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WB Werkstatt + Betrieb 09/2016

Ultrapräzise Bauteile dank Mikrobearbeitung

3- bis 5-Achs-Mikrobearbeitungsmaschine, akustische Prozesskontrolle, modulares Konzept

Ultrapräzise Bauteile  dank Mikrobearbeitung

Mit der einfachen Integration neuer Komponenten lässt sich die Kugler Micromaster nicht nur zur Laserbearbeitung, zum Mikrofräsen oder als Gitterstoß- und Flycutting-Maschine einsetzen, sondern auch als Mikro- und Ultrapräzisionsschleifmaschine für sprödharte Werkstoffe.

Die Kugler GmbH in Salem am Bodensee ist seit fast 20 Jahren in der Mikrobearbeitung tätig. In diesem Bereich finden Werkzeuge mit Durchmessern von 0,03 mm bis 2 mm Anwendung. Bei Werkzeugen mit definierter Schneide (Fräs- oder Bohrwerkzeuge) entstehen bei der Bearbeitung typischerweise Späne mit Spandicken kleiner als 10 µm. Der Einsatz solch kleiner Werkzeuge erfordert Drehzahlen bis zu 80 000 min-1, um Mindestanforderungen an Schnittgeschwindigkeiten und Zerspanungsvolumina zu erreichen. Außerdem benötigen derartig kleine Werkzeuge höchste Ablaufgüten der Maschinenachsen. Die Kugler Micromaster, als bahngesteuerte 3- bis 5-Achs-Mikrobearbeitungsmaschine, erreicht hier eine Bahngenauigkeit von deutlich besser 1 µm.

Eine besondere Herausforderung bei der Mikrozerspanung mit solch kleinen Fräs- und Bohrwerkzeugen besteht auch in der Zusammensetzung beziehungsweise der Kornverteilung des Materials. Werkzeuge mit einem Durchmesser unter 100 µm, welche in Stahl eingesetzt werden, sind erheblichen Belastungen ausgesetzt, wenn die durchschnittliche Korngröße des Materials zu groß ist. Selbst die Verwendung von Feinkornstählen mit Korndurchmessern bis etwa 35 µm ist hier gegebenenfalls nicht möglich. Bei noch kleineren Werkzeugen muss dies natürlich umso mehr beachtet werden. Trifft beispielsweise ein Werkzeug auf eine Grenze zwischen einem ›weichen‹ und einem ›harten‹ Korn, so wird das Werkzeug in Richtung des ›weichen‹ Korns abgedrängt. Ist die Korngröße im Bereich einiger zehn Prozent des Werkzeugdurchmessers, so kann dies zum Bruch des Werkzeugs führen.

Bei der Verwendung von Hartmetall- oder ein-kristallinen Diamantwerkzeugen ist die Palette der bearbeitbaren Materialien eingeschränkt. Die Bearbeitung sprödharter Materialien wie Keramiken, Glas oder Halbleiter-Kristallen (Silizium, Germanium et cetera) kann durch Mikrofräsen nicht realisiert werden.

Akustische Prozessüberwachung

Bei genauer Betrachtung zeigt sich, dass eine Maschine zum Mikrofräsen mit geringen Anpassungen auch zum Mikrokoordinatenschleifen genutzt werden kann...

von Roland Bohr und Kay Reetz

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Unternehmensinformation

Kugler GmbH

Heiligenberger Str. 100
DE 88682 Salem
Tel.: 07553 9200-0
Fax: 07553 9200-45

Internet:www.kugler-precision.com
E-Mail: info <AT> kugler-precision.com


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Seit 30 Jahren begleitet die Fachzeitschrift Schweizer Präzisions-Fertigungstechnik die Exportaktivitäten der Schweizer Werkzeugmaschinen-Industrie. In Zusammenarbeit mit dem SWISSMEM wird ausführlich und praxisorientiert über innovative spanende Verfahren und Trends in der Fertigungstechnik für die industrielle Metallbearbeitung berichtet.


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