Neue Technologie ermöglicht Grinding Ops

Jun 29, 2023

Die Schleifbearbeitung ist eine bewährte Technologie zur Einhaltung anspruchsvoller Toleranzen und zur Erzielung hervorragender Oberflächengüten. Hersteller entwickeln weiterhin neue Fähigkeiten.

Diese Fortschritte sollten auf der inzwischen abgesagten IMTS 2020 vorgestellt werden. Einige davon sind hier in der Show-in-Print-Berichterstattung von Manufacturing Engineering zu sehen.

Zu den neuen Funktionen gehören Fernüberwachung, Mehrachsenbearbeitung, Sicherheit und Dämpfung, Führungsbahnen, Querschlitten, kundenspezifische Lösungen und mehr, um Endbenutzern dabei zu helfen, die anspruchsvolleren Fertigungsumgebungen von heute zu meistern, insbesondere in wachsenden Branchen wie der Medizintechnik.

Laser werden zum ersten Mal in einem Produkt von Vollmer of America eingesetzt, da das in Carnegie, Pennsylvania ansässige Unternehmen kürzlich den VLaser 270 auf den Markt gebracht hat, eine laserbasierte Schärfmaschine. „In diesen Laser haben wir unser gesamtes Wissen aus der Feinmechanik einfließen lassen, das wir seit Jahrzehnten bei unseren Schleif- und Erodiermaschinen erwerben“, sagte Dr. Stefan Brand, CEO der Muttergesellschaft Vollmer Group.

Laut Brand hält der VLaser 270 „das Werkzeug immer in der Mitte des Brennpunkts basierend auf der C-Achse. Dadurch können Werkzeughersteller eine Schneidkante hochpräzise und stabil mit minimaler Bewegung bearbeiten.“

Das Herzstück des VLaser270 ist seine feste Laserstrahlführung mit innovativer Maschinenkinematik. Durch die Anordnung der fünf Achsen übereinander erfolgt die Bearbeitung des Werkzeugs immer im Drehpunkt der C-Achse mit minimaler Achsbewegung, was eine stabile Prozessführung gewährleistet. Gleichzeitig ermögliche die kinematische Kette eine hohe Bahngenauigkeit, was sich positiv auf die Bearbeitungsgenauigkeit und Qualität der Werkzeuge auswirke, so Brand.

Der VLaser270 kann im unbemannten Betrieb ohne Licht eingesetzt werden. Es kann die Schneidkanten von Schneidwerkzeugen schärfen, die mit PKD oder anderen ultraharten Materialien bestückt sind. Die Technologie kann verschiedene Prozesse im Werkzeugbau optimieren, darunter die Bearbeitung von Spanführungskerben sowie die Fasenbearbeitung und Schneidkantenvorbereitung.

Kundenspezifische Funktionen an Mühlen seien für DCM Tech an der Tagesordnung, sagte Doug Henke, technischer Spezialist für den familiengeführten Mühlenhersteller mit Sitz in Winona, Minnesota. Henke schätzt, dass bis zu 50 Prozent der Maschinen auf irgendeine Weise individuell angepasst werden. „Bei DCM wickeln wir alles im eigenen Haus ab und können Maschinen und Prozesse je nach Kundenwunsch anpassen“, sagte er. Das Unternehmen stellt seinen neuesten rotierenden Flachschleifer vor, den IG 280 SD. Die 282 SD, Teil der IG-Schleifmaschinenserie des Unternehmens, die von der manuellen IG 080 bis zur massiven IG 480 reicht, ist eine verbesserte Version des 280-Modells von DCM.

Es handelt sich um die erste rotierende Flächenschleifmaschine im DCM-Stil, die über einen präzisen, servoangetriebenen Kreuzschlittenmotor verfügt, der es der Maschine ermöglicht, enge Toleranzen entlang der Z- und X-Achse zu schleifen. Zu den weiteren Upgrades gehört eine Autodress-Funktion; Nachmahlfunktion; und ein IoT-ähnliches Fernüberwachungssystem. Ein weiteres Upgrade ist ein neues sensorbasiertes Teileerkennungssystem. „Der automatisierte Sensor ermöglicht es dem Bediener, das Teil zu laden, die Starttaste zu drücken, und der Sensor erkennt das Teil und schleift es auf die perfekte Höhe“, sagte Henke. „Das ist ein großer Vorteil bei der Unfallvermeidung und eliminiert menschliches Versagen.“

Flexibilität beim Schleifen ist auch ein Leitprinzip der Universalschleifmaschine GL-4i Switch von JTEKT Toyoda Americas Corp., Arlington Heights, Illinois, die über einen manuell verstellbaren Schleifkopf für gerade und eckige Anwendungen verfügt. Shane Farrant, nationaler Produktmanager für Schleifmaschinen, sagte, der Schleifspindelstock arbeite in Schritten von 0°, 30° und 45° für flexibles Schleifen, was die Zykluszeiten verlängert und die Wahrscheinlichkeit von Verbrennungen beim Planschleifen verringert.

„Der Switch ist aufgrund seines Preises und seiner Vielseitigkeit eines unserer beliebtesten Modelle in Nordamerika“, sagte er. „Es eignet sich für Lohnfertigungsbetriebe, die häufig umrüsten, und kann von Hochproduktionsbetrieben eingesetzt werden, bei denen die Produktion ausfällt.“

Das GL4i Switch-Modell von Toyoda ist für das Schleifen großer Teile geeignet und reicht von 500 bis 2.000 mm Abstand zwischen der Mitte, einem Schwenkbereich von bis zu 400 mm und einer erhöhten Teilekapazität von bis zu 300 kg. Das Modell verfügt über ein Toyoda-Statiklager und eine Flachplattentechnologie, um eine hohe Genauigkeit und Position zu gewährleisten, sowie über ein verstärktes Gusseisenbett, um den Kühlmittelfluss zu verbessern und die thermische Verschiebung zu reduzieren. Das Stat-Lager nutzt eine hybride hydrostatische/hydrodynamische Technologie, um den Kontakt von Metall zu Metall im Lager zu verhindern.

Der Switch nutzt die unternehmenseigene Dialogsteuerung Toyopuc Touch, die dem Bediener intuitive und leicht zu erlernende Dateneingabefunktionen mit Visualisierung des Gerätestatus für eine intelligente Fertigung bietet, sagte Farrant.

Die GrindSmart 830XW von Rollomatic ist eine Werkzeugschleifmaschine, die hydrostatische Führungstechnologie und Linearmotoren mit Sechs-Achsen-Bearbeitung integriert, um sowohl große als auch kleine Werkzeuge mit 1 bis 32 mm Durchmesser und Spannutenlängen von bis zu 200 mm herzustellen. „Das wichtigste Merkmal des 830 XW ist, dass die Führungen hydrostatisch sind“, sagte Eric Schwarzenbach, Präsident von Rollomatic Inc., Mundelein, Illinois. „Normalerweise gibt es Umlaufschuhe, die auf Schienen laufen, aber hier haben wir keinen mechanischen Kontakt. Alles läuft auf einem unter hohem Druck stehenden Ölfilm.“

Hydrostatische Führungen dämpfen Vibrationen und halten hohen Belastungen stand. „Für zusätzliche Stabilität und Vibrationsdämpfung sorgen ein Dreipunkt-Basisdesign und ein Gehäuse, das physisch von der Maschinenbasis getrennt ist, sodass keine Vibrationen auf die Basis übertragen werden“, sagte er. Das Modell verfügt über eine synchrone Spindel mit Direktantrieb, die unabhängig vom Spindelwerkzeug eine konstante Raddrehung ermöglicht. „Wenn man die Spindel mit 3.000 U/min antreibt, dreht sie sich genau mit 3.000 U/min; sie wird nie davon abweichen“, sagte Schwarzenbach.

Die Sechs-Achsen-Fähigkeit des GrindSmart 830XW eröffne neue Möglichkeiten für Innovationen im Werkzeugdesign, insbesondere für hochpräzise Werkzeuge, sagte er. Die Anordnung der Schleifspindelachse an der Maschine ermöglicht eine beidseitige Bewegungsfreiheit über einen Gesamtdrehwinkel von 240°. Das bedeutet, dass sowohl rechte als auch linke Werkzeuge mit demselben Scheibenpaket geschliffen werden können.

Norton | Saint-Gobain Abrasives, Worcester, Massachusetts, hat neue Schleifprodukte hinzugefügt, um den Anforderungen anspruchsvoller Präzisionsanwendungen gerecht zu werden. „Angesichts neuer, schwerer zu schleifender Materialien, strengerer Endbearbeitungsspezifikationen und stärker automatisierter Herstellungsprozesse müssen wir uns anpassen, um den Bedürfnissen unserer Kunden gerecht zu werden“, sagte Will Lang, technischer Geschäftsentwicklungsleiter. Diamantscheiben von Norton Winter Paradigm können schwer zu schleifende technische Legierungen und Verbundwerkstoffe wie Gamma-Titan-Aluminid und Keramikmatrix-Verbundwerkstoffe schleifen. Neu bei Norton | Das Produktangebot von Saint-Gobain ist der Norton Winter Vitron7. In Kombination mit dem CarbonForce-Kohlenstofffaserkern des Unternehmens sind die Scheiben aus verglastem kubischem Bornitrid (cBN) außergewöhnlich leicht, was zu einer verbesserten Schleifleistung und maximaler Bedienersicherheit bei der Montage und beim Wechsel führt. Die Scheiben zeichnen sich durch eine hochpräzise keramische Bindung, eine hervorragende Bindung des Korns in der Bindung und eine gleichmäßige Kraft pro cBN-Partikel aus. Neu ist auch der Fixed Abrasive Buff (FAB), der dem Stoff einer Schwabbelscheibe Schleifkörner hinzufügt und so den Einsatz schmutziger Poliermittel praktisch überflüssig macht.

United Grinding North America, Miamisburg, Ohio stellt Studer-Zylindermaschinen vor; Werkzeug- und Messmaschinen von Ewag und Walter; Profilschleifmaschinen von Blohm und Magerle; und FlexLoad-Automatisierung. Es kann eine Herausforderung sein, die für eine Anwendung am besten geeignete Maschine zu bestimmen. „Viele Teile, die auf einer Walter-Mühle hergestellt werden können, können auch auf einer Blohm- oder Magerle-Mühle hergestellt werden“, sagte Phil Wiss, regionaler Vertriebsleiter. „Es kommt auf die Kundenbedürfnisse an.“

Simon Mans, General Manager der Werkzeugabteilung, fügte hinzu: „Wenn das Teil oder Gerät so etwas wie ein Knochenstift oder ein medizinischer Bohrer ist, etwas, das wie ein Werkzeug aussieht, dann ist die Walter-Produktlinie möglicherweise die beste. Wenn dahinter eine kundenspezifische Vorrichtung steckt, eine progressive Vorrichtung, eine mehrachsige Interpolation dieses Teils, dann ist ein Kriechschleifer oder ein Prozess vom Typ Magerle Blohm besser.

Wiss sagte, Magerle- und Blohm-Schleifmaschinen würden in medizinischen Projekten eingesetzt, von orthopädischen Implantaten bis hin zu Herz-Kreislauf-Implantaten. Gemeinsame Nenner sind „schwer zu bearbeitende Materialien von Keramik über Kohlenstoff bis hin zu Kobalt-Chrom; die Zykluszeiten für die Prozesse, die wir ersetzten, waren lang; und die Prozesse, die ersetzt wurden, waren teuer und erzeugten inkonsistente Qualität mit übermäßigem Ausschuss.“

Hersteller medizinischer Geräte wissen oft nicht, dass Schleifmaschinen für diese Arbeit geeignet sind, sagte Simon Bramhall, General Manager für Automatisierungslösungen. „Medizinunternehmen, die eine Vertikalfräse oder eine Mehrachsenmaschine“ für schwer zu bearbeitende Materialien verwenden, „könnten damit Probleme haben“, sagte er. „Schleifen eignet sich für Bereiche, in denen eine Schleifscheibe mit einem Durchmesser von 8–16 Zoll [203–406 mm] in einen Schnitt gebracht werden kann.“

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