Konzepte für die Kostensenkung

Von Chefreporter Wolfgang Filì – chefreporter@fili.net

Schneller als klassische Bearbeitungszentren, aber trotzdem flexibler als jede Sonderlösung, rechnen sich die Fräszellen der Anger GmbH aus Traun in Österreich vor allem in der Serienfertigung von Teilen unterhalb 280 mm x 200 mm x 200 mm Größe. Je nach Ausführung haben die Maschinen des Typs HCH bis zu fünf NC-Achsen sowie 20 Frässpindeln. Letztere sind der Reihe nach angeordnet, so dass das Werkstück von einem Tool zum nächsten bewegt wird und nicht umgekehrt. Vergleichbare Bauarten finden sich lediglich bei den Maschinen der Hövelhofer Elha KG sowie bei denen der Willemin-Macodel S.A., Bassecourt/Schweiz. Ihnen ist gemeinsam, dass der sonst erforderliche Werkzeugwechsel vor jedem neuen Arbeitsgang entfällt. Bei der HCH von Anger rutscht die Span-zu-Span-Zeit damit auf durchschnittlich 0,3 s ab. Die Vorteile der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung werden so geschickt genutzt. Je nach Teilegeometrie und Losgröße verspricht der Hersteller Kostenvorteile bis zu 30 % gegenüber der Teilefertigung auf Fräszentren.

Eine der zur Zeit schnellsten Maschinen überhaupt bietet die italienische MCM SpA aus Vigolzone an. Die Concept 600 L beschleunigt ihre X-, Y- und Z-Linearachsen mit 29 m/s² auf 208 m/min Eilganggeschwindigkeit und positioniert sie auf 0,01 mm genau. Die Span-zu-Span-Zeit beträgt 3 s, die maximale Drehzahl der mit 22 kW angetriebenen Arbeitsspindel – Werkzeugaufnahme ist der Hohlschaftkegel 63 – liegt bei 20 000 min-1. Das Bearbeitungszentrum ist für die Aufstellung in Reihe konzipiert. Da es sich an der Vorder- und Rückseite warten lässt, kann der Abstand zwischen den Maschinen stark reduziert werden. Als Stellfläche benötigt die Maschine knapp 5,4 m². Zielgruppen sind die Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie der allgemeine Maschinenbau.

Für die Bearbeitung feiner, kleiner und hochgenauer Präzisionsteile im Werkzeug- und Formenbau sowie in der Optik, Elektronik und Mikrotechnik ausgelegt ist die LX-0 der Matsuura GmbH aus Wiesbaden. Endmontiert im Reinraum, arbeiten die Wegmesssysteme dieses Bearbeitungszentrums mit 0,05 µm Auflösung. Die Kreisformabweichung im 100-mm-Radius liegt unter 0,003 mm bei 30 m/min Vorschub. Linearmotoren in X-, Y- und Z-Achse sorgen für 1 g Beschleunigung und 90 m/min Eilgangsgeschwindigkeit ohne Umkehrspiel. Die Verfahrwege der Maschine betragen 330, 300 und 280 mm. Die 3,7 kW starke Arbeitsspindel dreht bis 40 000 min-1.

Ebenfalls speziell für die Feinstwerktechnik entwickelt ist das neue CNC-Bearbeitungssystem M9 der Mühltaler Datron GmbH. Zielanwendungen sind die effektive und hochwertige Bearbeitung von EDM-Elektroden sowie von CNC-Kleinteilen. Die Maschine hat eine PC-basierende, schnelle CNC-Steuerung, die das einfache Übernehmen und schnelle Verarbeiten auch großer CNC-Programme möglich macht. Die Schnellfrequenzspindel rotiert mit bis zu 60 000 min-1 und sitzt in einem massiven Portalaufbau aus Stahlguss. Vibrationen werden dadurch wirksam gedämpft. Insbesondere bei der Arbeit mit kleinen Werkzeugen sind die Maschinenlaufzeiten laut Hersteller kurz und die Bearbeitungsqualität hervorragend. Optional ist ein Ausbaupaket zur Graphitbearbeitung verfügbar. Die Führungskomponenten werden hierzu gekapselt und mit Überdruck beaufschlagt. Für eine Staubbeseitigung ist die Schutzverkleidung für den Einsatz eines Saugsystems vorgesehen. Die Standfläche der M9 beträgt 1350 mm x 1450 mm bei einem nutzbaren Arbeitsraum von 400 mm x 400 mm x 300 mm. Der Arbeitsweg der Z-Achse beträgt 200 mm.

Um eher grobe Teile bis 4000 kg – gleichwohl im Bereich feiner Toleranzen – kümmert sich die Tiefbohrmaschine TL 2 der Hamburger Ixion GmbH. Optional sind auch Werkstücke bis 7000 kg Masse möglich. Dabei ist die Ausstattung der Maschine gundsätzlich komplett: Als Fahrständermaschine hat sie die vier CNC-Achsen X, Y, Z und W sowie bei Bedarf auch eine fünfte NC-Achse, mit der sich die Tiefbohreinheit nach oben um 15° und nach unten um 25° schwenken lässt. In dieser Ausbaustufe können die Teile sowohl in nur einer Aufspannung tiefgebohrt und gefräst als mit Kanalsystemen mit schrägen Bohrungen versehen werden. Die TL 2 hat bereits in der Grundausstattung eine programmierbare CNC mit integrierter Werkzeugüberwachung samt digitaler AC-Antriebe von Mitsubishi oder Heidenhain, eine 800 l fassende Kühlmittelanlage nebst Zufuhr durch die Spindel, einen Späneförderer, einen von Hand um 360° drehbaren T-Nuten-Tisch mit 1500 mm x 700 mm Spannfläche, ein elektronisches Handrad sowie eine mitfahrende Stützlünette. Derart bestückt, bohrt die Maschine bis zu 1200 mm tief, wobei der steife Bohrarm ein direktes Anbohren mit 25 mm durchmessenden Einlippenbohrern möglich macht. Der Einsatz innengekühlter Werkzeuge ist Standard. Als maximalen Bohrdurchmesser gibt der Hersteller für Einlippen-Hartmetallwerkzeuge 32 mm an, respektive 40 mm für Spiralbohrer. Das Gewindeschneiden gelingt ohne Ausgleichfutter bis M 24. Größere Gewinde lassen sich zirkularfräsen.

Der Hauptspindelantrieb der TL 2 leistet 7,5 kW und entwickelt im direkt programmierbaren Drehzahlbereich bis 6000 min-1 70 Nm Drehmoment. Insofern ist die Maschine über das Tieflochbohren hinaus auch für reine Fräsarbeiten ausgelegt. Die 1200 mm langen X- und Z-Achsen verfahren mit 15 m/min, die vertikale 800 mm lange Y-Achse mit der Bohreinheit ist 10 m/min schnell.

Weitaus größere Werkstücke bearbeitet die Gantry-Maschine FZ 37 der Denkendorfer F. Zimmermann GmbH. Ihr Gabelkopf ist mit einer ausgeklügelten Vorrichtung ausgestattet, bei der die Schruppspindel halbautomatisch gegen eine Schlichtspindel getauscht werden kann. Neben der vollen Simultantauglichkeit der Rundachsen steht zum Schruppen eine Hirth-Verzahnung zur Verfügung, die sich in 5°-Schritten klemmen lässt. Die Standard-Frässpindel erreicht bei einer Leistung von 28 kW ein Drehmoment von 89 Nm. Sie lässt neben dem Schruppen von Aluminium auch leichtes Schruppen von Stahl zu. Der Spindeleinschub kann auf einfache Weise aus dem Gabelkopf ausgebaut werden. Im Servicefall kann der Kunde selbst Hand anlegen. Die Stillstandszeiten der Maschine fallen so minimal aus.