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Profiltech Stufenbandprofile / Alicona Imaging Optische 3D-Messtechnik in der Produktion von Profilbändern

| Autor / Redakteur: Katharina Stüber / M.A. Frauke Finus

Präzision, Produktsicherheit und ein gleichbleibend hoher Qualitäts- standard – die Ansprüche an die Produkte der Profiltech Stufenbandprofile GmbH sind hoch. Gleichzeitig erfordern die kundenangepassten Lösungen ein hohes Maß an Flexibilität. Um die Qualität seiner Spezialwerkzeuge zu verifizieren, nutzt der Hersteller von gefrästen Profilbändern hoch- auflösende optische 3D-Messtechnik von Alicona.

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Profiltech hat seine gefrästen Profilbänder auf der Stanztec 2016 gemeinsam mit Alicona gezeigt.
Profiltech hat seine gefrästen Profilbänder auf der Stanztec 2016 gemeinsam mit Alicona gezeigt.
(Bild: Alicona)

Bei der Herstellung von Stanzteilen hat sich gefrästes Profilband, auch Stufenband genannt, als eine bevorzugte Lösung etabliert. Der Einsatz der Präzisionsbänder aus Kupfer und anderen gängigen zerspanbaren NE-Legierungen ersetzt in vielen Fällen Arbeitsgänge wie das Prägen. Ebenso können Baugruppen, deren Elemente bisher aus mehreren Bändern produziert werden mussten, in nur einer Stanzoperation wirtschaftlicher hergestellt werden. Weltweiter Marktführer in der Herstellung gefräster Profilbänder ist die baden-württembergische Profiltech Stufenbandprofile GmbH. Zu den Kunden von Profiltech gehören Unternehmen aus verschiedensten Branchen, darunter aus der Elektrotechnik, Automobilindustrie, Informations- und Computertechnik sowie weiteren modernen Technologiebereichen. Verwendet werden die Stufenbänder unter anderem für die Herstellung von Steckverbindern, Kontaktteilen und komplexen Halbleiterbauelementen.

Die Profilbänder und ihre filigranen Geometrien sind dabei fast immer Einzellösungen. Die Entwicklung und Herstellung der kundenspezifischen Stufenbänder erfordert dementsprechend innovative und prozessintegrierte Qualitätssicherungskonzepte. Um dies zu gewährleisten, nutzt Profiltech die hochauflösende, optische 3D Messtechnik des internationalen Messanbieters Alicona. Corinna
Ruess, technische Leiterin bei Profiltech, erklärt: „Für die Bearbeitung der Stufenbänder verwenden wir eigens entwickelte Maschinen und Fräser. Seit 2014 setzen wir das optische Messgerät Infinite Focus von Alicona ein, um die Qualität unserer Spezialwerkzeuge zu verifizieren.“. Für seine Fräswerkzeuge verwendet Profiltech unter anderem hochmoderne Schneidstoffe wie polykristallinen Diamant, die sich durch ihre extreme Härte und Standfestigkeit auszeichnen. Die eigens entwickelte Frästechnologie zur Profilierung ermöglicht die Produktion von Stufenbändern mit sehr präzisen Kanälen, kleinsten Radien ab 50 µm und Rauheitswerten Ra kleiner gleich 0,20 µm. „Um die komplexen und feinen Fräsgeometrien und Profilnuten der Profilbänder umzusetzen, nutzen wir Infinite Focus sowohl herstellungsbegleitend als auch in der Qualitätskontrolle des fertigen Fräswerkzeuges“, erklärt Ruess.

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Robuste Messungen der Werkzeugschneidkante

Gemessen werden insbesondere Geometrie und Schartigkeit der Werkzeugschneidkante, wodurch das Risiko von Kantenausbrüchen verringert und die Kantenstabilität verbessert wird. Durch die Beleuchtung mit LED-Ringlicht sind auch Werkstücke mit unterschiedlichen Oberflächen- und Reflexionseigenschaften schnell und intuitiv messbar. „Neben dem Kantenradius messen wir auch alle relevanten Kantenparameter wie Freiwinkel, Keilwinkel und Spanwinkel“, erläutert Ruess. „Erst mit Alicona waren wir in der Lage, auch schwer zugängliche Bereiche direkt hinter der Schneidkante zu bewerten.“ Zu den vielen anspruchsvollen, kundenspezifischen Einsatzgebieten der Stufenbänder zählt unter anderem die Herstellung von Leistungs-LEDs. Die hochkomplexen Geometrien und minimalen Dimensionen lassen sich in dieser hohen Genauigkeit ausschließlich mit gefrästem Profilband realisieren. Der Trend zu immer kleineren und komplexeren Strukturen im Zuge der Miniaturisierung stellte Profiltech vor neue Herausforderungen. Der Wechsel zu Alicona war für den Profilbandhersteller eine logische Folge dieser hohen Kundenerwartungen. Ruess von Profiltech führt aus: „Bisher eingesetzte Freitastsysteme und Lichtmikroskope lieferten keine zufriedenstellenden Ergebnisse und nur unzureichende Tiefenschärfe. Enge Fertigungstoleranzen von bis zu ± 4 µm und steigende Anforderungen an die Präzision unserer Produkte haben uns schließlich zu Alicona geführt.“

Die Vorteile der Qualitätssicherung mit Infinite Focus liegen für Ruess auf der Hand. „Die Kantenpräparation und Qualitätssicherung mit Alicona hat die Standzeiten unserer Werkzeuge deutlich erhöht und uns dabei geholfen, unsere Werkzeuge weiter zu optimieren“, führt Corinna Ruess aus. Für die Kunden von Profiltech hat die große Gestaltungsfreiheit des Querschnitts der Stufenbänder den Vorteil, dass sich die Dickenübergänge unterschiedlichst fertigen lassen. Außerdem können beim Fräsverfahren enge Dickentoleranzen in Längs- und Querrichtung realisiert werden. Ruess von Profiltech zu den Vorteilen der Präzisionsbänder: „Unsere Kunden sparen durch den Einsatz unserer Produkte Werkzeugkosten, da beim Stanzvorgang auf das Falten und Prägen verzichtet werden kann. Zudem erreichen sie über die höhere Stanzgeschwindigkeit eine bessere Produktivität.“ Dabei hat die Werkstoffsicherheit für den Stufenbandhersteller oberste Priorität – so dürfen keine Spannungen in das Material eingebracht werden.

Spezialwerkzeuge vermessen

Die Messtechnik von Alicona hilft dabei, sicherzustellen, dass das Fräsen in keiner Weise die Homogenität der Zugfestigkeit, Härte, sowie der elektrischen oder thermischen Leitfähigkeit über die Profilbreite der Bänder beeinflusst. Zusätzlich zur Schartigkeit entlang der Kante lässt sich zudem die Rauheit des Werkzeuges sowohl profilbasiert als auch flächenhaft ermitteln. Die 3D-Visualisierung mit Echtfarbinformation gibt die Oberfläche dabei detailliert wieder, sodass Oberflächenfehler schnell detektiert werden können. Eventuelle Formabweichungen und Werkzeugverschleiß lassen sich mittels Differenzmessung feststellen, bei der ein automatischer Abgleich mit einer Sollgeometrie oder einem CAD-Datensatz stattfindet. Ruess: „Die Qualitätssicherung mit Alicona hat uns überzeugt. Damit können wir unseren Kunden auch zukünftig die präzisesten und sichersten Lösungen bieten.“

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