren beim Tieflochbohren eingesetzt werden 

Bei der industriellen Fertigung gibt es beispielsweise rund um Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität und Präzision immer höhere Anforderungen. Gerade bei komplexeren Bauteilen mit schmalen und langen Bohrungen stößt klassisches Bohren dann schnell an Grenzen.  

Wenn das der Fall ist, kommt in der Regel das Tieflochbohren zum Einsatz und hierbei handelt es sich um ein spezialisiertes Fertigungsverfahren. Das sogenannte Tieflochbohren wird immer mehr unter anderem in der Luft- und Raumfahrttechnik, der Automobilindustrie, aber genauso auch in der Medizintechnik und im Maschinenbau eingesetzt. 

Was versteht man unter Tieflochbohren 

Man spricht grundsätzlich dann von Tieflochbohren, wenn das Verhältnis zwischen der Bohrtiefe und dem Bohrdurchmesser besonders groß ist. Schon bei einem vorliegenden Verhältnis von mindestens 10:1 wird normalerweise von einer Tieflochbohrung gesprochen. Wobei moderne Verfahren und Methoden auch deutlich größere Tiefenverhältnisse von 100:1 und noch mehr ermöglichen. Zielsetzung ist es beim Tieflochbohren, dass tiefe Bohrungen mit einer geringen Abweichung, hoher Abweichung und einer sauberen Oberfläche hergestellt werden.  

Wer sich mit dem Thema Tieflochbohren Lohnfertigung näher beschäftigt, wird schnell erkennen, wie wichtig für die industrielle Präzisionsbearbeitung moderne Maschinen und spezialisierte Verfahren geworden sind.  

Beim Tieflochbohren besteht eine besondere Herausforderung darin, dass auch bei großen Bohrtiefen die Stabilität des verwendeten Werkzeugs sichergestellt werden muss. Hierbei müssen während der Bohrungen die Werkzeuge entsprechend gekühlt werden und entstehende Späne zuverlässig abgeführt werden. Aufgrund dieser Anforderungen kommen spezielle Kühlschmierstofftechniken und besondere Bohrsysteme in diesem Bereich zum Einsatz.  

Das Einlippen-Tiefbohrverfahren 

Das bekannteste Verfahren ist wahrscheinlich in diesem Zusammenhang das sogenannte Einlippen-Tiefbohren. Das Verfahren eignet sich besonders für hohe Präzisionsanforderungen und eher kleinere Bohrdurchmesser. Der spezielle Einlippenbohrer verfügt über eine einzige Schneide und wird durch Führungsleisten zusätzlich stabilisiert.  

Beim Tiefbohren wird der notwendige Kühlschmierstoff während des Bearbeitungsprozesses direkt an die Schneidkante geleitet, und zwar mit einem hohen Druck. Dadurch werden auch gleich entstehende Späne aus dem Bohrloch abtransportiert und es ist gleichzeitig eine gute Temperaturkontrolle möglich. Dieses verbreitete Verfahren wird viel im Werkzeugbau, der Hydraulik und in der Medizintechnik eingesetzt und ermöglicht genaue Bohrungen mit einer hohen Oberflächengüte. Das Einlippenverfahren bringt gerade bei schmalen und langen Bohrungen deutliche Vorteile gegenüber den gewöhnlichen Spiralbohrern. Durch die hohe Prozesssicherheit wird bei diesem Verfahren ebenfalls gewährleistet, dass auch die zuverlässige Bearbeitung von komplexen Werkstücken möglich ist.   

Für größere Durchmesser bietet sich das BTA-Verfahren an 

Das BTA-Verfahren kommt in der Regel zum Einsatz, wenn es um größere Bohrdurchmesser geht. Die Abkürzung beim BTA-Verfahren steht für „Boring and Trepanning Association“ und es geht hierbei um die Vereinigung, die das Verfahren ursprünglich standardisiert hat. Beim BTA-Bohren werden die entstehenden Späne durch das Innere des Bohrrohrs abgeführt und die Kühlmittelzufuhr wird über den Ringspalt zwischen Bohrung und Werkzeug durchgeführt.  

Dieses Verfahren eignet sich hervorragend bei hohen gewünschten Materialabträgen und für größere Werkstücke. Das BTA-Verfahren wird in der Industrie beispielsweise für Bauteile im Anlagen- und Maschinenbau, im Handwerk sowie für Turbinenwellen und Hydraulikzylinder verwendet.  

Ein entscheidender Vorteil des BTA-Verfahrens liegt in der höheren Wirtschaftlichkeit bei größeren Durchmessern. Darüber hinaus ermöglicht dieses Verfahren auch bei sehr tiefen Bohrungen eine sehr genaue Bearbeitung. Die modernsten Maschinen sind hierbei in der Lage, ohne ein Umspannen des Werkstücks, Tiefen von mehreren Metern zu erreichen.  

Ejektorbohren wird als flexible Lösung eingesetzt 

Eine weit verbreitete und wichtige Variante stellt das sogenannte Ejektorbohren dar. Das Ejektorbohren ist dem BTA-System sehr ähnlich, wobei hier allerdings mit einem Doppelrohrsystem gearbeitet wird. Die Späne werden während des Bohrens über das innere Rohr abgeführt, während der benötigte Kühlschmierstoff zwischen den beiden Rohren des Doppelrohrsystems zugeführt wird. 

Gerade wenn eine flexible Integration in vorhandene Maschinenparks gewünscht ist oder wenn keine Hochdruckanlage vorhanden ist, wird das Ejektorverfahren oftmals eingesetzt. Das Verfahren bietet vor allem in mittleren und kleineren Fertigungsbetrieben häufig nicht unerhebliche wirtschaftliche Vorteile.  

Das Ejektorverfahren kann in vielen Branchen vielseitig eingesetzt werden, und zwar weil es für viele verschiedene Werkstoffe wie etwa Aluminium, Edelstahl oder Stahl verwendet werden kann.  

Welche Rolle spielen die Maschinen und Werkstoffe? 

Neben dem favorisierten Verfahren spielt bei der Qualität einer Tieflochbohrung ebenfalls die eingesetzte Maschinentechnik eine entscheidende Rolle. Moderne CNC-Maschinen ermöglichen eine genaue Steuerung von Drehzahl, Vorschub und Kühlmittelzufuhr und arbeiten hochautomatisiert.  

Der Werkstoff bestimmt wiederum, welche Verfahren am besten geeignet sind. Schließlich stellen Nickellegierungen, Titan oder Stahl andere Anforderungen an Kühlung und Werkzeuge, als das beispielsweise bei Kunststoffen oder Aluminium der Fall ist.

Fazit: Tieflochbohren als Schlüssel zur industriellen Präzision

Das Tieflochbohren ist in der modernen Fertigung unverzichtbar, um extreme Tiefenverhältnisse bei maximaler Maßhaltigkeit zu realisieren. Während das Einlippenbohren bei kleinen Durchmessern glänzt, bieten das BTA- und Ejektorverfahren hocheffiziente Lösungen für größere Dimensionen und flexible Systemintegrationen. Die Kombination aus spezialisierten Werkzeugen, leistungsstarker Kühlung und modernen CNC-Maschinen sichert Branchen wie der Luftfahrt und Medizintechnik dauerhaft Wettbewerbsvorteile durch höchste Oberflächengüte und Prozesssicherheit.

FAQ: Häufig gestellte Fragen zur Tiefbohrtechnik

Ab welchem Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser spricht man vom Tieflochbohren?

Eine Tieflochbohrung liegt offiziell vor, wenn das Verhältnis von Bohrtiefe zu Bohrdurchmesser mindestens 10:1 beträgt.

Warum scheitern klassische Spiralbohrer bei tiefen Bohrungen?

Klassische Bohrer können bei großen Tiefen die entstehenden Späne nicht mehr zuverlässig abführen und überhitzen mangels gezielter Kühlmittelzufuhr.

Was ist der Hauptunterschied zwischen dem BTA-Verfahren und dem Ejektorbohren?

Das BTA-Verfahren nutzt ein einwandiges Bohrrohr mit externer Kühlmittelzufuhr, während das Ejektorbohren als flexible Lösung auf ein geschlossenes Doppelrohrsystem setzt.

Welche Werkstoffe lassen sich mit diesen Verfahren bearbeiten?

Die Verfahren sind extrem vielseitig und eignen sich für anspruchsvolle Metalle wie Edelstahl, Titan und Nickellegierungen sowie für Aluminium und Kunststoffe.

Warum ist die Kühlung beim Tieflochbohren so wichtig?

Der unter hohem Druck zugeführte Kühlschmierstoff kühlt direkt die Schneidkante und schwemmt gleichzeitig die Späne mechanisch aus dem Bohrloch.