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Sauberkeit als Basis für Präzision

Neher setzt auf µm-fein gefilterte Kühlschmierstoffe
Sauberkeit als Basis für Präzision

Die PKD-Werkzeuge von Neher zeichnen sich durch Präzision im µm-Bereich aus. Um diese produzieren zu können, hat Firmenchef Gerd Neher an Rund- und Fünf-Achs-Schleifmaschinen die herkömmlichen Bandfilter entfernt und MicroPur-Filteranlagen von Knoll installiert, die Partikel bis zu 3 µm aus dem Dielektrikum entfernen.

Ein stilisierter Diamant ist das Markenzeichen der Neher Dia GmbH im oberschwäbischen Ostrach-Einhart. Das hat seinen Grund, denn das 1990 gegründete Unternehmen produziert in erster Linie PKD-Werkzeuge. Diese Zerspanungswerkzeuge setzen als Schneidstoff polykristallinen Diamant (PKD) ein. Darunter versteht man ein synthetisch hergestelltes Material, das durch Sintern von Diamantpartikeln bei hohem Druck und hohen Temperaturen gewonnen wird.

PKD-Werkzeuge sind durch ihre Härte und ihren hohen Abrasionswiderstand für das Zerspanen von Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium, Magnesium und faserverstärkten Kunststoffen geeignet. Die erreichten Standzeiten sind kaum mit einem anderen Schneidstoff realisierbar. Geschäftsführer Gerd Neher ist ein Spezialist für hochwertige Diamantwerkzeuge: „Unser Know-how liegt bei individuellen Sonderwerkzeugen aus PKD und Hartmetall, die wir zusammen mit unseren Kunden entwickeln. Wir produzieren Stufenreibahlen, Profilfräser sowie Aufbohr- und Kombiwerkzeuge für spezielle Fertigungsprozesse.“
Zwar sind Diamantwerkzeuge keine Schmuckstücke im herkömmlichen Sinn, doch sie sind für den Anwender sehr wertvoll und arbeiten hochpräzise. Um PKD-Werkzeuge mit einer Genauigkeit von wenigen µm zu bearbeiten, benötigt Neher einen hochwertigen Maschinenpark, der mit neuester Dreh-, Fräs-, Schleif- und Erodiertechnik bestückt ist. Vor allem die beiden letztgenannten Verfahren spielen bei der Feinbearbeitung des harten Werkstoffs eine entscheidende Rolle. Neher ist bestens ausgestattet. In der 2008 eingeweihten Produktionshalle stehen moderne Fertigungszentren renommierter Hersteller. Die runde, vollverglaste Halle gleicht eher einem Vorführzentrum und beeindruckt bereits auf den ersten Blick durch die vorherrschende Sauberkeit. Für Gerd Neher ist das ein wichtiger Faktor: „Eine saubere Produktionsumgebung ist für die Präzisionsbearbeitung im µm-Bereich unerlässlich.“
Letztendlich war Sauberkeit auch der Anstoß, um in eine neue Filtertechnik zu investieren. Denn Papierbandfilter, wie sie bei den meisten Schleifmaschinen üblich sind, waren dem Firmenchef seit langem ein Dorn im Auge. „Schon rein optisch passten die öltriefenden Bänder, schwarz von den ausgefilterten feinen Spänen, nicht gerade zu unseren Produkten“, argumentiert Gerd Neher. „Außerdem wünschten wir uns schon lange eine bessere Filterqualität, um ohne Nacharbeit hohe Genauigkeit und Oberflächengüte, aber auch optimale Wirtschaftlichkeit erreichen zu können.“ Die Reinheit des Kühlschmierstoffs ist für den Firmenchef entscheidend. Als er bei der Suche nach einer besseren Filterlösung auf den Feinstfilter MicroPur von Knoll Maschinenbau aufmerksam wurde, zögerte er nicht lange. Nach einer intensiven Prüfung aller Vor- und Nachteile – der MicroPur ist deutlich teurer als ein Bandfilter – entschloss er sich, zunächst die Papierbandfilter an zwei Rundschleifmaschinen durch eine externe Filteranlage zu ersetzen. Der MicroPur ist ein rückspülbarer Hochleistungsfilter, der von der Knoll Maschinenbau GmbH in Bad Saulgau für die Feinstreinigung von Schleifölen entwickelt wurde. Mit einem erreichbaren Reinheitsgrad kleiner 3 μm eignet er sich insbesondere für die hohen Anforderungen beim Werkzeugschleifen.
Gerd Neher ist sich der Vorteile seiner neuen MicroPur-Anlage an den Rundschleifmaschinen bewusst, auf denen neben PKD auch Hartmetall und Werkzeugstahl bearbeitet werden. Während die gewonnene Sauberkeit im Maschinenraum und im Umfeld der Maschine deutlich sichtbar ist, rechnet sich die Investition seiner Ansicht nach in erster Linie über die gewonnene Qualität: „Es liegen Welten zwischen dem MicroPur und einem Bandfilter“, sagt Neher. Während ein Bandfilter je nach Schmutzkuchenaufbau 20, 30 oder 40 µm Filterreinheit erreicht, liegt die des MicroPur zwischen 2 und 5 µm. Da auf den Rundschleifmaschinen auf 2 bis 3 µm genau gearbeitet wird, zahle sich eine saubere Schleifemulsion durch bessere Oberflächengüten, exaktere Maßhaltigkeit und bessere Schneidenqualität aus. Gerd Neher kann das auch belegen, denn seine Walter HeliCheck-Messmaschine kann auf 1 µm genau messen.
Facharbeiter Frank Höfler, Abteilungsleiter Hartmetallschleifen, weist auf weitere Vorteile hin: „Der neue Filter enthält einen Durchlaufkühler, der dafür sorgt, dass der Kühlschmierstoff eine vorgegebene Temperatur auf 0,2 Grad genau hält. Das wirkt sich unmittelbar auf den Prozess aus und sorgt für konstantere Ergebnisse.“ Durch die Feinstfilterung sind außerdem deutlich weniger Partikel im Umlauf, als bei den Bandfiltern. Das wirkt sich positiv auf die Schleifscheiben aus, die einem geringeren Abrieb ausgesetzt sind. Höfler schätzt, dass sich dadurch die Standzeit um rund 25 Prozent verlängert.
Der MicroPur hat noch weitere Stärken. Dazu zählen seine kompakte Bauart und die geringe Geräuschemission. Einfach und zeitsparend ist die Wartung des Produkts. Dank der Konstruktion können die Filterelemente einzeln mit dem Filtrat der anderen Elemente rückgespült werden, ohne den Filterprozess zu unterbrechen. Der Einsatz von Druckluft für die Regeneration ist nicht erforderlich. Müssen die Sternfilter ausgetauscht werden, genügen wenige Handgriffe. Über eine Spindel lässt sich die Filterbatterie öffnen. Dann werden die Deckel der einzelnen Behälter abgezogen und die Einsätze ausgetauscht.
Gerd Neher war schließlich auch mit einem Feldversuch einverstanden. Knoll-Geschäftsführer Matthias Knoll erklärt die Hintergründe: „Wir hatten den MicroPur ursprünglich für Öl und Hartmetall ausgelegt. Im Kontakt mit den PKD-Spezialisten von Neher ergab sich die Diskussion, ob sich ein Einsatz des Filters nicht auch an Erodiermaschinen lohnen könnte.“ So wurde im September 2010 an einer Vollmer QX400 ein MicroPur der neuesten Generation installiert, der die feinen funkenerosiv abgetragenen Partikel aus dem Dielektrikum filtert.
Neher setzt die Vollmer QX400 zum Umfangserodieren und Schleifen vorwiegend von PKD ein. Auch Hartmetall und Stahl werden damit bearbeitet. Betriebsleiter Armin Brodmann ist von der Leistung der Testanlage überzeugt: „Seit Dezember haben wir zwei der Vollmer-Maschinen angeschlossen und können Vorteile durch die Filtration feststellen.“ Gegenüber der bisherigen Filtration über einen normalen Kerzenfilter sei das Dielektrikum sichtbar sauberer und die Bearbeitungsergebnisse von messbar höherer Qualität. Auch der Prozess laufe stabiler als früher. Dafür sorgt unter anderem die Temperaturregelung durch einen Durchlaufkühler. „Bisher hatten wir an diesen Maschinen eine Behälterkühlung, die allerdings interne Schwankungen von mehreren Grad zuließ“, so Brodmann.
Zufrieden zeigt sich der Betriebsleiter mit der Standzeit der Filterelemente, die über eine separate Pumpe rückgespült werden. Die nicht rückgespülten Kerzenfilter der vorher installierten Filteranlage mussten nach tausend Betriebsstunden gewechselt und entsorgt werden. Die beiden Filterelemente des MicroPur sind inzwischen über 3500 Stunden im Einsatz und ein Verschleiß ist nicht zu erkennen. Das rückgespülte Medium wird in einem Sackfilter abgeschlammt und anschließend trocken entsorgt.
Gerd Neher hat inzwischen auch seine jüngste Maschine, eine fünfachsige Saacke-Schleifmaschine, mit einem Filter aus Bad Saulgau ausstatten lassen. Da auf dieser Maschine ausschließlich Hartmetall bearbeitet wird, setzen die Schleifspezialisten hier zwei 5 µm-Filterelemente ein. Das Rückspülen erfolgt über eine separate Pumpe. Die abgeschiedenen Hartmetallspäne können als Sekundärrohstoff verkauft werden.
Wolfgang Klingauf Fachjournalist in Augsburg
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