Bearbeitungsprozesse
Bearbeitungsprozesse toren wie Geometrie oder Material hingegen kaum Einschränkung mehr dar, da das Verfahren berührungslos und somit materialschonend arbeitet. Durch indirekte Ultraschall-Bestrahlung und das Erzeugen von Rayleighwellen (Oberflächen- Erdbebenwellen) lassen sich auch innenliegende Kanten und kleinste Durchgänge problemlos entgraten. „Der Prozess hat keine Auswirkungen auf die Festigkeit des Bauteils, die Oberflächenstruktur bleibt unverändert und bei glatten Oberflächen gibt es keinen Materialabtrag“, so Münz. Neben den gängigen Metallen sind auch verschiedene Titan- und Nickelbasislegierungen bis hin zu Messing und faserverstärkten Kunststoffen für die Bearbeitung geeignet. Je nach Konfiguration lassen sich Losgrößen von 100 bis eine Million validierbar und reproduzierbar, hochpräzise sowie punktuell entgraten. 20.000 Mikroschwingungen pro Sekunde entfernen Grate auf schonende Weise Herzstück der Anlage bildet ein Prozesswasserbecken aus hochwertigem Edelstahl mit Füllstands- und Temperaturüberwachung sowie einer oder mehrerer Ultraschallsonotroden. „Das Bauteil wird mit einem 6-Achs- Industrieroboter in das Prozesswasserbecken getaucht und entlang der Sonotrode geführt, die wir mit 20 kHz anregen“, erläutert Münz das zugrundeliegende Prinzip. „Mit 20.000 Mikroschwingungen pro Sekunde werden Longitudinalwellen und Kavitation im Wasser erzeugt, die wiederum einen Kavitationsjet hervorrufen. Wird das Bauteil nun entlang dieses Jets geführt, brechen die Grate nach einer kurzen Zeit ab.“ Der Jet erreicht dabei Strömungsstärken, die denjenigen vom Hochdruckwasserstrahlentgraten in nichts nachstehen, benötigt bei einer Maximalstromaufnahme von 6 kW und einem jährlichen Verbrauch zwischen 4.000 und 6.000 kWh allerdings weit weniger Energie. Im Vergleich dazu liegt der Verbrauch von klassischen Verfahren um rund das 20-Fache höher, was das Verfahren wirtschaftlicher macht. Unterstützt wird die Wirtschaftlichkeit der 24/7-tauglichen Entgratanlagen durch die integrierte Wasseraufbereitung, die das Prozesswasser über die angeschlossenen Partikelfilter und Wärmetauscher im Kreislauf im optimalen Zustand hält. Die hohe Präzision beim Abtragen der Grate entsteht aus der geschickten Verbindung von Ultraschall und flexibler Bewegungsführung. Denn der hochwertige 6-Achs-Roboter kann wahlweise je nach Maschinentyp das Bauteil entlang der Sonotrode oder letztere an der zu entgratenden Kante entlang führen. „Der Bediener muss lediglich die entsprechende STEP-Datei laden und die gewünschte Bewegungsfolge auswählen. Den Rest erledigt die Anlage in kurzer Zeit“, so Münz. Die Kombination aus berührungslosem Prozess und großer Flexibilität in der Bewegung machen das Verfahren zu einer idealen Lösung für Präzisionsbauteile mit scharfen Kanten und verschieden großen Fasen auf engstem Raum. An einem digitalen Zwilling kann der Fertigungsprozess vorsimuliert und überwacht werden, sodass sich auch neue Bauteile bedenkenlos bearbeiten lassen. Anlagen im Industrie 4.0-Standard „Die Ultraschallentgratanlagen sind ganz im Sinne der Industrie 4.0 konzipiert, damit eine zukunftsfähige Einbindung in die kundeneigenen Produktionsabläufe sichergestellt ist“, erläutert Münz. Eine hochwertige Siemensumgebung inklusive Fernwartungsmodul gewährleistet nicht nur eine Offline-Programmierung, sondern ermöglicht auch eine tiefgreifende und schnelle Störungsbehebung ohne teuren Serviceeinsatz. Darüber hinaus lässt sich jederzeit per Fernzugriff auf die Maschinen aufschalten, um Anpassungen in der Programmierung vorzunehmen. Zudem können über ein CAM einzelne Programme bearbeitet und wieder aufgespielt werden, um beispielsweise den Bewegungsablauf für neue Geometrien zu definieren. Dank der offenen Programmierumgebung lassen sich auch zusätzliche Qualitätskontrollkomponenten wie Lasermesssensoren oder spezielle Beschickungsvorrichtungen problemlos ergänzen. „Im Endeffekt sind hier keine Grenzen gesetzt. Bei gewissen Bauteilen wie z.B. geschliffenen Ventilschiebern wird auch keine zusätzliche Endreinigungsanlage benötigt, da die Bauteile nach unserem Entgratprozess so sauber sind, dass dieser Schritt eingespart und so die gesamte Prozesskette verschlankt werden kann“, ergänzt Münz abschließend. Erstmals ist es gelungen, serienreife Bearbeitungsanlagen zu entwickeln, die Grate und abstehende Fasern völlig kontaktlos mit Ultraschall entfernen. weitere Infos: www.ultratec-anlagen.de 34 dihw 14 3 · 2022
Hart am Limit Hartbearbeitung mit Werkzeugen von ISCAR Bei der Hartbearbeitung geht es meist um die Zerspanung von Werkstoffen jenseits von 50 HRC. Dabei handelt es sich um Stähle, die überwiegend im Werkzeug- und Formenbau zum Einsatz kommen. Speziell dafür hat ISCAR eine Serie an Vollhartmetall (VHM)-Fräsern entwickelt, mit denen Anwender Materialien bis 72 HRC problemlos bearbeiten können. In der Vergangenheit wurden diese sehr harten Eisenwerkstoffe meist geschliffen oder erodiert. Der Einsatz dieser Technologien erforderte allerdings eine Vielzahl an Arbeitsschritten. Das machte die Herstellung eines Bauteiles aufwändig, zeitintensiv und damit teuer. Das Hartfräsen verbessert diese Situation zwar deutlich, bringt allerdings auch hohe Anforderungen an das Zerspanungswerkzeug mit sich – beispielsweise muss ihre Mikro- und Makrogeometrie an die teils extremen Bedingungen angepasst werden. Großen Einfluss auf die Performance der Fräser haben zudem das Substrat und die Beschichtung. Denn die Kombination und das perfekte Zusammenspiel dieser Komponenten garantiert letztlich den Erfolg bei der Bearbeitungsaufgabe. Know-how und Erfahrung für neue Herausforderungen ISCAR hat ein speziell entwickeltes Programm an VHM-Fräsern für die Hartbearbeitung bis 72 HRC im Programm. Neben der sehr guten Schneidkantenstabilität des Grundsubstrates bietet die neue Al- TiCCrSiN-beschichtete Schneidstoffsorte IC902+ auch eine verbesserte Verschleißfestigkeit und eine größere Temperaturbeständigkeit. Dadurch kann der Anwender entweder höhere Schnittparameter fahren und die Durchlaufzeit des Werkstücks verkürzen, oder er erzielt eine längere Standzeit und damit mehr Prozesssicherheit. Fräser für jede Härte Smart Manufacturing Solutions. Die neue Einplatzmaschine BA 711 space ist speziell für die Bearbeitung großer, komplexer Werkstücke konzipiert. SW Bearbeitungszentren stehen für mehr Flexibilität, Modularität, Produktivität und Konnektivität. Wir unterstützen Hersteller und Zulieferer in zahlreichen Branchen mit maßgeschneiderten Fertigungslösungen für eine hochpräzise und kostengünstige Produktion. Dabei stehen die beiden Typen EB-H3 (Mini-Kugelfräser) sowie EC-H3 (Mini-Torusfräser) im Fokus. Die Mini-Fräser-Reihe für die High-Speed-Miniaturbearbeitung bieten die ideale Kombination aus Geometrie, Substrat und Beschichtung. Die Fräser verfügen über drei Schneiden mit ungleicher Teilung und erlauben lange Standzeiten. Der 6er-Schaft verleiht dem Werkzeug große Stabilität. Weltpremiere - BA 711 space Halle 10, Stand B51 Die Werkzeugfamilie für die Hartbearbeitung umfasst den Mini-Kugelfräser EB-H3, den Mini-Torusfräser EC-H3 sowie den Hochvorschubfräser EFF-S6. Auch wenn diese Werkzeuge gezielt für die Anforderungen in der Hartbearbeitung entwickelt wurden, so erlaubt das besondere Design und die bestmögliche Kombination von Hartmetall und Beschichtung die Bearbeitung einer Vielzahl unterschiedlicher Werkstoffe. Als wahre Multitalente eignen sich die Werkzeuge sowohl für Stähle unter 45 HRC, wie beispielsweise Werkzeugstahl 1.2312 mit etwa 30 HRC, nicht gehärtete Stähle, rostfreie Stähle und Legierungen, als auch für harte Stähle von 45 bis 72 HRC. Dazu gehört unter anderem Böhler M390 mit 62 HRC. Anwender können aber auch sehr abrasive Stähle, Edelstahl oder Wolfram- Kupfer problemlos mit den Werkzeugen zerspanen. sw-machines.com
