Tieflochbohren und Kernbohren sind zwei grundlegend verschiedene Bohrverfahren: Tieflochbohren erzeugt eine vollständige Bohrung durch das Material, bei der das Verhältnis von Bohrtiefe zu Durchmesser typischerweise 10:1 übersteigt, während Kernbohren einen zylindrischen Materialkern herauslöst und für wesentlich geringere Bohrtiefen ausgelegt ist. Der entscheidende Unterschied liegt nicht nur in der erreichbaren Tiefe, sondern auch in Werkzeugkonzept, Späneabfuhr und dem erforderlichen Maschinenaufwand. Die folgenden Abschnitte beleuchten die wichtigsten Unterschiede zwischen beiden Verfahren im Detail.
Welches Verfahren eignet sich für welche Bohrtiefe?
Kernbohren eignet sich für vergleichsweise geringe Bohrtiefen, in der Praxis meist bis zu einem Verhältnis von etwa 5:1 (Tiefe zu Durchmesser). Tieflochbohren hingegen ist speziell für Tiefen-Durchmesser-Verhältnisse ab 10:1 entwickelt worden und ermöglicht je nach Verfahren und Maschinenkonfiguration Bohrtiefen von mehreren Metern.
Beim Kernbohren wird ein ringförmiges Werkzeug eingesetzt, das einen Bohrkern stehen lässt. Dieses Prinzip ist effizient, solange die Bohrtiefe überschaubar bleibt, denn mit zunehmender Tiefe steigen Führungsprobleme, Vibrationen und Wärmeentwicklung erheblich an. Das Verfahren findet daher vor allem im Bauwesen, bei der Probenentnahme oder für kurze Durchgangsbohrungen in der Metallbearbeitung Anwendung.
Beim Tieflochbohren, etwa mit dem BTA-Verfahren oder dem Einlippenbohrer, sind Bohrtiefen bis zu 7.000 mm realisierbar. Das Verfahren ist konstruktiv auf genau diese Anforderung ausgerichtet: Werkzeugführung, Kühlmittelversorgung und Späneabfuhr sind so konzipiert, dass auch bei extremen Tiefen eine stabile Prozessführung gewährleistet bleibt.
Wie wird die Späneabfuhr bei beiden Verfahren gelöst?
Die Späneabfuhr ist einer der grundlegendsten Unterschiede zwischen Tieflochbohren und Kernbohren. Beim Kernbohren entstehen durch den ringförmigen Schnitt vergleichsweise wenige Späne, die über einfache Spülkanäle oder durch die Rotation des Werkzeugs nach außen befördert werden. Beim Tieflochbohren ist die kontrollierte Späneabfuhr hingegen ein zentrales konstruktives Merkmal jedes Verfahrens.
Späneabfuhr beim BTA-Tieflochbohren
Beim BTA-Tieflochbohren wird Kühlschmierstoff unter hohem Druck von außen, zwischen Bohrrohr und Bohrungswand, zugeführt. Die entstehenden Späne werden durch das innere Bohrrohr zuverlässig nach außen transportiert. Dieses Prinzip funktioniert auch bei großen Bohrdurchmessern und sehr großen Tiefen prozesssicher.
Späneabfuhr beim Einlippenbohrer
Der Einlippenbohrer (ELB) nutzt eine V-förmige Nut an der Außenseite des Werkzeugs, durch die die Späne nach außen abgeführt werden. Gleichzeitig wird Kühlschmierstoff durch den inneren Kanal des Werkzeugs direkt an die Schneide geleitet. Dieses Konzept ermöglicht sehr präzise Bohrungen mit kleinen Durchmessern und hoher Oberflächengüte.
Was sind die Unterschiede bei Werkzeug und Maschinenaufwand?
Kernbohrwerkzeuge sind in der Regel einfacher aufgebaut und lassen sich auf konventionellen Bohr- und Fräsmaschinen einsetzen. Tieflochbohrwerkzeuge sind dagegen hochspezialisierte Präzisionswerkzeuge, die auf dedizierten Tiefbohrmaschinen oder entsprechend ausgestatteten Bearbeitungszentren betrieben werden müssen.
Einlippenbohrer sind durch ihre Führungsleisten selbstzentrierend und erzeugen sehr gerade Bohrungen, erfordern jedoch eine exakte Vorbohrung sowie eine präzise Kühlmittelversorgung mit angepasstem Druck. BTA-Werkzeuge benötigen ein Bohrstangensystem mit Hochdruck-Kühlmittelzufuhr und ein spezielles Abdichtsystem am Werkstück. Der Investitions- und Einrichtungsaufwand ist beim Tieflochbohren deutlich höher, was sich durch die erreichbare Präzision, Reproduzierbarkeit und Bohrtiefe rechtfertigt.
Kernbohrwerkzeuge sind vergleichsweise günstig und universell einsetzbar, stoßen aber bei engen Toleranzen, tiefen Bohrungen oder hohen Anforderungen an die Geradheit schnell an ihre Grenzen.
Welche Werkstoffe lassen sich mit welchem Verfahren bearbeiten?
Tieflochbohren ist für nahezu alle metallischen Werkstoffe geeignet, darunter Baustahl, Einsatzstahl, Werkzeugstahl, Edelstahl, Duplex-Stähle, Aluminium und Aluminiumlegierungen, Kupfer und Kupferlegierungen sowie Hochleistungslegierungen wie Inconel oder Hastelloy. Auch Titan, Edelmetalle und viele Kunststoffe, einschließlich Thermo- und Duroplaste, lassen sich tiefbohren. Eine wirtschaftlich sinnvolle Bearbeitung ist jedoch bei Werkstoffen mit einer Härte über 46 HRC nur in Ausnahmefällen möglich.
Kernbohren wird ebenfalls an Metallen eingesetzt, ist aber in der Metallbearbeitung weniger verbreitet als im Bauwesen, wo Beton, Mauerwerk oder Naturstein gebohrt werden. Für hochlegierte Sondermaterialien oder Werkstoffe mit anspruchsvollem Spanverhalten ist das Kernbohren in der Regel keine geeignete Alternative.
Ein wichtiger Aspekt beim Tieflochbohren ist der Einfluss des Werkstoffs auf die Prozessqualität: Weiche Werkstoffe wie bestimmte Aluminiumlegierungen neigen zur Aufbauschneidenbildung, was die Oberflächengüte beeinträchtigen kann. Harte und zähe Werkstoffe liefern stabilere Prozesse, erhöhen aber den Werkzeugverschleiß. Selbst geringe Änderungen in der Legierungszusammensetzung oder der Wärmebehandlung können das Spanverhalten und damit das Bohrergebnis spürbar beeinflussen. Materialinhomogenitäten wie Lunker oder Einschlüsse können den Prozess zusätzlich destabilisieren.
Wann ist Tieflochbohren dem Kernbohren vorzuziehen?
Tieflochbohren ist dem Kernbohren immer dann vorzuziehen, wenn große Bohrtiefen, enge Toleranzen, hohe Anforderungen an die Geradheit der Bohrung oder eine definierte Oberflächengüte gefordert sind. Kernbohren ist keine sinnvolle Alternative, sobald das Tiefen-Durchmesser-Verhältnis 5:1 überschreitet oder wenn eine vollständige, maßhaltige Durchgangs- oder Sacklochbohrung benötigt wird.
Konkrete Anwendungsfälle, in denen Tieflochbohren klar überlegen ist:
- Hydraulikzylinder, Kolbenstangen und Ventilgehäuse mit langen Innenbohrungen
- Werkzeugformen im Formenbau mit Kühlkanälen in großer Tiefe
- Antriebswellen und Getriebekomponenten im Maschinenbau
- Medizintechnische Bauteile mit engen Maßtoleranzen
- Bauteile aus der Luft- und Raumfahrt mit hochlegierten Werkstoffen
Kernbohren bleibt sinnvoll, wenn ein Materialkern für Analysezwecke entnommen werden soll, kurze Bohrungen in weichen Materialien ausreichen oder der Einsatz einer einfachen Maschine ohne Spezialausstattung gefordert ist. In der industriellen Präzisionsfertigung ist es jedoch selten eine Alternative zum Tieflochbohren, wenn Qualität und Reproduzierbarkeit im Vordergrund stehen.
Wie wir bei Gutekunst Tieflochbohraufgaben lösen
Als langjähriger Spezialist für Tieflochbohren beherrschen wir bei Gutekunst alle drei klassischen Tiefbohrverfahren und setzen das jeweils passende Verfahren gezielt ein:
- Einlippenbohrer (ELB) für kleine bis mittlere Durchmesser mit hoher Präzision und Geradheit
- BTA-Tieflochbohren für große Bohrtiefen und Durchmesser mit sicherer Späneabfuhr
- Ejektor-Verfahren für mittlere Tiefen auf flexiblen Maschinenplattformen (vergleichend eingesetzt)
Wir bearbeiten Werkstoffe von Baustahl über Edelstahl und Aluminium bis hin zu Hochleistungslegierungen, und das bei Bohrtiefen bis zu 7.000 mm. Unsere Fertigung ist auf Einzel- und Serienteile ausgerichtet, mit zuverlässiger Terminplanung und enger Abstimmung über den gesamten Prozess hinweg. Ergänzend bieten wir Komplettbearbeitung aus einer Hand, von der Pilotbohrung über Drehen und Fräsen bis zur Oberflächenbehandlung. Wenn Sie wissen möchten, welches Tiefbohrverfahren für Ihre Anforderungen am besten geeignet ist, nehmen Sie Kontakt mit uns auf und wir beraten Sie konkret und unverbindlich.
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