<ul><li>Werkzeugmaschinen: Nutzfahrzeug-Zulieferer fertigt flexibel hochwertige Kernkomponenten</li><li>Werkstückspannen: Zentrischspanner mindert die Vibrationsneigung beim robusten Fräsen</li><li>Messtechnik: Das Prüfen von Lage und Temperatur forciert die Radsatzfertigung</li></ul>

Höheres Produktionsvolumen präziser Mikrokomponenten

Finishen – Mikrokomponenten – Feinschleifanlage

Kompromissfrei den Ausstoß steigern – so das Ziel der schweizerischen Micro Precision Systems AG im Kontext präziser Mikrokomponenten. Angesichts von Genauigkeiten im Nanometerbereich bei der Feinschleifbearbeitung fiel die Entscheidung auf eine Maschine aus Wolfach.

Als Reaktion auf einen starken Anstieg des Produktionsvolumens war die schweizerische  MPS Micro Precision Systems AG im Jahr 2017 auf der Suche nach einer Möglichkeit, die Kapazität in der Herstellung von Mikrokomponenten zügig auszubauen, ohne Kompromisse bei der Bearbeitungsqualität einzugehen. Die Wahl des in Biel beheimateten Unternehmens fiel, in Zusammenarbeit mit dem Partner Perfecbore, schnell auf die Feinschleifanlage Supfina Spiro F5.

Nach einer schnellen und unproblematischen Inbetriebnahme im März 2018 wurden bereits über 130 000 hochpräzise Mikrokomponenten bearbeitet. Neben ihrer Zuverlässigkeit und Präzision überzeugt die Spiro auch in der Bedienung: »Sowohl die Ergonomie der Maschine als auch die Benutzerfreundlichkeit überzeugen in der täglichen Arbeit. Schnelle und unkomplizierte Einstellungen ermöglichen einen vielseitigen Einsatz der Maschine«, so Eric Beeler, Surface Treatment Manager bei MPS.

Schnelle Reaktion auf Anfragen  dank kurzer Rüstzeiten

An insgesamt drei Produktionsstätten produziert MPS lokal in der Schweiz eine Vielzahl präziser Mikrokomponenten und leistet darüber hinaus Mikromontagen im Reinraum. Von Optik über Medizin bis hin zur Wissenschaft finden die Produkte des Schweizer Herstellers Verwendung. Doch egal in welcher Branche die Produkte eingesetzt werden, immer zählen höchstmögliche Präzision, Wirtschaftlichkeit sowie schnelle Reaktionen auf sich verändernde Marktumstände und Kundennachfragen.

Genau in diesen Punkten sieht MPS Vorteile in der engen Zusammenarbeit mit dem Wolfacher Lösungsanbieter Supfina, bei dem sich die gleichen Stichworte in der Firmenphilosophie finden. So profitiert der Schweizer Hersteller nicht nur von der gesteigerten Flexibilität, welche die Spiro F5 durch kurze Rüstzeiten ermöglicht. Auch der kompromisslose Fokus Supfinas auf hochpräzise Bearbeitung im Mikrometer-Bereich verschaffte eine gesteigerte Produktionsrate, ohne Einschnitte bei der gleichbleibend hohen Bearbeitungsqualität hinnehmen zu müssen.

Mit einem vollen Lastenheft trat MPS bezüglich einer neuen Feinschleifmaschine an Supfina und Perfecbore heran. Gute Ergonomie der Maschine,  Benutzerfreundlichkeit und geringer Platzbedarf der Maschine waren bei der Kaufentscheidung grundlegend. Der Hauptfokus jedoch lag vor allem auf der absoluten Präzision in der Bearbeitung. Hier geht es um Nanometer, damit nachfolgende Bearbeitungsvorgänge problemlos durchgeführt werden können und das finale Produkt höchsten Anforderungen an minimale Reibung und hohe Leistungsfähigkeit gerecht wird. Für den Beweis der nachhaltigen Erfüllung der Bearbeitungsstandards wurde von Supfina eigens für MPS ein Verifizierungsprojekt durchgeführt.

Schnelle und vertrauensvolle  Zusammenarbeit

Der Grundstein der Zusammenarbeit zwischen Supfina, Perfecbore und MPS wurde bereits früh gelegt. »Supfina machte von Anfang an einen sehr guten Eindruck aufgrund der schnellen Reaktionsfähigkeit sowie der Qualität der Zusammenarbeit und Kommunikation. Obwohl die Spiro F5 als Neuheit auf den Markt kam, entschieden wir uns aufgrund unseres professionellen Austauschs schnell für eine Anschaffung der Maschine«, so Michael Bazzan,  Deputy Production Manager bei MPS. Neben dem Planungsprozess half ein schneller und enger Kontakt auch bei der Auslieferung und Inbetriebnahme. So fand die montiert gelieferte Spiro F5 sofort ihren Platz in der Produktionshalle und konnte schnell produktiv eingesetzt werden. Die intuitive Bedienung sorgte darüber hinaus für eine rasche Eingewöhnung der Bediener.

Breites Supfina-Angebot  im Bereich Feinschleifen

Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen MPS und Supfina schreibt damit die Erfolgsgeschichte der Spiro-Serie fort. Als kleinster Vertreter der Serie überzeugt die Spiro F5 als platzsparendes Modell für die hochpräzise Bearbeitung kleinerer Werkstücke bis zu einem Durchmesser von 150 mm und einem Maximaldruck von 400 daN. Geht es um das Feinschleifen von Werkstücken mit einem Durchmesser von 5 bis 220 mm bietet Supfina mit der Spiro F7 eine wirtschaftliche Alternative und mit bis zu 1800 daN mehr Kraft in der Bearbeitung.

Als neuester Vertreter der Spiro- Serie feierte die innovative F12 im vergangenen Jahr ihr Debüt. Mit einem Werkzeugdurchmesser von 1160 mm ist sie für die besonderen Anforderungen bei der Bearbeitung großer Werkstücke bis 420 mm Durchmesser konzipiert. Für alle Modelle der Spiro-Baureihe legt Supfina großen Wert auf individuelle Lösungen für unterschiedliche Herausforderungen der Kunden.

Standen bei MPS besondere Anforderungen an nachhaltig prozesssichere Präzisionskriterien im Fokus, bietet Supfina seinen Kunden, neben der breiten Maschinenpalette, als Full-Liner unter anderem individuelle Automationslösungen, um Takt- und Rüstzeiten zu verringern und somit die Produktivität zu steigern.

Bild 1: Die Feinschleifmaschine Supfina Spiro F5

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Bild 2: Bestückung der Spiro F5 mit Mikrokomponenten

Bild 3: Eric Beeler, Surface Treatment Manager bei MPS, an der Steuerung der Spiro F5

Supfina_Hauptartikel

MPS Micro Precision Systems AG CH-2504 Biel-Bienne Tel. +41 32 344 43 00 <a href="http://www.mpsag.com">www.mpsag.com</a>

Feinstbearbeitung / Finishen

Spanende Verfahren

Fräswerkzeuge – Automobilbau-Ausstatter – Drehtischlager

Kompakte Sonderfräser von Avantec befähigen die Fördertechnik-Profis von Expert-Tünkers, komplexe Kugelkränze an Drehtischgehäusen so schnell und genau auf einer Fräsmaschine zu fertigen, dass das Drehen entfällt. Prozessflexibilität und -effizienz nahmen deutlich zu.

Die Intelligenz wandert ins Werkzeug. So heißt ein Trend in der Zerspanung. Gemeint ist, dass Sensorik, Displays und andere elektronische Features Fräsern oder Bohrern Fähigkeiten verleihen, die man sonst der CNC-Maschine zuschreibt. Doch die Praxis zeigt, dass der Begriff der Intelligenz weiter gefasst werden muss, und zwar im Hinblick auf eine clevere Gestaltung der Werkzeugkörper selbst. Ein Hersteller, der diesen Aspekt verdeutlicht, ist Avantec, Frässpezialist aus Illingen. Bei seinem Kunden Expert-Tünkers im hessischen Lorsch gelang es ihm, mithilfe zweier Sonder-Fräswerkzeuge eine knifflige Fertigungsaufgabe zu lösen: das hochgenaue, schnelle Fräsen von Kugelkränzen auf einer konventionellen Universal-Fräsmaschine.

Positionieren, Takten, Drehen −  Automation in allen Dimensionen.  Das sind die Schlagworte, mit denen Expert-Tünkers das eigene Tätigkeitsfeld charakterisiert. Gegründet 1961, versteht sich das Unternehmen als  internationaler Marktführer auf dem Gebiet dynamischer Fördersysteme und Drehtische. Und diese verrichten ihren Dienst fast ausschließlich in der Automobilindustrie. Den Hessen zufolge ist es egal, in welches Auto man einsteigt − wahrscheinlich sei es dereinst mit  Tischen von Expert-Tünkers gedreht oder mit Transporttechnik aus Lorsch durch die Werkhalle bewegt worden.

Die hohe Kugelkranzpräzision sollte möglichst einfach zu erzeugen sein

Zu dem Qualitätsanspruch, den man bei Expert-Tünkers pflegt, gehört eine ausgeprägte Fertigungstiefe, sodass für jedes zu erzeugende Formelement eigenes Know-how zum Tragen kommt.  Sogar die Lager der Drehtische stellt man in Lorsch selbst her. Schließlich müssen die relativ langsam laufenden Tische hohe Lasten nicht nur schnell sowie stoß- und ruckfrei bewegen, sondern auch mit hoher Präzision.

 Ein zentraler Arbeitsschritt in der Drehtischfertigung ist das Einbringen umlaufender Nuten in das Gehäuse,  in denen später die Lagerkugeln rollen, sogenannte Kugelkränze. Es liegt auf der Hand, dass besonders diese in puncto Form-, Maß- und Lagegenauigkeit sehr hohen Anforderungen genügen müssen. »Die Genauigkeitsanforderungen nehmen stetig zu«, berichtet Alexander von Schwech, Arbeitsvorbereitung Bereich Technologie bei Expert-Tünkers. »Aktuell reden wir hier von höchstens zwei Hundertsteln Abweichung im Durchmesser, in der Höhe und im Planlauf sowie von H7-Qualitäten bei den Passungen.«

Doch die zunehmende Präzision war nicht der Hauptgrund, der die Fertigungsspezialisten in Lorsch bewog, nach einer alternativen Technologie zum Erzeugen der Kugelkränze Ausschau zu halten. Viel schwerer wog ein Verbesserungspotenzial in puncto Fertigungsorganisation und Kosten. Alexander von Schwech: »Ursprünglich hatten wir die Kugelkränze auf einer separaten Portalfräsmaschine gedreht. Das war relativ aufwendig. Nachdem dann in zwei Drehfräszentren investiert worden war, konnten wir das gesamte Gehäuse mindestens doppelt so schnell und auch präziser komplettfertigen. Aufgrund steigender Nachfrage reichte die Kapazität der Zentren jedoch nicht aus; zu einer weiteren Abarbeitung stand uns aber nur eine einfache Fräsmaschine zur Verfügung, die ursprünglich für andere Aufgaben vorgesehen war.«

So stellte sich die Frage: Wie kann auf der im Vergleich zu einem Drehfräszentrum gut halb so teuren Universal-Fräsmaschine mit ganz anderer Kinematik eine dem Drehen adäquate Performance erreicht werden? Eigentlich gar nicht, drängt sich als Antwort auf. Aber mit ihr wollte man sich in Lorsch nicht zufrieden geben und fragte den Werkzeugpartner Avantec um Rat.

Ralf Unzeitig, Technische Beratung und Verkauf bei Avantec, analysierte den Sachverhalt und erkannte rasch, dass dieses Problem mit den Möglichkeiten von Avantec durchaus gelöst werden kann. »Ausgehend von den  Erfahrungen mit ähnlichen Werkzeugen definierten wir die hier maßgeblichen Anforderungen. So war ein außergewöhnlich kompakter Fräser gefragt.  Zudem mussten die Wendeschneidplatten zu einer hohen Leistung fähig sein.«

 Unzeitig und sein Team skizzierten erste Werkzeug-Entwürfe, denen zunächst die Erfordernisse zweier ausgewählter Tische zugrunde lagen.

»Problematisch war die Komplexität der Konturen, die auf den ersten Blick gar nicht so offensichtlich ist«, erläutert Hermann Lerner, Teamleiter Produktion und Antriebstechnik bei Expert-Tünkers. »Und diese Konturen sollten bei jeder Gehäusegröße zuverlässig und präzise herstellbar sein.« Ralf Unzeitig: »Angesichts der vielen Störkanten und der nötigen Leistung zum Spanen ins Volle waren möglichst viele Wendeschneidplatten vorzusehen. Andererseits mussten wir, um die angestrebte Qualität zu erzeugen, den Fräser immer mehr verkleinern. Das war die Herausforderung.« Ein weiteres Ziel sei es gewesen, die  Vielfalt der Wendeschneidplatten klein zu halten.

Eine Leistungsfähigkeit realisiert,  die sonst dem Drehen vorbehalten ist

Und all diesen Herausforderung zeigten sich die Beteiligten gewachsen. Ein Resultat ihrer Bemühungen war ein sehr kompakter Sonder-Multi-Formfräser ›Xtra Kontur‹ zum Schruppen. In Lorsch gibt es ihn in den Basisgrößen 50 und 80 mm, bestückt mit acht und zwölf Wendeschneidplatten in jeweils vier Ausführungen. Ergänzt wird er von einem Sonder-Scheibenfräser mit zwei verschiedenen MO-Wendeschneidplatten, einer nach oben und einer nach unten, für die nachfolgende Schlichtoperation, die das Höhenmaß in H7 erzeugt. Und zum Vorfräsen einer unterschiedlich tiefen einfachen Nut lieferte Avantec einen Standard-Scheibenfräser CB18 gleich mit.

Alexander von Schwech verhehlt seine Freude darüber nicht, dass er den »Wahnsinn«, wie er das vor ihm liegende Problem einst bezeichnete, mithilfe von Avantec in eine hocheffiziente Fertigungslösung verwandeln konnte: »Obwohl wir die Konturen auf einer konventionellen Fräsmaschine herstellen, sind diese wie gefordert nicht nur reproduzierbar maßgenau mit hoher Oberflächenqualität; wir sind auch schnell.« Damit sei man nicht nur so genau wie mit dem Drehen, sondern benötige auch kaum mehr Fertigungszeit. »Etwa gleich schnell bei gleicher Qualität − ein solches Ergebnis übertraf unsere Erwartungen«, bestätigt auch Hermann Lerner. »Das hat meine Überzeugung, man könne solche Konturen nie so gut fräsen wie drehen,  gehörig auf den Kopf gestellt.«

Ralf Unzeitig ergänzt: »Diese Performance ist auch auf unser Know-how bezüglich anspruchsvoller hochpositiver Wendeschneidplatten zurückzuführen. Erst diese Schneiden ermöglichen eine solch sanfte Spanbildung, wie sie zum Erzeugen einer hohen Oberflächengüte nötig ist.«

 Mit dieser Werkzeuglösung fühlen sich die beiden Fertigungsfachleute  von Expert-Tünkers für eine effiziente  Eigenfertigung ihres Kernprodukts ›Tischgehäuse‹ auf lange Sicht gut aufgestellt. Denn das Zukaufen solcher Bauteile ist nach ihrer Erfahrung heutzutage aus betriebswirtschaftlicher Sicht kaum noch vertretbar.

Alexander von Schwech hat noch einen Rat für andere Zerspaner: »Eine solche Lösung ist für all diejenigen interessant, die ihren Maschinenpark zurzeit nicht erweitern können, sondern mit dem Vorhandenen zurecht kommen müssen. Auch wenn Sonderwerkzeuge deutlich teurer sind als Standardprodukte − die Einspareffekte wiegen die Mehrkosten auf, ebenso wie der Nutzen, der aus einer flexibleren Fertigung resultiert.« Unter Umständen könne man sogar eine Fremdfertigung wieder zurück ins eigene Haus holen.

So bleibt die Erkenntnis: Erwächst Intelligenz, die ins Werkzeug wandert, aus Bits und Bytes, wird ihr ganz sicher Anerkennung zuteil. Basiert sie auf cleverer mechanischer Konstruktion, kann sie sogar begeistern.

Bild 1: Der ultra-kompakte Sonderfräser, den Avantec für Expert-Tünkers entwickelte, nach dem Schruppfräsen des Kugelkranzes an einem Drehtisch-Gehäuse

Bild 2: Solche Drehtische für den Automobilbau sind das Kernprodukt in Lorsch. Es gibt sie standardmäßig in 16 Varianten von 350 bis 3200 mm Durchmesser

Bild 5: Ihr Werkzeug machte die ›Fräse‹ zum Tausendsassa (von links): Alexander von Schwech,  Arbeitsvorbereitung Bereich Technologie bei Expert-Tünkers, Ralf Unzeitig, Technische Beratung und Verkauf Avantec, und Hermann Lerner, Teamleiter Produktion und Antriebstechnik bei Expert-Tünkers

Bild 3: Auf jede Schraube eine Platte: Extreme Platzausnutzung ist ein Merkmal des Xtra Kontur, den Avantec für Expert-Tünkers gestaltete; hier als Screenshot

Bild 4: Jeder Xtra Kontur trägt wie hier rechts  in der 80-mm-Version zwölf verschiedene Wendeschneidplatten. Hinten der Schlicht-Scheibenfräser Xtra MT 90

Hauptartikel

Expert-Tünkers findet man überall dort, wo in Automobil-Werkhallen Funken sprühen, wo Karosserieteile durch lange Fügestraßen gleiten und Industrieroboter agieren. Alle großen Automobilhersteller setzen auf die Automationslösungen der Lorscher Spezialisten im Takten und Positionieren. Die rund 150 Mitarbeiter erwirtschaften mit den Drehtischen, maßgeschneiderten Förderanlagen und Roboterachsen für den Automobil-Rohbau einen Jahresumsatz von 40 bis 45 Millionen Euro. Seit 2006, dem Jahr der Übernahme von Expert durch die Tünkers-Gruppe, verdreifachte sich der Umsatz nahezu. Es wird auch wieder kräftig investiert, zuletzt 2018 in eine neue Montagehalle und 2019 in neue Maschinentechnik.

Expert-Tünkers GmbH, 64653 Lorsch, Tel. +49 6251 592-0, <a href="http://www.expert-tuenkers.de">www.expert-tuenkers.de</a>

Fräswerkzeuge

Präzisionswerkzeuge

»Wir sind bereit für neue Herausforderungen«

Rückblick parts2clean 2019 –Fokus Teilereinigung –Trends und Aussichten

Prozesse, Technologien und Märkte entwickeln sich weiter. Stärkere Differenzierung und die Ausrichtung auf zukünftige Anforderungen stehen im Mittelpunkt der aktuellen Diskussion.

Auch um die Teilereinigung hat die derzeitige Auftragsflaute keinen Bogen gemacht. Drei Tage lang präsentierte sich die parts2clean in ihrer 17. Auflage mit 230 Ausstellern aus 20 Ländern erneut als Informations- und Beschaffungsplattform für die industrielle Teile- und Oberflächenreinigung. Die internationale Leitmesse konnte damit das Niveau der Vorjahres-Veranstaltung halten. Die am stärksten vertretenen Besuchernationen nach Deutschland waren die Schweiz und Österreich, gefolgt von Italien, Frankreich und Großbritannien.

»Das stabile Besucherniveau in einem wirtschaftlich schwierigen Umfeld zeigt die große Bedeutung der parts2clean als weltweite Drehscheibe zur Geschäftsanbahnung im Bereich der industriellen Bauteilreinigung«, sagt Olaf Daebler, Global Director parts2clean bei der Deutsche Messe AG. Angesichts gedämpfter Konjunkturaussichten, einem von Unsicherheit geprägten Wirtschaftsumfeld im Bereich der Automobilindustrie sowie Meldungen über verringerte oder gestrichene Reisebudgets waren zahlreiche Aussteller mit durchaus verhaltenen Erwartungen zur Messe gekommen. »Von unseren Ausstellern haben wir erfahren, dass es in den Gesprächen erfreulicherweise vielfach um neue konkrete Anwendungen ging«, so der Veranstalter.

Dieses Bild bestätigt Gerhard Koblenzer, Geschäftsführer der LPW Reinigungssysteme GmbH und Leiter des Fachausschusses ›Verfahren und Anlagentechnik‹ im Fachverband industrielle Teilereinigung (FiT): »Der Anteil zerspanter Oberflächen wird sicherlich abnehmen, denn die Mobilität definiert sich gerade neu.« Herausforderungen für die Teilereinigung sieht er etwa in der Medizintechnik infolge regulatorischer Eingriffe, der schwächelnden Konjunktur in Europa sowie dem Handelskrieg zwischen Nordamerika und China. »Die Veränderungen von Fertigungsprozessen beschäftigt gerade die Branche der Teilereinigung besonders. Wir stellen uns auf neue Verfahren wie die  addititve Fertigung ein, die besonders komplexe Teile zur Reinigung hervorbringt, wie auch auf die zunehmend hybriden Werkstücke, die im Zuge von Industrie 4.0 häufig eine Verbindung aus mechanischem Teil und Elektronikkomponente besitzen.« Solange es keinen Konsens über den Antriebsstrang der Zukunft gäbe, würde die Unsicherheit bleiben. Koblenzer stellt aber klar: »Egal ob die Brennstoffzelle oder der Elektroantrieb das Rennen machen: Wir sind für besondere Aufgabenstellungen, wie sie etwa das Reinigen der Membrane einer Wasserstoffzelle darstellt, gewappnet.«

Einen wesentlichen Beitrag zum  hohen Niveau des zukunftsorientierten Lösungsangebots leisten auch die zahlreichen Neu- und Weiterentwicklungen, die von den Ausstellern auf der parts2clean vorgestellt wurden. Das Spektrum reichte von Anlagen-, Verfahrens- und Prozesstechnik über Lösungen für die Automatisierung und Digitalisierung, Rein- und Sauberräume, Medien, Reinigungsbehältnisse und Werkstückträger bis hin zu Badpflege, Sauberkeitskontrolle sowie Korrosionsschutz und Verpackung. »Im Fokus der Innovationen stehen die Aufgabenstellungen für die Bauteilreinigung, die sich unter anderem durch die Veränderungen in verschiedenen Branchen sowie den Einsatz neuer Fertigungs- und  Fügetechnologien ergeben«, berichtet Daebler. »Weiterhin geht es um die höheren und zunehmenden partikulären und filmischen Sauberkeitsanforderungen, mit denen die ausstellenden Unternehmen heute aus Industriebranchen wie der Medizintechnik, der Elektro- und Elektronikindustrie oder der optischen Industrie konfrontiert werden.«

Unklarheiten  beim Antriebsstrang der Zukunft

Dies bestätigt Rainer Straub, Vice  President Sales & Customer Service, Ecoclean GmbH: »Aufgrund der Vorzeichen und der Teilnahme an anderen Leitmessen im Vorfeld ist die parts2clean für uns stabiler gelaufen als erwartet. Es kamen deutlich weniger Besucher aus der Automobilindustrie, aber wir haben sehr substanzielle Kontakte knüpfen können und neue Anfragen zu Reinigungsanforderungen erhalten, die wir so in der Vergangenheit nicht hatten. Dabei geht es um Aufgabenstellungen aus dem Leichtbau, der Medizintechnik, Elektronik, Präzisionstechnik und -optik. Sehr interessante Anfragen, unter anderem aus dem Bereich Aluminium-Druckguss, konnten wir auch durch unsere neue Lösung für das Entgraten und Reinigen von Einzelteilen in einem Prozess generieren  sowie zur partiellen Bauteilreinigung.«

Mit 86 Prozent ist die Zahl derer, die in betriebliche Investitionsentscheidungen involviert sind, gegenüber dem Vorjahr leicht gestiegen. 76 Prozent der Fachbesucher gaben an, die parts2clean mit konkreten Investitions- und Kaufabsichten zu besuchen. Von ihnen  planen 77 Prozent die Investition innerhalb der kommenden zwölf Monate. Das Investitionsvolumen beträgt bei 39 Prozent mehr als 100 000 Euro.

Neues und Wissenswertes, das Unternehmen bei der stabilen und wirtschaftlichen Bewältigung ihrer Reinigungsaufgaben unterstützt, bot neben den Ausstellerpräsentationen auch das  Rahmenprogramm der parts2clean.  Gespräche über Prozesslösungen, die sich am Zustand der Bauteile und der geforderten Sauberkeit orientieren, standen im Mittelpunkt der Sonderfläche ›QSREIN 4.0‹ des FiT. Themen sind beispielsweise die Optimierung bestehender Prozesse sowie Lösungen für neue Aufgabenstellungen. Durch die verschiedenen Schritte, die erforderlich sind, um eine definierte Bauteilsauberkeit zu erreichen, zu dokumentieren und zu erhalten, wurden die Besucher auf der gemeinsam mit dem Cleaning Excellence Center (CEC) organisierten Sonderschau ›Prozessablauf Bauteilreinigung mit Sauberkeitskontrolle‹ durch Spezialisten für technische Sauberkeit geführt. Entsprechend hochwertige Kontakte konnten die ausstellenden Unternehmen knüpfen und vielversprechende Projekte anbahnen.

Dies bemerkte auch Peter Ruoff, Leitung Marketing & Vertrieb, Mafac – E. Schwarz GmbH & Co. KG: »Wir hatten in diesem Jahr gleichviele Besucher am Stand wie im vergangenen Jahr, wobei die Automobilbranche und hier insbesondere die OEM und Tier-1- Zulieferer schwächer vertreten waren. Dies wurde aber durch Besucher aus anderen Branchen wie der Uhrenindustrie, Medizin- und Lebensmitteltechnik sowie anderen Industriebereichen ausgeglichen. Sie sind mit einigen interessanten Aufgaben zu uns gekommen und ich bin sicher, dass wir aus den Kontakten wieder einige Aufträge generieren können.«

Bedeutung der Teilereinigung  als Qualitätsmerkmal

Unabhängig davon, ob klassische Aufgabenstellungen oder neue Anwendungen, beispielsweise in der additiven Fertigung, Elektromobilität oder durch Weiterentwicklungen in der Halbleitertechnologie – die Bedeutung der Bauteilsauberkeit als Produkteigenschaft und Qualitätsfaktor wird weiter steigen. Davon gehen auch die Besucher der internationalen Leitmesse aus. Entsprechend  planen neun von zehn Besuchern, die Messe wieder zu besuchen.

Bild 3: Spezielle Trays für Setzware wie bei Fries Kunststofftechnik runden das  Angebot ab

Bild 1: Zufrieden mit der Messe (von links): Gerhard Koblenzer, Geschäftsführer der LPW Reinigungssysteme GmbH und Leiter des Fachausschusses ›Verfahren & Anlagentechnik‹ beim FiT, Olaf Daebler, Global Director parts2clean, Deutsche Messe AG, und Frank-Holm  Rögner, designierter Sprecher der Fraunhofer-Allianz Reinigungstechnik

Bild 2: Am Stand von Ecoclean wurden vollautomatisierbare Reinigungslösungen ausgestellt 

p2c-Hauptartikel

Veranstalter: Deutsche Messe AG 30521 Hannover Tel. +49 511 89–0 <a href="http://www.parts2clean.de">www.parts2clean.de</a>

Teilereinigung

Oberflächentechnik

Reinigen und Vorbehandeln

Automotive

Fahrzeugbau

Leichtbautechnologien – Werkstoff CFK – automatisierte Nachbearbeitung – Prozessintegration

Automatisierte Nachbearbeitung von CFK-Bauteilen

Gemeinsam mit der Industrie haben Forscher vom Fraunhofer IPA eine Bearbeitungsmaschine entwickelt, die kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) hochpräzise fräst und die gesamte Nachbearbeitung übernimmt. Bis zu 50 Prozent betragen die Einsparungen.

Gemeinsam mit der Industrie haben Forscher vom Fraunhofer IPA eine Bearbeitungsmaschine entwickelt, die kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) hochpräzise fräst und die gesamte Nachbearbeitung übernimmt.

Ob Lastwagen, Busse, Autos, Fahrräder oder Roller: Sie alle werden in Zukunft mit Elektroantrieb unterwegs sein. Dabei gilt:  Je leichter das Fahrzeug, desto länger reicht der Akku. Als Werkstoff für die Karosserie bieten sich deshalb kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) an. Sie sind ähnlich stabil wie Stahl, aber rund achtmal leichter. Sogar Aluminium ist dreimal schwerer als CFK. Allerdings sind die Herstellungs- und Bearbeitungskosten von CFK-Bauteilen noch immer hoch.

Vieles wird bis heute von Hand erledigt: Werker nehmen frisch gefräste Bauteile aus der Maschine, beseitigen überstehende Fasern und reinigen sie für die nachfolgende Versiegelung der Kanten. »Das ist nicht prozesssicher«, bemängelt Philipp Esch von der Abteilung Leichtbautechnologien am Fraunhofer IPA, »weil Werker ein und dieselbe Kante subjektiv unterschiedlich bewerten.« Hinzu kommt: Die feinen CFK-Stäube, die beim Fräsen anfallen, sind gesundheitsschädigend und wirken abrasiv. Sie erhöhen also den Verschleiß bestimmter Maschinenkomponenten, wenn sie sich darauf absetzen.

Herstellung um bis zu  50 Prozent wirtschaftlicher

Die Herstellung von CFK-Werkstücken wäre um 50 Prozent wirtschaftlicher, gäbe es eine Maschine, die die Leichtbauteile nicht nur bearbeitet, sondern auch automatisiert abmisst und versiegelt. Eine solche haben nun Esch und andere Forscher vom Fraunhofer IPA, die Firma Homag Holzbearbeitungssysteme GmbH sowie weitere Partner aus der Industrie gemeinsam entwickelt. Die Bearbeitungsmaschine steht als  betriebsbereiter Demonstrator in einer Halle auf dem Gelände des Fraunhofer IPA in Stuttgart.

Führt ein Werker der Maschine ein endkonturnah hergestelltes CFK-Bauteil zu, fräst sie es zunächst hochpräzise und verleiht ihm so die gewünschte Form. Eine Abrasivbürste entfernt danach alle überstehenden Fasern. Düsen blasen die feinen CFK-Stäube in eine Absauganlage. Diese filtert den Staub heraus, ehe sie die Luft an die Umgebung abgibt. Vorzeitiger Verschleiß an der Maschine wird so unterbunden.

Abmessen und Versiegeln  in den Prozess integriert

Per Streifenlichtprojektion tastet ein Sensor das CFK-Werkstück ab. So entsteht eine Punktwolke, in der spezielle Algorithmen eventuelle Abweichungen von der Idealkontur erkennen. Bewegen sich die Abweichungen innerhalb der Toleranz, versiegelt die Bearbeitungsmaschine anschließend die Kanten mit einem Flüssiglack. Dieser wird abschließend mit ultraviolettem Licht bestrahlt und härtet umgehend aus – das Bauteil ist fertig.

»Wir haben ein modulares, vollintegriertes Maschinenkonzept entwickelt«, sagt Esch. Die einzelnen Prozessschritte können also in beliebiger Reihenfolge ablaufen, lassen sich mit anderen kombinieren und auf andere Bauteilgeometrien anpassen. Noch nicht einmal beim Werkstoff ist CFKComplete festgelegt: »Unsere Maschine könnte genauso gut Holz, Aluminium oder Metallkomponenten fräsen, nachbearbeiten und lackieren«, so Esch weiter.

Die Forscher und ihre Projektpartner passen die Bearbeitungsmaschine gerne an die Bedürfnisse interessierter Anwender an.

Bild 1: Forscher vom Fraunhofer IPA haben zusammen mit Partnern aus der Industrie eine  Maschine entwickelt, die Leichtbauteile nicht nur präzise fräst, sondern auch automatisiert abmisst und versiegelt

Bild 2: Führt ein Werker der Maschine ein endkonturnah hergestelltes CFK-Bauteil zu, fräst sie es zunächst hochpräzise

Bild 3: Die feinen CFK-Stäube, die beim Fräsen anfallen, sind gesundheitsschädigend und wirken abrasiv. Düsen blasen sie deshalb in eine Absauganlage

Hauptartikel_IPA

Fraunhofer IPA 70569 Stuttgart Tel. +49 711 970–1800 <a href="http://www.ipa.fraunhofer.de">www.ipa.fraunhofer.de</a>

Homag GmbH 72296 Schopfloch Tel. +49 7443 13 0 <a href="http://www.homag.com">www.homag.com</a>

Hannes Weik ist beim Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart in der Pressekommunikation tätig <a href="mailto:hannes.weik@ipa.fraunhofer.de">hannes.weik@ipa.fraunhofer.de</a>

Fräsmaschinen

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Gewindewerkzeuge – Taylor-made-Lösungen – Produktivitätsplus

An die vielfältigen Werkzeuge zum Gewindefertigen stellt man besonders hohe Anforderungen, denn das ›Gewinden‹ als oft letzter Bearbeitungsschritt soll schnell und prozesssicher sein. Vargus hat dahingehend das Produktportfolio optimiert, spezifiziert und vervollständigt.

Dass sich Gewinde auf ganz verschiedene Art und Weise erzeugen lassen, eröffnet den Herstellern der dazugehörigen Werkzeugtechnik seit jeher ein weites Feld an Innovationsmöglichkeiten. In jüngster Zeit hat sich dieses Feld nochmals vergrößert, und zwar um Lösungsvarianten, die auf spezielle Applikationen zugeschnitten sind. Ziel ist in jedem Fall eine Steigerung der Produktivität bei einer Prozesssicherheit auf höchstem Niveau.

Der israelische Werkzeugspezialist Vargus hat mit seiner aktuellen Produktpalette auf die Anforderungen des Marktes reagiert und leistungsfähige Werkzeugsysteme so optimiert, dass sie den Bedingungen besonderer Praxisfälle bestmöglich entsprechen.

Lange Gewinde mit großer Steigung schnell in tiefe Bohrungen einbringen

Ein Beispiel für diese Systeme ist der Gewindefräser MiTM Offset, mit dem sich speziell lange Gewinde mit großen Steigungen in tiefe Bohrungen wesentlich schneller und damit wirtschaftlicher einbringen lassen als mit konventionellen Werkzeugen. Um das zu erreichen, haben die Gewindefräsplatten an ihren Enden jeweils eine oder zwei Schneiden. Beim Gewindefräsen taucht der Fräser tief ein und fertigt mit beiden Schneiden parallel jeweils über  eine Teillänge das Gewinde (Bild 1).

 Jede der zwei Schneiden fertigt  simultan eine Hälfte des Gewindes. So kann der Fräser die Bearbeitungszeit für ein Gewinde in einer tiefen Bohrung nahezu halbieren. Als besonders wirtschaftlich erweisen sich die Schneidplatten mit zwei nutzbaren Schneiden. Varianten für metrische Gewinde nach ISO (M) und für Gewinde nach amerikanischen Normen (UN) stehen zur Verfügung. 25 und 41 mm lange Fräsplatten können in die dafür entwickelten Werkzeughalter zum Fräsen von 2 × D und 2,5 × D langen Gewinden eingesetzt werden. Sie bestehen wahlweise aus der Hartmetallsorte VTX mit TiAlN-Beschichtung für korrosionsbeständige Stähle oder VBX mit TiCN- Beschichtung universell für allgemeine Bau- und Legierungsstähle.

 Werkzeughalter mit zylindrischem Schaft, mit Weldon-Fläche und als  Aufsteckfräser für zwei, vier, und sechs Schneiden am Umfang stehen für Bohrungen ab 19 mm Durchmesser zum Fräsen von Gewinden ab M24 (ISO) beziehungsweise 1–8 (UNC) zur Verfügung. In ihnen werden die Schneidplatten mit drei Schrauben stabil und gut dämpfend geklemmt.

Vergrößerter Spanraum und IKZ verkürzen die Bearbeitungszeit

 Zum Kühlen der Schneiden und zum zuverlässigen Abführen der Späne  haben die Werkzeughalter eine innere Hochdruck-Kühlmittelzufuhr (IKZ) bis 100 bar. Vor allem der radiale Kühlmittelaustritt stellt sicher, dass das Kühlmittel zuverlässig bis an die Schneiden und an die Gewindeflanken gelangt.

Bis zu 60 Prozent verkürzen die Vollhartmetall-(VHM-)Gewindefräser TM-Solid Multi-Flute die Bearbeitungszeiten für Gewinde (Bild 2). Ihr Vorteil sind vier bis sieben spiralisierte Spannuten und eine innere Kühlmittelzufuhr mit radialem Kühlmittelaustritt.  Dadurch können sie prozesssicher bei deutlich höheren Werten für Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeit arbeiten, verglichen mit bisherigen Gewindefräswerkzeugen.

 Das Programm von Vargus enthält Varianten für 2 × D und 3 × D Gewindelänge mit 12 bis 24 schneidenden Zähnen für metrische Normgewinde ISO M3 bis M16 beziehungsweise Feingewinde ISO M3,5 × 0,5 bis M80 × 2. Die mit TiCN beschichteten Gewindefräser eignen sich universell für Stahl, korrosionsbeständigen Stahl, Gusseisen und Nichteisenmetalle.

Speziell zum Gewindefertigen von Zahnimplantaten eignen sich die mit TiCN beschichteten Miniatur-Gewindefräser der Reihe Millipro Dental aus Vollhartmetall (Bild 3). Ihr verstärkter Schaft verhindert zuverlässig, dass die Gewindefräser bei schwierigen Bedingungen und bei kurzzeitiger Überlastung brechen. Somit arbeiten Dental- labore wesentlich wirtschaftlicher. Die Gewindefräser gibt es mit drei spiralisierten Spannuten und drei Schneiden für metrische Gewinde ISO M1,2 bis M2,5 beziehungsweise Feingewinde ISO M1,4 × 0,25 bis M2 × 0,35 sowie für Gewinde nach amerikanischen  Normen 0–80 UN bis 1–72UN.

Der besondere Vorteil von Vollhartmetall-Werkzeugen der Ausführung TMDR − ebenfalls ein Bestandteil der aktuellen Produktpalette − besteht darin, dass sie alle für die Gewindeherstellung benötigten Fertigungsschritte vereinen: Sie bohren, fräsen das Gewinde und erzeugen dessen Auslauffase.  Damit entfallen zwei Werkzeugwechsel. Für diese seit etwa zwei Jahren in Fertigungsbetrieben bewährten Werkzeuge bietet der Hersteller nun weitere Varianten an. Hinzugekommen sind beispielsweise Ausführungen für metrische Gewinde 1,50, 1,75, 2,0 und 3,0 mm Durchmesser für 2,5 × D (Gewindedurchmesser), Varianten für Gewinde BSP mit 28, 19 und 14 TPI Gewindesteigung 2 × D. Für Gewinde NPT gibt es Varianten für 27, 18 und 14 TPI.

Alle Gewindefräser der Reihe sind mit einer inneren Kühlmittelzufuhr ausgestattet. Vorteilhaft ist, dass diese Werkzeuge schon in die Datentabellen des CNC-Programmgenerators GENius aufgenommen worden sind. Somit lassen sich die benötigten CNC-Programme auch für die erweiterte Werkzeugreihe komfortabel und schnell erstellen.

Bei verlängerter Standzeit  hoch produktiv Gewinde drehen

Das Werkzeugsystem Groovex mit quadratischen Werkzeughaltern hat Vargus um Varianten mit zwei Austrittsöffnungen für die Hochdruck-IKZ (100 bar) erweitert. Das Kühlmittel wird somit gezielt auf die Span- und die Freifläche der Gewindeschneidplatten geleitet. Das sorgt dafür, dass die Späne zuverlässig brechen und abgeführt werden. Zudem lassen sich die Schneidplatten besser kühlen, um so ihre Standzeit deutlich zu verlängern.

 Die Werkzeughalter sind zusätzlich verstärkt. Das minimiert Schwingungen beim Ein- und Abstechen, verlängert die Standzeit der Gewindeschneidplatten und optimiert die Oberflächengüte der gefertigten Gewinde. Die Werkzeugschäfte stehen in mehreren Varianten mit 10 mm × 10 mm, 12 mm × 12 mm  und 16 mm × 16 mm Querschnitt zur Verfügung. Sie haben drei Kühlmittelanschlüsse: an der Unter- und an der Rückseite. Aus diesem Grund passen sie für Standard-Schraubverbindungen und speziell für VDI-Halter nach  DIN 69880/ISO 10889.

 Die Werkzeughalter nehmen Wendeschneidplatten der Abmessungen 3/8", 1/2", und 5/8" auf (Innenkreis). Außer den bisherigen rechten stehen nun auch linke Schäfte mit metrischen und zölligen Abmessungen zur Verfügung. Zum Schutz gegen Korrosion sind sie vernickelt.

Programmieren können Anwender Gewindeprozesse künftig deutlich schneller und einfacher als bisher dank der neuen Funktionen im CNC-Programmgenerator GENius von Vargus. Die kostenfreie Software berechnet nunmehr automatisch für ein zu fertigendes Gewinde − abhängig von den Technologieparametern der Maschine, zum Beispiel Dynamik, Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit – die Anzahl der benötigten Zustellungen und Durchgänge. Dabei ist die Anzahl nicht begrenzt. Für den letzten Durchgang kann der Programmierer selbst die Zustellung wählen. Auf diese Weise lassen sich CNC-Programme zum Fertigen von Gewinden sehr viel komfortabler und bei deutlich weniger Aufwand berechnen und generieren als bisher.

Bild 1: Der Gewindefräser MiTM Offset ist spezialisiert auf lange Gewinde mit großer Steigung. Er taucht tief ein und fertigt mit seinen beiden Schneiden je Fräsplatte parallel jeweils eine Teillänge des Gewindes; die Bearbeitungszeit halbiert sich nahezu

Bild 2: Bis zu 60 Prozent schneller als übliche Werkzeuge fertigt der VHM-Gewindefräser TM-Solid Multi-Flute ein Gewinde. Sein  Vorteil: vier bis sieben spiralisierte Spannuten und eine innere Kühlmittelzufuhr mit radialem Fluidaustritt

Bild 3: Bei den TiCN-beschichteten VHM-Miniatur-Gewindefräsern  Millipro Dental zum Gewindefertigen von Zahnimplantaten verhindert ein verstärkter Schaft, dass die Werkzeuge bei schwierigen Bedingungen und bei kurzzeitiger Überlastung brechen

Konrad Mücke ist freier Fachjournalist in Schluchsee <a href="mailto:info@machpr.de">info@machpr.de</a>

Gewindewerkzeuge

Bohrwerkzeuge – Hochvolumenzerspanung – Schneidstoffoptimierung

Große Vorschubwerte und Zeitspanvolumina stellt Gühring mit dem Ratiobohrer RT 100 XF  in Aussicht. Beim Serienfertigen schwieriger Werkstoffe soll er die Taktzeit stark verkürzen.

Als logische Konsequenz eines Wissensvorsprungs aus 120 Jahren Hersteller-Know-how, Innovationskraft und Synergie-Nutzung versteht der Werkzeugspezialist Gühring die Entwicklung des jüngsten Ratio-Bohrers mit der Bezeichnung RT 100 XF. Seine, wie es heißt, extreme Performance und unbändige Kraft seien ein Garant für herausragende Bearbeitungsergebnisse bei allen Bohrprozessen. Als extrem hart und absolut bruchfest charakterisiert der Hersteller das eigens für den RT 100 XF entwickelte Hartmetall, dessen einzigartige Kombination aus Wolframcarbid und Kobalt die Gratwanderung zwischen Härte und Zähigkeit bewältige. Das spezielle Gefüge des Verbundschneidstoffs bewirkt einen Nachschärfeffekt. Große Ausbrüche, die den Verschleiß am Werkzeug beschleunigen, kommen laut Gühring nicht mehr vor.

Neues Hartmetall XF  und nanoFire-Beschichtung

Veredelt wird der Ratio-Bohrer mit dem etablierten nanoFire-Beschichtungssystem des Herstellers, das außer Titan und Stickstoff auch Aluminium enthält und sich durch eine außergewöhnlich hohe Härte sowie eine gute thermochemische Beständigkeit auszeichnet. Im Zuge einer ganzheitlichen Betrachtung hat Gühring nach eigenen Angaben besonders das Finishing optimiert, sodass eine optimale Verbindung zwischen dem neu entwickelten Hartmetall und der bewährten nanoFire-Schicht entstanden sei. Die eigens konzipierte Vor- und Nachbehandlung glättet die Beschichtung und macht sie Gühring zufolge besonders robust.

Alles in allem könnten Anwender profitieren von einer kombinierten  Optimierung aller Werkzeugparameter und in deren Folge von extremen Vorschüben und ›gewaltigen‹ Zeitspan- volumina, von einem Inhouse-High-End-Finishing für eine maximale  Performance sowie von einer Taktzeitverkürzung bei schwer zerspanbaren Werkstoffen und speziellen Applikationen in der Serienfertigung.

Zu den weiteren Merkmalen des Bohrwerkzeugs gehören ein robuster Kegelmantelanschliff und eine konkave Hauptschneide, die auf eine außerordentlich hohe Stabilität zielen und den Bohrer für eine Anwendung in der Stahlbearbeitung sowie für rostfreie Stähle, Gusseisen, Sonderlegierungen und gehärtete Stähle (≤ 45 HRC)  prädestinieren.

 Wie man beim Hersteller betont, greifen vier Führungsfasen sehr früh, perfektionieren damit die Koaxialität, sichern eine hohe Bohrungsqualität und verbessern die Geradheit sowie die Oberflächenqualität. Sie sind beim RT 100 XF ab einem Verhältnis von 5 × D Standard. Die dritte und die vierte Stützfase sollen eine hervorragende Laufruhe sicherstellen. Der Span fließt durch polierte Spannuten besonders schnell ab, schont dabei die Bohrungsoberfläche und reduziert zugleich die Bearbeitungstemperatur. Die Mikrogeometrie in Form einer Schneidkantenverrundung sorgt laut Hersteller für homogene und stabile Schneidkanten.

 Eine mikrometergenaue Reproduzierbarkeit sichert Gühring angesichts des vorhandenen Hersteller-Know-hows zu, das Wiederherstellen der Originalqualität bei Retrofit-Werkzeugen mithilfe der hauseigenen Nachschleif- und Nachbeschichtungszentren.

Starker Spaner: Der Ratio-Bohrer RT 100 XF, in dessen Performance sich Gühring zufolge das umfangreiche Wissen und Können des Herstellers widerspiegelt

Gühring KG 72458 Albstadt Tel. +49 74 31 17-0 <a href="http://www.guehring.de">www.guehring.de</a>

Bohrwerkzeuge

Feinbohrwerkzeuge – digitale Vernetzung – Industrie 4.0

Um die hoch gesteckten Ziele in puncto Industrie 4.0 erreichen zu können, muss die digitale Vernetzung schon bei der Spanbildung beginnen. BIG Kaiser folgt dieser Erkenntnis und  befähigt zum Beispiel aktuelle Feinbohrköpfe, sich selbst zu analysieren und zu korrigieren.

Ebenso wie die Hersteller von Werkzeugmaschinen,  sehen sich die Spezialisten für die dazugehörige Werkzeugtechnik mit der Notwendigkeit konfrontiert, ihre Produkte zu digitalisieren, sie zur Vernetzung mit anderen Gliedern des Fertigungsprozesses zu befähigen und sie somit auf eine Integration in Industrie-4.0-Konzepte vorzubereiten. Als einer dieser Werkzeugspezialisten hat BIG Kaiser seine Produktgruppe ›Feinbohrwerkzeuge‹ derart weiterentwickelt, dass eine Werkzeug-Maschine-Kommunikation möglich ist. So können Feinbohrköpfe selbsttätig ausgetauscht werden.

 Ausstattung mit Sensorik als erster Schritt zur Venetzung

»Was uns derzeit am meisten Kopfzerbrechen macht, sind die fehlenden Standards«, sagt Jose Fenollosa, Leiter Forschung & Entwicklung bei BIG Kaiser, und seit Langem mit der Problematik vertraut. BIG Kaiser hatte den gelernten Elektronikingenieur 2010 eingestellt, um den Premium-Werkzeugsystemen – über 20 000 Spannzangenfutter, Hydrodehnspannfutter, Feinbohrköpfe, Fräser und Messwerkzeuge – Intelligenz zu verleihen und ihnen Industrie 4.0 ›beizubringen‹.

Schon früh hatte man sich also Gedanken darüber gemacht, wie Werkzeuge digitalisiert werden könnten. Von  Vernetzung war allerdings nicht die Rede, erst recht nicht von dem erst später relevant werdenden Begriff ›Industrie 4.0‹. Vielmehr bestand die Idee darin, die Werkzeuge mit Sensorik auszustatten. Die Elektronik sollte die Daten auswerten und die Ergebnisse auf einem Bildschirm auf dem Werkzeug  anzeigen. Der Maschinenbediener würde sich so über den  aktuellen Zustand informieren können.

Diese Idee wurde schließlich umgesetzt, und schon das stellte einen großen Fortschritt dar. Allerdings erwies es sich für den Bediener langfristig als wenig praktikabel, die Daten von dem kleinen Bildschirm abzulesen. Jose Fenollosa: »Es lag somit nahe, eine drahtlose Verbindung über Bluetooth herzustellen und die Daten auf einen externen Bildschirm zu übertragen, um so beispielsweise Kalibrierungen schnell und bequem durchführen zu können.«

Damit war es nun möglich, einfach per App über Smartphones oder Tablets Anpassungen durchzuführen. Die Kommunikation zwischen Maschine und Werkzeug war aber auch über übliche Standard-Industrie-PCs möglich − ein wichtiger Fakt für die vielen Maschinen in der Produktion.

Was zunächst nur wie ein weiterer logischer Schritt wirkte, erwies sich als der Eintritt in die neue Welt der Werkzeuge, die sich selbst überwachen und kalibrieren, sich sogar – mit Aktuatoren ausgestattet – auf wechselnde Situationen einstellen können. Der Weg in Richtung vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) und Industrie 4.0 war beschritten.

Viel Weiteres geschah im Laufe der nächsten Jahre, doch bis heute steht eine Schwierigkeit der Entwicklung entgegen: die ›Sprachverwirrung‹. So arbeiten Werkzeuge von BIG Kaiser auf den Maschinen von mindestens 15 Herstellern. Jede Maschine spricht ihre eigene Sprache, und jeder Hersteller verfolgt andere Konzepte, um sie zu steuern. Folglich muss das Werkzeug dem jeweiligen Typ angepasst werden. Das ist möglich, aber zu aufwendig, um in die reale Fertigung Einzug zu halten. Zurzeit scheint sich allerdings mit umati ein Standard zu etablieren, und zwar nicht nur in Europa, sondern auch in den USA und in Asien.

Auf der Ebene der Werkzeuge gibt es allerdings noch mehr Verwirrung, denn hier ist die Anzahl der Hersteller noch größer. Zwar statten diese ihre Werkzeuge mit Sensoren und Elektronik aus, für die Zustandsüberwachung sowie für Analysen, doch auch hier bleibt jeder für sich und möchte sich nicht vom Wettbewerb in die Karten schauen lassen.

Jose Fenollosa ist sicher: »Wenn die Maschinenhersteller in Richtung Standardisierung gehen, dann werden die Werkzeughersteller folgen.« Deshalb forcieren die Digitalexperten bei BIG Kaiser die interdisziplinäre Entwicklung Industrie- 4.0-tauglicher Werkzeuge, und zwar gemeinsam mit den Feinbohrexperten im eigenen Hause, aber auch mit Kunden.

Die Ergebnisse dieser Bemühungen waren auf der Fachmesse EMO in Hannover zu begutachten. Dort konnten die Besucher verfolgen, wie auf einer Robodrill-Maschine von Fanuc ein Propeller nach einer ersten Bohrung das Bohrloch freibläst, ein Messtaster das Ergebnis ermittelt und die Steuerung auf Grundlage der Rückmeldung neue Werte für eine nochmalige Bearbeitung bereitstellt. Um ein möglichst genaues Ergebnis zu erzielen, ist dieser Ablauf beliebig oft wiederholbar; bislang reichten allerdings zwei Durchläufe aus.

Inzwischen kann man bei BIG Kaiser bilanzieren: Der Aufwand hat sich gelohnt. Viele der potenziellen Anwender ließen sich von den Vorteilen der digitalisierten, vernetzten Werkzeuge – Zeit- und Kosteneinsparungen bei weniger Ausschuss – überzeugen. Es scheint so, als habe der Markt auf diese Werkzeuge, die sich selbst einstellen, gewartet.

Intelligentes Feinbohrwerkzeug ist schnell und genau ohne Stopp

Was genau können diese neuen Werkzeuge eigentlich? Das lässt sich am Beispiel des intelligenten, automatischen Feinbohrwerkzeugs EWA erläutern, das ohne Bediener auskommt. Es ermöglicht eine schnelle, genaue Bohrung, denn der Prozess muss nicht mehr gestoppt werden, um zu messen und das Werkzeug manuell einzustellen. Das Spannsystem bietet zusätzliche Stabilität und Wiederholgenauigkeit, um eine konstant hohe Zuverlässigkeit und Präzision bei Schnittgeschwindigkeiten über 200 m/min sicherzustellen.

 EWA lässt sich einfach in vorhandene Systeme integrieren. Für eine maximale Flexibilität ist der Verstellbereich mit 22 mm deutlich größer als bei ähnlichen verfügbaren Werkzeugen. Ein Beschleunigungssensor misst die Vibrationen während des Zerspanens und warnt die Maschine bei zu hohen Werten, damit sie die Schnittparameter automatisch anpassen kann. Das System ist aufwandsarm innerhalb eines Tages in vorhandene Maschinen integrierbar.

BIG Kaiser bietet EWA zunächst in zwei Modellen an: als peripherer EWA mit einem Durchmesser von 68 bis 90 mm und als zentrischer EWA mit einer zentralen Bohrstange für kleinere Durchmesser. Weitere Versionen für unterschiedliche Einstellbereiche befinden sich in der Entwicklungsphase.

Des Weiteren finden Langzeittests statt, um saubere und verlässliche Daten zu sammeln, die auf Hunderte verschiedene Prozesse anwendbar sind. »In der anspruchsvollen Fertigung, wo es auf hohe Präzision und Produktivität ankommt, etwa in der Luft- und Raumfahrt oder in der  Produktion von Windkraftanlagen, werden die Industrie-4.0-tauglichen Werkzeuge allen Herstellern einen signifikanten Vorteil bringen und  sogar neue Geschäftsmodelle ermöglichen«, ist Reto Adam, Geschäftsführer von BIG Kaiser, überzeugt.

Bild 1: Wegweisend: Ein digitaler Feinbohrkopf mit Wireless-Verbindung, der seine Daten auf einen externen Bildschirm überträgt.  Er wird mithilfe eines Smartphones eingestellt

Bild 2: Die nunmehr vierte Generation digitaler Feinbohrköpfe (EWE Downsize) ist so kompakt, dass es kein eigenes Display mehr gibt. Stattdessen verbindet sie sich drahtlos mit der Schnittdaten-App für Smartphones, Tablets und Smart Watches

Bild 3: EWA heißt dieses Feinbohrer-Konzept, mit dem der Hersteller BIG Kaiser den branchenweit höchsten Automatisierungsgrad im Bereich Feinbohren für sich reklamiert

BIG Kaiser Präzisionswerkzeuge AG CH-8153 Rümlang Tel. +41 44 817 92 00 <a href="http://www.bigkaiser.com">www.bigkaiser.com</a>

Mikro-Präzisionswerkzeuge

Werkzeugmess-, -wucht und -voreinstellgeräte

Toolmanagement

Gewindeschneidfutter – Synchronisation – Prozesssicherheit

Die Mikrokompensation des Gewindeschneidfutters von Kato gleicht kleine Synchronisationsfehler aus. So nimmt die Fertigungszeit ab; Werkzeugstandzeit und Qualität nehmen zu.

Beim Gewindebohren führen von der Gewindesteigung auch nur leicht abweichende Vorschübe der Z-Achse zu einem Überschneiden des Werkzeugs im Werkstück. Dadurch werden die geschnittenen Gewinde zu groß und unbrauchbar. Damit ein  Gewinde passgenau gefertigt werden kann, darf das Werkzeug bei der Herstellung weder mit zu hohem noch mit zu niedrigem Vorschub in das Werkstück geführt werden. Zwar haben synchronisierte Maschinen einen automatischen Abgleich, der den axialen Vorschub mit der Umdrehung der Spindel synchronisiert, allerdings treten besonders bei der Umkehr der Rotationsrichtung am Gewindegrund kleinste Abweichungen auf. Schnittfehler, erhöhter Verschleiß und schlechte Gewindeoberflächen sind die Folge.

Außerdem steht das Werkzeug bei diesem Prozess an bestimmten Punkten unter enormem Stress. »Wenn der Bohrer am Bohrgrund die Richtung wechselt, treten extreme Drehmomentbelastungen auf«, erklärt Markus Westermann, Sales Director Europe beim  japanischen Hersteller Kato Mfg. Co., Ltd. »An diesem Punkt entsteht auch die höchste punktuelle Beanspruchung auf das Bohrfutter und den Bohrer selbst.« Können entstehende Synchronisationsfehler nicht oder nicht ausreichend kompensiert werden, wird das Werkzeug mit einem Steigungsfehler geführt. Der Bohrer verschleißt dann bereits nach wenigen Einsätzen, und die Standzeit verkürzt sich stark.

Abweichungen bis 0,5 mm   in beiden Richtungen kompensierbar

Nun hat Kato ein Gewindeschneidfutter entwickelt, das dank einer speziellen Mikrokompensation bis maximal 0,5 mm in beiden Richtungen – also auf Druck und auf Zug – Synchronisierungsfehler kompensiert und den  Gewindebohrer dennoch innerhalb der Nennsteigung führt. Somit ist es ideal für hohe Schnittgeschwindigkeiten  sowie für das Fertigen sehr genauer  Gewinde geeignet.

 Je nach Ausführung lassen sich die verschiedenen Modelle mit speziellen Werkzeugaufnahmen versehen. Es sind sowohl Spannzangen als auch zwei verschiedene Schnellwechsel-Adapter verwendbar. Eine Besonderheit von Kato sind die Schnellwechseladapter in verschiedenen Längen, mit denen auch tief liegende Bohrungen erreicht werden, zum Beispiel bei Störkonturen.

Die sogenannten Micro-Floating Tapper von Kato haben für diese Anwendung entwickelte Polymerscheiben, die die lineare Kompensation ermöglichen, sodass axiale Vorschubfehler beim Vorwärts- und Rückwärtsfahren korrigiert oder kompensiert werden.

Die Futter sind standardmäßig für Gewinde von M4 bis M12 ausgelegt. Zudem bietet Kato auch konventionelle Ausgleichsfutter für Gewinde vom M1 bis M100 an. Alle Varianten sind als Schnellwechselfutter verfügbar. Die Kombination aus einfachem Handling und Mikrokompensation in beiden Richtungen führt zu einem Produktivitätsplus, das je nach Konfiguration im Vergleich zu üblichen Ausgleichsfuttern bis zu 30 Prozent betragen kann.

Für Störkonturen bietet Kato verschiedene Verlängerungen an, die sich mit nur wenigen Handgriffen auf das Futter setzen lassen, wodurch der Wechsel zwischen verschiedenen Längen schnell möglich ist. Außerdem sind einige Modelle mit einer speziellen Innenkühlung versehen, damit das Kühlschmiermittel punktgenau die Werkzeugschneide erreicht − eine Maßnahme, die ihrerseits die Standzeit positiv beeinflusst.

 Viele der Futter-Ausführungen von Kato sind mit einer inneren Kühlmittelzufuhr aus- gestattet, um den Fluidstrahl gezielt an die Schneiden des Werkzeugs zu leiten

Kato Mfg. Co., Ltd. CH-2037 Montezillon Tel. +41 32 731 03 93 <a href="http://www.kato-koki.com/eng/">www.kato-koki.com/eng/</a>

Werkzeugspanntechnik

Spanntechnik

Vierschneidig hohen Vorschub ›fahren‹

Bohrer – Vollhartmetallwerkzeuge – Hochvorschubzerspanung

Nach WTX Speed und WTX Feed erweitert WNT die Vollhartmetall-Bohrer-Baureihe WTX  mit dem WTX HFDS um einen Hochvorschubbohrer mit vier effektiven Schneiden.

Vollhartmetall-(VHM-)Bohrwerkzeuge vom Typ WTX sind Anwendern seit Jahren ein Begriff. Unter der Produktmarke WNT bietet Ceratizit für jeden Anwendungsfall den passenden WTX-Bohrer und verweist darauf, dass erst jüngst mit einem  Upgrade beim WTX Speed und beim WTX Feed die Performance der Baureihe weiter gesteigert wurde. Laut Felix Meggle, Produktmanager VHM-Bohren bei Ceratizit, konnten sich schon viele Firmen von den Vorteilen dieser beiden optimierten Werkzeuge überzeugen. »Beim WTX Speed haben wir eine  innovative Veränderung der Geometrie vorgenommen, die die Leistungsfähigkeit des Hochleistungsbohrers signifikant verbessert hat«, so Meggle. »Wir konnten dadurch einen der besten Speed-Bohrer der Welt entwickeln.«

In puncto Schnittgeschwindigkeit und Standzeit habe man die Leistung des WTX Speed im Vergleich zu analogen Wettbewerbsprodukten verdoppeln können. »Neben einer optimierten Schneidkantenform und Schneideckenausführung verfügt der WTX Speed  zusätzlich über ein einzigartiges, feingeschliffenes Nutprofil, das eine schnellere Späneabfuhr ermöglicht«, erklärt Felix Meggle. »Dadurch können diese hohen Schnittgeschwindigkeiten realisiert werden.«