„Spanbrechende“ Erfindung

Der Maschinenhersteller ­Citizen präsentiert eine neue Technologie, die Spanlängen nach Wunsch ermöglichen soll: das sogenannte „low frequency vibration cutting“ (LFV). Unkontrolliert herumirrende Späne haben schon so manchen verheißungsvollen Zerspanvorgang ruiniert, sie wickeln sich beispielsweise um das Werkstück oder das Werkzeug. Dies führt häufig zum Werkzeugbruch oder auch zu einer Kollision während des Teileabgreifens. „Dem wollten wir ein Ende bereiten und entwickelten die LFV-Technologie, mit der sich Späne sehr definiert brechen lassen, was nahezu jeden Zerspanprozess optimiert“, erläutert Markus Reissig, Prokurist und Leiter Service und Technik bei der Citizen Machinery Europe GmbH aus Esslingen.

Das Prinzip des „low frequency vibration cutting“ ist am ehesten mit dem einer oszillierenden Bewegung vergleichbar. Die Linearantriebe der

Gerade aufwändig zu bearbeitende Werkstücke profitieren von kleinen Spänen. – Bild: Citizen Machinery Europe GmbH

bearbeitenden Achsen erzeugen oszillierende Bewegungen in X- oder Z-Richtung, die mit der Hauptspindel synchronisiert werden. Während einer Spindelumdrehung gibt es Richtungsänderungen der bewegten Achse. Mithilfe dieser Richtungsänderungen entstehen sogenannte Air Cuts, die es möglich machen, die Späne definiert zu brechen. Die Länge der Späne kann mittels der Veränderung der Frequenz im Programm bestimmt werden.

Zykluszeit ist nicht alles

Auf der Miyano VC03 ist die LFV-Technologie bereits implementiert und unterstützt die an sich bereits sehr hohe Präzision des Kurzdrehers.
– Bild: Citizen Machinery Europe GmbH

Gerade bei Materialien wie Titan, nichtrostenden Stählen, Kupfer, Aluminium und Messing ohne Blei, die wegen ihrer langen Späne nahezu gefürchtet sind, macht LFV „kurzen Spanprozess“. Es lassen sich nahezu alle Teilegeometrien mit dieser Technologie fertigen. Lediglich was die Spindeldrehzahl und den Vorschub angeht, kann nicht mit Vollgas gefahren werden. Allerdings sollen die Vorteile, die dieses Bearbeitungsverfahren bietet, eventuelle Zykluszeitveränderungen überwiegen. So werden zum Beispiel Aufbauschneiden vermieden und die Standzeiten der Werkzeuge teils massiv verlängert.

Auf einen Blick

Vorteile der LFV-Technologie

• definierter Spanbruch
• universell einsetzbar
• Schneidwiderstand wird verringert
• keine Bildung von Aufbauschneiden
• weniger unnötige Maschinenstopps
• verlängerte Werkzeugstandzeiten

Dass Zykluszeit nicht alles ist, beweist ein Anwendungsbeispiel für eine Ventilnadel im Automotive-Bereich. Dort wird mit einer Cincom L20 in 1.4301 der Außendurchmesser von 42 mm Länge mittels LFV-Technologie bearbeitet. Aufgrund dessen erhöht sich zwar die Zykluszeit geringfügig, dank LFV kann nun allerdings im Dauerbetrieb ohne Maschinenstopp gearbeitet werden. Damit konnte der Anwender seine Personalkosten reduzieren und hatte trotz längerer Zykluszeit nach jeder Schicht mehr Teile produziert im Vergleich zu der normalen Zerspanung. Bei einem Bauteil

Sowohl mit Animationsvideos als auch live an den Maschinen konnte sich das Publikum das „spanbrechend“ neue Verfahren in Esslingen anschauen. – Bild: Citizen Machinery Europe GmbH

für die Hydraulikindustrie benötigt die eingesetzte Cincom L20 für das Bohren, Einstechen und bei der Innenbearbeitung eine Zykluszeit von 240 s. Mit dem Einsatz der LFV-Technologie erhöhte sich der Zyklus um gerade einmal 3 s, allerdings ohne Qualitätseinschränkungen im Dauerbetrieb. Der Anwender hatte damit sein Späneproblem komplett gelöst, und das Spänevolumen reduzierte sich um 80 Prozent.

Gute Spanabfuhr bei feinen Spänen

Auch beim Tieflochbohren in Kupfer zeigt das Verfahren seine Vorteile. Auf der Miyano VC03 musste eine Bohrung von 1 mm Durchmesser und 47 mm Länge in eine Schweißdüse eingebracht werden. Aufgrund der langen Späne dauerte der Vorgang mit herkömmlichem Verfahren 80 s. Da die kleinen feinen Späne mit LFV wesentlich leichter aus dem Bohrloch abtransportiert werden können, halbierte sich die Zykluszeit auf 40 s. Obendrein sollen sich die Standzeiten der Werkzeuge verlängern.

„Wir entwickelten die LFV-Technologie, mit der sich Späne sehr definiert brechen lassen, was nahezu jeden Zerspanprozess optimiert.“
Markus Reissig, Prokurist und Leiter Service und Technik, Citizen Machinery Europe GmbH – Bild: Citizen Machinery Europe GmbH

Nach der Miyano VC03 erhalten auch die Cincom-Langdreher L20 und L12 die LFV-Feature. „Da wir diese Technologie als Meilenstein der modernen Metallzerspanung ansehen, werden wir unsere Produktreihe auch 2017 erweitern und mit LFV aufrüsten“, erzählt Reissig. „Somit machen wir das Prinzip der kurzen Späne auf breiter Ebene nutzbar.“

Kontakt: Citizen Machinery Europe GmbH, www.citizen.de