Bearbeitungszentrum Auftragsverfahren definiert Grenzen des Machbaren neu

Redakteur: Bernhard Kuttkat

Vor allem Werkzeugbauer werden ein neues Verfahren zu schätzen wissen, dass die Grenzen des Machbaren in punkto Werkzeugauslegung neu definiert: Ein Auftragsverfahren in Kombination mit Fräsen ermöglicht beispielsweise das Fertigen von Spritzgießwerkzeugen mit konturnahen Kühlkanälen, einem wärmeleitfähigen Kern aus Kupfer und einem Außenbereich aus Werkzeugstahl.

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Das von uns entwickelte Auftragsverfahren in Kombination mit der Frästechnik arbeitet ausschließlich mit Metallpulver, Wasserdampf, Strom und sauerstoffreduzierter Druckluft“, bringt Markus Dirscherl, geschäftsführender Gesellschafter der Innovaris GmbH & Co. KG in Ottobrunn, seit dem Jahr 2004 eine Tochtergesellschaft des Gosheimer Frästechnikspezialisten Hermle, die Vorteile und Unterschiede zu herkömmlichen Auftragsverfahren auf den Punkt.

Auf der Hausausstellung konnten die Besucher erstmals den Prototyp für dieses Auftragsverfahren bestaunen: Die auf Basis des bewährten Bearbeitungszentrums C 40 entwickelte Kombimaschine fürs Auftragen und Fräsen C 40 Alchemy.

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Kompaktes Bearbeitungszentrum nur auf den ersten Blick

Auf den ersten Blick sieht die C 40 Alchemy aus wie ein kompaktes Bearbeitungszentrum mit Schallschutzverkleidung, integrierter Magazinerweiterung sowie integrierter Absaugung. Der Innenraum der Maschine, mit glatten Edelstahlblechen und integrierter Beleuchtung, offenbart den Unterschied zu herkömmlichen C-40-Bearbeitungszentren.

Eine Besonderheit sind die mit einem laminaren Wasservorhang bespülten Wände sowie die mit einer Spülung versehene Maschinentür. Zwei weitere Details unterscheiden sich ganz wesentlich von einem üblichen Bearbeitungszentrum: eine im Hauptspindelgehäuse (Z-Achse) integrierte Auftragsvorrichtung und eine in den Schwenkrundtisch integrierte Tischheizung mit Wärmetauscher.

Auftragsverfahren ermöglicht völlig neue Bauteile

„Die Auftragstechnologie ermöglicht eine neue Dimension an Bauteilkomplexität“, schwärmt Dirscherl. Selbst bisher nicht für möglich gehaltene Geometrien und Materialkombinationen seien realisierbar. Als Beispiel nennt er Spritzgusswerkzeuge mit konturnahen Kühlkanälen in Kombination mit einem wärmeleitfähigen Kern aus Kupfer und einem Außenbereich aus Werkzeugstahl. „Selbst Gradientenwerkstoffe mit einem fließenden Übergang zwischen Aluminium und Stahl sind realisierbar“, betont Dirscherl.

Die Kombimaschine bietet Möglichkeiten, die das Herz eines Werkzeugbauers höher schlagen lassen: das Herstellen von scharfkantigen Innengeometrien, Hinterschneidungen, Bauteilen mit Einlegeteilen, von Legierungen, Materialkombinationen und Gradientenwerkstoffen.

Bearbeitungszentrum kommt mit Wasser, Druckluft und Strom aus

„Das kompakte Bearbeitungszentrum benötigt keine aufwendige Infrastruktur wie Laser oder Brenngase, sondern nur Wasser, Druckluft und Strom“, erläutert der Innovaris-Chef. Denn das angewandte Verfahren, das kinetische Kompaktieren (Mikroschmieden) von Metallpulver, basiert auf der Kraft des Wassers.

Selbst der Kontakt des Bedieners mit dem Metallpulver wird auf ein Minimum reduziert. Die Metallpulver werden in versiegelten Fässern in die Maschine eingesetzt. Die Steuerung liest automatisch den integrierten Transponder aus, auf dem Materialart, Prozessparameter sowie Inhaltsmengen gespeichert sind. Vertauschungssichere Prozessanschlüsse schließen Fehlbedienungen aus.

Die C 40 Alchemy realisiert Produktprozesse, die mit herkömmlichen Methoden bisher unlösbar schienen und erzielt dadurch eine zusätzliche Wertschöpfung. Sie stellt einen konsequenten Schritt vorwärts in der Weiterentwicklung vom 3-Achs-Fräsen über das 5-Achs-Fräsen zur Innovaris-Alchemy-Technologie dar.

Neues Auftragsverfahren realisiert bisher unlösbare Produktprozesse

Das neue Auftragsverfahren arbeitet mit Metallpulver, wie es für die Herstellung von Sinterbauteilen verwendet wird, und Wasserdampf. Das für die Herstellung von konturnahen Kühlkanälen notwendige Füll-/Trägermaterial ist wasserlöslich und umweltverträglich. Es können im wesentlichen alle schmiedbaren metallischen Werkstoffe wie Buntmetalle und Werkzeugstahl verarbeitet werden. Auch die Verbindung von unterschiedlichen metallischen Werkstoffen ist möglich.

Gesteuert wird die Kombimaschine C 40 Alchemie von einer Heidenhain iTNC 530 Steuerung, ergänzt um Technologiezyklen für den Materialauftrag und einer leistungsfähigen Zusatzsteuerung für alle servicerelevanten Funktionen wie Wartungsintervalle, ausgelegt auch für die Fernwartung. Eine integrierte Infrarotkamera übernimmt die Prozessüberwachung. MM

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