Als härtester bekannter Schneidstoff weist Diamant neben seiner Eigenschaft Härte ebenso eine hohe Druckfestigkeit sowie ein hohes E-Modul auf. Dadurch ist Diamant ein bevorzugtes Material für hoch belastbare Präzisionswerkzeuge. Neben der Verwendung als Schneidstoff für NE-Metalle und Aluminium wird Diamant zum Trennen von harten und abrasiven Werkstoffen wie Silizium, Naturstein, Glas oder Beton eingesetzt. Die Verwendung als Schneidstoff für Stahl ist wegen der Kohlenstoffdiffusion nicht möglich.

Doch was genau steckt hinter dem erfolgreichen Einsatz bei diamantbestreuten Sägebändern, mit welchen Vorteilen punkten diese in der produzierenden Industrie und in welchen Zukunftsbranchen glänzen sie in der Anwendung? Antworten und Einblicke in den Herstellungsprozess geben Experten aus dem Technical Competence Center von Europas größtem Sägebandhersteller WIKUS.

Wie WIKUS die Stärken des weltweit härtesten Werkstoffs für Sägebänder nutzt

Diamantbestreute Sägebänder sind besonders leistungsstarke, zuverlässige Zerspanungswerkzeuge für sehr harte und abrasive Werkstoffe, wenn andere Schneidstoffe an ihre Grenzen stoßen. Aus dem Grund hat auch die im nordhessischen Spangenberg ansässige WIKUS-Sägenfabrik die Sägebänder der DIAGRIT-Serie entwickelt und sie mit dem härtesten verfügbaren Werkstoff Diamant ausgestattet. Damit ist das Sägewerkzeug in der Lage, nahezu sämtliche Materialien und Legierungen präzise zu trennen, zum Beispiel:

• Silizium, Glas, Graphit, hartgebrannter Kohlenstoff, Keramik
• Natur- und Kunststeine, Betonwerkstoffe, Hochlochziegel, Marmor
• Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, gesinterte Werkstoffe

So zuverlässig die Sägewerkzeuge all diese Werkstoffe zerspanen können, so aufwendig ist auch ihre Herstellung. „Unsere DIAGRIT-Sägebänder durchlaufen im Fertigungsbereich der diamantbestreuten Sägebänder ein spezielles Veredelungsverfahren“, sagt Uwe Engelhardt, Team Technical Competence Center, und ergänzt: „Die Dauer ihrer Herstellung variiert und ist vorrangig von der Größe der Diamanten abhängig. WIKUS setzt auf synthetische Diamanten, die gegenüber ihren natürlichen Pendants elementare Vorteile mitbringen. Insbesondere für industrielle Sägeanwendungen haben synthetische Diamanten gegenüber natürlichen Diamanten keine Einschlüsse oder Fehlstellen und weisen aufgrund der hohen Kristallperfektion eine noch höhere Festigkeit auf“ (siehe Grafik).

Wie sorgt WIKUS im weiteren Prozess des Veredelungsverfahrens für die extrem belastbare Bindung? „Für die Herstellung unserer DIAGRIT-Sägebänder wird eine galvanische Metallbindung verwendet“, erläutert Engelhardt weiter. „Hierbei wird in einem ersten Schritt eine Grundschicht (Layer) auf das Trägerband aufgebracht. Anschließend wird das Diamantkorn aufgestreut, mit einer Nickelschicht/Nickelbindung auf der Trägerbandoberfläche fixiert und mit dieser verbunden. Die metallische Galvanikbindung hat die Aufgabe, das Diamantkorn neben der Fixierung bis zum Erreichen der maximalen Verschleißgrenze zu halten. Die belastbare Bindung gewährleistet hohe Schnittleistungen und Standflächen. Weiterhin hat diese Bindung den Vorteil, dass zwischen den Diamanten/Diamantspitzen ein Spanraum entsteht, mit dem die Materialabfuhr gewährleistet wird.“

Grafik / Exkurs: Natürlicher Diamant vs. industrieller Sägeband-Diamant

Welche Branchen die zuverlässigen DIAGRIT-Sägebänder besonders schätzen

Eingesetzt werden diamantbestreute Sägebänder in fast allen Branchen, wo andere Schneidstoffe aufgrund von Härte, Festigkeit und Abrasivität des Schnittmaterials versagen. Stellvertretend dafür kommen sie etwa in den Fertigungsprozessen der Solar- und Halbleiterindustrie zur Teilevorfertigung von Solarwafern und Mikrochips in der Halbleiterproduktion (Werkstoff: mono- und multikristallines Silizium) zum Einsatz. Dazu gehört auch das Sägen von Graphit, etwa zur Herstellung von Elektrodenrohlingen oder Hartbrandkohle für elektrische Stromabnehmer. Die täglich erzielten Resultate finden sich so in Solaranlagen, Smartphones und elektronischen Produkten, Kfz-Motoren, bei Bremsen von Zügen oder Flugzeugteilen. 

Speziell im Bereich Solar hat sich WIKUS als anerkannter Lieferant für die Wafer- und Solarbranche etabliert. Hier sägen etwa die 2002 eingeführten DIAGRIT-Sägebänder große Silizium-Blöcke zur Weiterverarbeitung in Solarpanels, wie es zum Beispiel die „Sendung mit der Solarmaus“ von Das Erste/WDR im Jahr 2004 zeigt. „WIKUS hat den Boom der Solarindustrie bereits Anfang der 2000er Jahre mitgestaltet und ist heute weltweit führend bei der Siliziumbearbeitung“, sagt Joachim Möller, Country Sales Manager & Team Technical, und ergänzt: „Ich kann mich gut an die Markteinführung unserer diamantbestreuten Sägebänder in Nordeuropa erinnern. Einer der ersten DIAGRIT-Kunden war ein globaler Anbieter von Wafern und Solarzellen, der fast 50km nördlich des Polarkreises fertigte und den Großteil unserer Produktionskapazitäten ausmachte. Aus gutem Grund: Multikristallines Silizium in Blöcken von 156 x 156mm für Wafer wurden mit DIAGRIT deutlich schneller und effizienter zerspant als mit vorherigen Sägelösungen.“

Eine besondere Rolle mit Blick auf die Zukunft nehmen diamantbestreute Sägebänder unter anderem aufgrund des erhöhten Sägebedarfs von Silizium in Branchen wie der erwähnten Solarindustrie ein. Denn hierzulande verfolgt die Bundesregierung hohe Ziele: Im Zuge des Ausstiegs aus fossilen Energien hin zum schnelleren Ausbau von Wind- und Solarenergie soll der Anteil Erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch bis 2030 auf mindestens 80 Prozent steigen. Die Kosten für Anlagen zur Verarbeitung von Silizium im Solarbereich können zudem bis in den sechsstelligen Bereich reichen und verdeutlichen den Einsatz hochwertiger Sägelösungen, abgesehen von der unverzichtbaren Präzision der Endprodukte und einer hohen Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Zerspanungsprozesse.

Wie sieht es mit Blick auf die Bauwirtschaft aus? Hier wird DIAGRIT beim Steinsägen, etwa bei teurem Carrara-Marmor, Granit, Mauerziegeln und Kaltsandstein, eingesetzt – und sorgt mit seiner hochpräzisen und geringen Schnittkanalbreite für erheblich weniger Materialverlust. Zudem ermöglicht das Trägermaterial aus rostfreiem Stahl das Sägen mit öl- bzw. korrosionsmittelfreien Kühlmitteln oder reinem Wasser. Selbst bei längeren Stillstandzeiten wird das Trägermaterial nicht durch mögliche Oxidationen geschädigt. Gleichzeitig reduziert sich die Anzahl der Bandwechsel. Die deutsche Bauwirtschaft, noch im Jahr 2021 im Aufschwung, verzeichnete 2022 einen Produktionsrückgang aufgrund beispielsweise anhaltender Herausforderungen in der Lieferkette, hoher Energie- und Rohstoffpreise. Doch angesichts des Mangels an Wohnraum und des großen Bedarfs an Infrastrukturinvestitionen ab 2024 zeigt die Richtung wieder nach oben.

Was diamantbestreute Sägebänder so wertvoll macht

Je nach Anwendung unterscheidet sich jedes DIAGRIT-Sägeband: eine kontinuierliche Diamantbelegung für kleine Werkstoffdimensionen, eine segmentierte für mittelgroße Werkstücke und eine unterbrochene Diamantbelegung in der Regel bei großen Werkstücken. „Unsere Kunden aus der Chipfertigung in der Halbleiterindustrie benötigen zum Sägen teurer Rohstoffe wie Silizium hochpräzise Schnittergebnisse, um den Materialausschuss so gering wie möglich zu halten“, betont Uwe Engelhardt. „Alle DIAGRIT-Projekte erfordern daher eine intensive Betreuung durch Kundenbesuche vor Ort und umfassenden technischen Support.“ Daher bietet WIKUS stets das Komplettpaket mit Sägebandempfehlung, Schnittparameterbestimmung, Services wie Maschinencheck, Anwenderschulungen, Weiterbildungskurse und allem voran fundierter Beratung an.

Die zentrale Rolle nimmt das Technical Competence Center (TCC) ein: WIKUS-Experten prüfen die Bandsägemaschinen vor dem DIAGRIT-Einsatz, führen Schnittkostenanalysen durch und begleiten den Prozess hin zum idealen Schnittergebnis. Uwe Engelhardt hebt weitere Merkmale der Sägewerkzeuge von WIKUS hervor: „Was unsere diamantbestreuten Sägebänder generell unterscheidet, sind die Bereitstellung von vielen Bandabmessungen. Abmessungen sind in den Bandbreiten von 6 bis 100mm, Banddicken von 0,40 bis 1,60mm und Bandlängen bis zu 18m möglich.

Abhängig von der Anwendung und der Anforderung an die Sägeaufgabe können darauf Diamanten unterschiedlichster Korngrößen aufgestreut werden. Wichtig ist auch die Rückverfolgbarkeit in der Prozesskette auf Anforderung des Kunden oder gemäß Spezifikation: Sofern erforderlich, kann jedes Sägeband eine eigene Laufnummer erhalten und wird hinsichtlich der Lebensdauer eindeutig dokumentierbar. Dies sind weitere Aspekte, welche die Stärken, die Zuverlässigkeit und den hohen Wert der diamantbestreuten Sägewerkzeuge für industrielle Anwendungen unterstreichen.

Quelle | Wikus