Das spanlose Punktierprägen ist eine interessante Alternative zum traditionellen Gravieren. Auch bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten ist die einwandfreie Funktion des Markierkopfes gewährleistet. Der Anwender hat mit keinen Qualitätseinbußen zu rechnen.
Von unserem Redaktionsmitglied Uwe Böttger
Für die Rückverfolgbarkeit eines Produkts sind eine Menge Informationen erforderlich. Hierzu zählen unter anderem Herstellungsdatum, Serienummer, Lieferant, Artikelnummer, Produkt- und Markenbezeichnung: Und alle Daten müssen auf jeden Fall in der Kennzeichnung enthalten sein. So ist es kein Wunder, dass Fertigungsunternehmen seit jeher auf der Suche sind nach kostengünstige Verfahren zur dauerhaften Werkstückbeschriftung.
Eine Lösung ist der Beschriftungskopf „Gravostar“ der Scherrer AG im schweizerischen Wil. Das Produkt lässt sich anstelle von Werkzeugen in beliebigen Bearbeitungsmaschinen einsetzen. Im Gegensatz zum bekannten Gravieren wird jedoch nicht gefräst, sondern spanlos nach dem Punktierprägeprinzip vorgegangen. Der Bewegungsablauf der Maschine ist zwar der gleiche wie beim Gravieren – allerdings mit einer Ausnahme: Die Werkzeugspindel ist nicht angetrieben, da keine Drehzahl erforderlich ist.
Hartmetallnadel hinterlässt Spuren für die Ewigkeit
Als Beschriftungswerkzeug dient eine Hartmetallnadel, die mit einer Frequenz von rund 300 Hz auf und ab schwingt. Am unteren Wendepunkt schlägt die Nadel auf das Werkstück auf und bewirkt eine feine Materialverdichtung. Auf diese Weise werden pro Sekunde 300 feine Punkte aneinander gereiht, wodurch ein Schriftbild aus durchgezogenen Linien entsteht. Selbst unter der Lupe sind die einzelnen Punkte nicht mehr erkennbar. Prinzipiell ist der Schriftzug von einer Gravur nicht mehr zu unterscheiden.
Die komplette Druckimpuls-Steuerung ist im Prägekopf integriert. Daher ist für den Antrieb lediglich ein Druckluftanschluss erforderlich. Verändert sich der Luftdruck, variiert auch die Prägetiefe. Sie liegt lediglich im Bereich von 0,01 mm. Aus diesem Grund kann der Markierkopf in jeder beliebigen Maschine zum Einsatz kommen, denn es entstehen nur minimale Belastungen. Die auftretenden Kräfte sind so gering, dass das Festspannen des Werkstücks nicht notwendig ist. Wird demnach die Beschriftung separat vorgenommen, muss das Werkstück lediglich von Hand gegen einen Anschlag gedrückt werden.
Die Maschinensteuerung kontrolliert den Beschriftungsvorgang. Ist die Steuerung mit einer entsprechenden Software ausgerüstet, kann die Werkstückbezeichnung direkt in den Bearbeitungsprozess integriert werden. Für die Aufnahme des Markierkopfes stehen unterschiedliche Adapter zur Verfügung. Bei der einfachsten Varianten wird der Kopf per Hand eingewechselt. Aber es gibt auch eine Version für automatische Werkzeugwechsler mit nachträglich motierbarer, automatischer Luftzuführung. Auch für PC-gesteuerte Kleinfräs- und Graviermaschinen sind entsprechende Aufnahmen erhältlich. Selbstverständlich lässt sich der Beschriftungskopf auch in Pantographen-Graviermaschinen einsetzen – bei Bedarf mit einstellbarer Abstands-Anschlaghülse oder gefedertem Aufnahme-Adapter.
Wenn das Produkt „Gravostar“ auf Graviermaschinen zum Einsatz kommt, dann mag das auf den ersten Blick paradox erscheinen. Doch wegen der Verschleissfestigkeit und Beschriftungsgeschwindigkeit ist diese Variante durchaus sinnvoll – speziell für das Beschriften von schwer zerspanbaren Materialien wie Chrom- oder Werkzeugstahl und gehärteten Werkstücken.
Alternativ zum Punktierprägen kann der nach dem Ritzverfahren arbeitende „Gravostar R20“ eingesetzt werden. Zwar ist die erreichbare Beschriftungstiefe etwas geringer, doch wird dafür im Betrieb keine Luftzufuhr benötigt. Die Ritztiefe lässt sich über eine Verstellhülse variieren. Die angebrachte Skala gewährleistet eine präzise Reproduzierbarkeit der Druckeinstellung. Damit ist gleichzeitig auch die Ritztiefe eindeutig festgelegt.
Beim Punktierprägen ist eine wesentlich höhere Beschriftungsgeschwindigkeit möglich als beim Gravieren. Selbst bei sehr hohen Vorschubgeschwindigkeiten von mehreren hundert Millimetern pro Minute ist die einwandfreie Funktion des Markierkopfes gewährleistet und mit keinen Qualitätseinbußen zu rechnen.
Die Beschriftung unebener Flächen ist möglich. 3D-Konturen wie beispielsweise Wellen, schräge Flächen oder Rundungen lassen sich ohne Antrieb der Zustellachse beschriften. Kleinere Abstandsdifferenzen werden mit der Standard-Version automatisch ausgeglichen. Zum Ausgleich größerer Höhenunterschiede sind entsprechende Adapter verfügbar.
Das Verfahren lässt sich für praktisch alle zerspanbaren Materialien anwenden – und dies nahezu ohne Verschleiß der Beschriftungsnadel. Selbst gehärtete Werkstücke bis 62 HRC lassen sich bearbeiten. Hat sich die Nadel nach mehreren Einsatzstunden doch etwas abgenutzt, lässt sich die Spitze mit einer Stichelschleifmaschine problemlos nachschleifen. Das funktioniert zur Not auch von Hand an der Schleifscheibe – so der Hersteller.
Bei der Integration in den Bearbeitungsprozess wird das Einsparungspotenzial des spanlos arbeitenden Verfahrens offensichtlich. Für den sporadischen Beschriftungseinsatz kann mit dem Gravostar eine Bearbeitungsmaschine kurzfristig und zudem kostengünstig zur Beschriftungsmaschine umgerüstet werden.
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