Expertenrunde für kleinste Durchmesser
Enorme Potenziale in der Mikrobearbeitung
Bei der Mikrobearbeitung noch von Trendstatus zu sprechen, würde dem Stellenwert dieser Maßstäbe setzenden Technologie nicht gerecht: In Zeiten, da Werkzeuge mit 0,02 mm Durchmesser herstellbar und nicht nur in Nischenbranchen im Einsatz sind, ist die hochpräzise Bearbeitung kleinster Bauteile mehr denn je Schlüssel zu Innovationen in der Elektronik oder Medizintechnik. Welche Anforderungen das an jedes einzelne Glied in der Wertschöpfungskette stellt, diskutieren führende Experten der Mikrozerspanung.
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Um exotische Werkstoffe hochpräzise auch in kleinsten Durchmessern wirtschaftlich zu bearbeiten, lässt sich der Erfolg kaum mehr an einer einzelnen Komponente festmachen. Vielmehr ist es das harmonische Zusammenspiel zwischen Bearbeitungszentrum, Werkzeugaufnahme und Werkzeug, mit dem sich der Zerspaner zufriedene Kunden erarbeitet. Besonders gewinnbringend gelingt dies, wenn sich Spezialisten zusammentun, wesentliche Fragen und Herausforderungen der Mikrozerspanung diskutieren und gemeinsam das Gesamtsystem stetig optimieren.
Als „Kompetenznetzwerk Zerspanung“ sind die Schaublin GmbH als Hersteller von hochpräzisen Drehzentren und Spannmitteln, die Drehwerkzeugexperten von Schwartz Tools and more sowie die Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH mit nahezu 50-jähriger Tradition in der Entwicklung von Mikrozerspanwerkzeugen bereits seit geraumer Zeit auf Messen verlässliche Ansprechpartner rund um die Welt der Kleinteile.
Mit von der Partie bei Seminaren sind auch die Hommel+Keller Präzisionswerkzeuge GmbH, Weltmarktführer für Rändelwerkzeuge, sowie die schweizerische Tornos S.A., die Ein- und Mehrspindeldrehmaschinen und Bearbeitungszentren für komplexe Präzisionsteile herstellt.
Dazu Arndt Fielen, Vertriebsleiter der Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH: „Mit einem derartigen Wissensschatz, den wir aus diesem Dialog von Herstellern gewinnen, decken wir zusammen das komplette Spektrum der Mikrobearbeitung ab und stellen es unseren jeweiligen Kunden in Form von optimierten Produkten, Prozessen und Serviceleistungen zur Verfügung. Durch den regen und schnellen Austausch untereinander können wir auch schwierigste Aufgaben lösen.“
Komplettlösung statt Einzelleistung
„Da die Anforderungen unserer Kunden immer mehr in Richtung Komplettlösung gehen, wären wir per se schon gezwungen, uns in manchen Aufgabenstellungen Rat bei Kollegen aus anderen Branchen zu holen. Dank der guten Zusammenarbeit unserer Unternehmen miteinander haben wir klare Vorteile, wenn es um besonders knifflige Aufgaben geht“, so Roland Gerlach, Vertriebsleiter der Schaublin GmbH.
Jörg Schwartz, Geschäftsführer von Schwartz tools and more, fasst es folgendermaßen zusammen: „In der Zusammenarbeit ergeben sich zahlreiche Synergieeffekte! Nicht selten stoßen wir an die Grenzen von Mann, Maschine und System, gerade da aktuelle Materialien immer anspruchsvoller zu zerspanen sind. Zum Erfolg tragen viele Faktoren bei, die sich nicht immer allein mit dem Netzwerk-Wissen abdecken lassen. Beispielsweise hat das Schmiermittel wesentlichen Einfluss auf den Zerspanvorgang. Da muss jeder die Augen offen halten! Das ist zum einen das Schlimme, zum anderen aber auch das Schöne an unserem Metier.“
Uhrenindustrie als Impulsgeber
Die Uhren-Herstellung ist systembedingt geprägt von kleinsten, hochpräzisen Bauteilen. Wer dorthin die entsprechenden Produktionsmittel liefert, dem müssen Toleranzen im µm-Bereich und minimale Bauteilgrößen im Blut liegen. Speziell auf die Uhrenindustrie hin abgestimmte Drehmaschinen entwickelt und produziert die Tornos S.A. aus Moutier.
„Bereits in den 1800er Jahren haben wir Maschinen für die Uhrenindustrie geliefert. Das war damals schon anspruchsvoll, doch stetig steigen die Herausforderungen, denen wir mit kleinen, schnellen CNC-Maschinen nachkommen. Sie glänzen mit geringen Wärmegängen und erreichen beste Oberflächengüten sowie kurze Taktzeiten – mit den entsprechend präzisen Werkzeugen“, erläutert Hans-Joachim Günther, Produktmanager bei der Tornos Technologies Deutschland GmbH.
Um auch über das System Drehmaschine optimale Lösungen bieten zu können, tauscht sich auch Tornos mit Werkzeugherstellern wie Zecha oder Schwartz tools and more aus. „So hat man den Puls am Markt, man bekommt mit, wo es in punkto Materialien oder Anwendungen hingeht, und man lernt voneinander“, so Hans-Joachim Günther.
Ebenfalls Wurzeln in der Uhrenindustrie hat Zecha, „was die Passion unserer Mitarbeiter für kleinste Werkzeugdurchmesser bedingt“, so Arndt Fielen. „In der Mikrozerspanung werden Vorschübe im µm-Bereich pro Zahn gefahren, die Systeme werden immer feiner. Mittlerweile messen wir die Schneidkantenverrundung im REM-Verfahren, da sie sich bei solch kleinen Werkzeugen gar nicht mehr anders abbilden lässt.“
Martin Ruck aus dem Produktentwicklungsteam bei Zecha ergänzt: „Bei Rundlauftoleranzen von 3 µm, die wir auch bei Bohrern und Fräsern bis hinunter zu 0,02 mm Durchmesser liefern, führt kein Weg an erstklassigen Schleifmaschinen und Schleifmitteln vorbei. Man muss sich vorstellen, dass bei entsprechender Körnung die Schneidkante auf der Schleifscheibe lediglich 4 bis 5 µm beträgt.“
In solchen Fällen müssen die Schleifscheibensätze ohne Schlag, ohne Wucht laufen, um überhaupt eine schneidende Geometrie erzeugen zu können. Martin Ruck weiß: „Ein Kleinwerkzeug verzeiht nichts! Minimale Fehler wirken sich viel dramatischer aus als in großen Dimensionen: Zu wenig Freiwinkel oder zu kleiner Spanraum, unpräziser Nutauslauf, keine scharfen Kanten, falsche Verrundung, schlechte Oberflächen – kommt da ein bisschen Druck drauf, entwickeln sich Abscherkräfte. Die Liste ist lang, doch genau diese Punkte minimieren wir mit unseren Werkzeugen. Schließlich liegen zwischen 1 und 5 µm Toleranz Welten, die keiner unserer Kunden akzeptiert!“
Neue Materialien, neue Herausforderungen
Das Rändeln ist ein taktzeitbestimmender Prozess, der, richtig angewendet, in der Produktion sehr viel Zeit einsparen kann. Mit 80 Jahren Erfahrung in dieser Technologie greift die Hommel+Keller Präzisionswerkzeuge GmbH auf ein riesiges Arsenal an Anwendungs- und Prozesswissen zu, das dem Anwender hilft, die Wertschöpfung in alle Richtungen auszunutzen.
Michael Urnauer, Key Account Manager bei der Hommel+Keller Präzisionswerkzeuge GmbH, sieht neben den „üblichen Verdächtigen“ wie der Automobil- und Luftfahrtindustrie oder dem Maschinenbau gerade Branchen wie die Elektronik und Medizintechnik als Taktgeber für richtungsweisende Entwicklungen: „Konsumgüter wie Smartphones erfreuen sich ungebrochener Nachfrage, Medizinprodukte wie Prothesen, künstliche Herzklappen oder Schrittmacher sind wichtige Elemente für ein Altern bei bestmöglicher Gesundheit. In beiden Segmenten hat sich die Werkstoffauswahl in den vergangenen Jahren um ein Vielfaches erweitert und damit sind auch die Ansprüche an die Werkzeughersteller, für sämtliche Anwendungen passende Werkzeuge anbieten zu können, gestiegen. Das ruft gleichzeitig ein hohes Maß an Forschungs- und Entwicklungsbereitschaft bei uns Unternehmen ab.“
In medizintechnischen Seminaren erhält Tornos wichtige Informationen zu neuen Materialien und deren Einsatz. Hans-Joachim Günther: „Kobalt-Chrom, Platin oder Iridiumlegierungen sind heute nicht mehr so exotisch, manches ist sogar mittlerweile Standard für den Zerspaner. Bei Werkstoffen aus den Forschungslabors sieht es dagegen schon wieder anders aus. Viele Experimental- und Testläufe sind nötig, um sie letztlich doch auf herkömmlichem Weg zu bearbeiten.“
Nur die Vorstellungskraft setzt Limits
Ab gewissen Dimensionen muss man sich die Frage nach den limitierenden Faktoren stellen, die Weiterentwicklungen auf dem Zerspanungssektor bremsen oder gar unmöglich machen können. Dort sehen die Unternehmen durchweg die Grenzen weniger in den Materialien oder Anwendungen, sondern in dem, was der Mensch sich vorstellen kann: „Solange jeder bereit ist und die Möglichkeit bekommt, über den Tellerrand hinauszuschauen, seine Fantasie zu öffnen und auch mal quer zu denken, solange werden auch stetig neue Ideen geboren und von Zerspanungsunternehmen in Form gebracht werden!“
Die Experten im Überblick
Bei der Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH aus Königsbach-Stein wird „klein“ großgeschrieben: Mit langjähriger Erfahrung, die ihren Ursprung in der Uhrenindustrie hat, bringt Zecha modernste Werkzeuge heraus. Deren hohe Präzision, die gerade in der Mikrobearbeitung so essentiell ist, wird durch Geometrien aus Hartmetall führender Hersteller und spezielle Beschichtungslösungen gewährleistet.
Die Hommel+Keller Präzisionswerkzeuge GmbH aus Aldingen ist ein Unternehmen der Hommel+Keller-Gruppe und weltweiter Marktführer bei Rändelwerkzeugen. Höchste Präzision und Prozesssicherheit, optimale Handhabung und überzeugende Wirtschaftlichkeit sind charakteristisch für die Rändelwerkzeuge der Marke ›Zeus‹ und machen sie somit auch zu einem optimalen Einsatzpartner in der Mikrozerspanung.
Die Schaublin GmbH aus Langenselbold vereint in sich die Kompetenzen zweier schweizerischer Unternehmen und ist somit Experte für Drehmaschinen und Spannmittel höchster Genauigkeit. Mit ihren geringen Toleranzen erfüllen Geräte von Schaublin die Anforderungen der Mikrobearbeitung spielend. Absolut präzise und zuverlässig lassen sich auf den Drehmaschinen Bauteile für die Feinmechanik und Uhrenindustrie sowie die Elektro-, Opto- und Medizintechnik zerspanen.
Schwartz tools and more, Experte rund um die Drehbearbeitung, steht seit mehr als 35 Jahren für höchste Genauigkeit und erstklassige Produktqualität. Das Portfolio der Pfinztaler umfasst dabei nicht nur Standardwerkzeuge in Vollhartmetall, wie Wendeplatten und Drehmeißel, sowie Zubehör, wie Spannzangen, sondern Schwartz liefert auch hochwertige Sonderwerkzeuge, die genau auf die Kundenanforderungen abgestimmt sind.
Die Tornos Technologies Deutschland GmbH ist Tochterunternehmen des schweizerischen Herstellers Tornos SA, Moutier. Tornos genügt dem Anspruch höchster Präzision und Wirtschaftlichkeit – selbstverständlich auch in der Mikrobearbeitung. Produziert werden nicht nur Drehmaschinen, sondern auch Bearbeitungszentren und Anlagen zur Oberflächenbearbeitung.
Mehr Informationen zur ZECHA GmbH:
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ZECHA Hartmetall- Werkzeugfabrikation GmbH |
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Benzstraße 2 |
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75203 Königsbach-Stein |
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Tel.: +49 (0) 72 32 / 30 22-0 |
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Fax: +49 (0) 72 32 / 30 22-25 |
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E-Mail: info@zecha.de |
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www.zecha.de |
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