Bei der Herstellung der Formen und Werkzeuge an der TH Wildau sorgt ein Nullpunktspannsystem von AMF für größtmögliche 
Flexibilität bei engen Toleranzen.

Bei der Herstellung der Formen und Werkzeuge an der TH Wildau sorgt ein Nullpunktspannsystem von AMF für größtmögliche Flexibilität bei engen Toleranzen.

So gelingt der Wechsel zwischen zwei Fräszentren mit unglaublicher Genauigkeit

Steffen Zinn, von der Technischen Fachhochschule in Wildau erklärt: „Wenn wir für ein KMU einen Prototypen oder ein Vorserienteil herstellen, geht es nicht immer nur um ein zukünftiges Produkt, sondern manchmal auch um die Zukunft des Unternehmens.“ Am Labor für Kunststofftechnik von Professor Andreas Foitzik entstehen etwa Produkte für den medizintechnischen Bereich genauso wie für die Bereiche Zahnmedizin oder Biotechnologie sowie anderer Branchen. Auf einer Demag-Spritzgießmaschine und auf zwei Babyplast-Mikrospritzgießanlagen entstehen Prototypen und Miniserien kleiner und kleinster Kunststoffteile aus Thermoplasten, lange bevor sie zu Serienprodukten werden. Für die Herstellung der Werkzeuge und Formen, die auch hier konstruiert werden, gibt es eine generalüberholte DMG-Fräsmaschine, die mit Glasmaßstäben für größte Genauigkeit und einer zusätzlichen Hochgeschwindigkeitsspindel ausgestattet wurde, sowie ein Mikrobearbeitungszentrum MMP 2522 von Kern. Mit einem Nullpunktspannsystem, das sich im Wechsel auf beiden

AMF Spannmodule

In der Standard-Grundplatte sind vier AMF-Nullpunktspannmodule K 10.2 mit extrem flachen 22 mm Einbautiefe verbaut.
Bild: AMF

Maschinen einsetzen lässt, sollten die Rüstvorgänge optimiert werden. Unterstützt werden Foitzik und Projektkoordinator Zinn von 20 weiteren Mitarbeitern. Bei Genehmigung entsteht eine Projektpartnerschaft, in der alle Partner gewinnen. So hat jüngst ein mittelständisches Unternehmen Musterteile einer Projektidee herstellen lassen, die auf einer Messe gezeigt wurden. Als die Bestellungen während und nach der Messe eingingen, konnte das Unternehmen das Serienwerkzeug herstellen und produzieren.

 

Wichtige Voraussetzungen

Um die Formwerkzeuge nach dem Schruppen auf der DMG ohne große Rüstzeiten auf der Kern zur Mikrobearbeitung aufzuspannen, sollte das Nullpunktspannsystem einige Voraussetzungen erfüllen: Die Bauhöhe musste so gering wie möglich sein, da die Kern Micro bauartbedingt lediglich 128 mm Gesamthöhe für Spannsystem und Werkstück zulässt. Zugleich sollte die Grundplatte mit 140 x 140 mm Größe auch genügend Platz bieten, um größere Werkstücke vollständig aufnehmen zu können. Das System sollte einfach zu handhaben sein und problemlos zwischen beiden Maschinen gewechselt werden können, inklusive einer Wiederholgenauigkeit unter 3 µm. Viele Anbieter hatten zwar Platten mit 70 x 70 mm im

AMF Grundplatte

Auf der Grundplatte sitzt eine Sonderplatte mit vier AMF-Nullpunktspannmodulen K 5.
Bild: AMF

Sortiment aber Zinn wollte größere Werkstücke wegen möglicherweise auftretender Schwingungen auf keinen Fall überstehen lassen: „Uwe Schmeil als Außendienstmitarbeiter und das komplette Team von AMF gingen als einzige auf unsere Wünsche ein und lieferten eine hervorragende Lösung, die genau auf unseren Bedarf ausgerichtet war.“

Seit Herbst 2014 ist die neue Nullpunktspanntechnik im Einsatz. Sie besteht aus einer Standardgrundplatte mit vier AMF-Nullpunktspannmodulen K 10.2 für die DMG-Maschine. Mit 112  m Durchmesser verfügt das Modul K 10.2 über eine große Auflagefläche und ist unempfindlich gegenüber bei der Bearbeitung entstehenden Seiten- oder Zugkräften. Es spannt mit 25 kN und kann bei der Zerspanung hohe Kippmomente aufnehmen. Das ermöglicht eine hohe Präzision und Maßgenauigkeit auch bei großen Zerspanungskräften.

Flache Bauweise

Mit nur 22 mm Einbautiefe baut das Spannmodul extrem flach. So kann die Grundplatte ebenfalls sehr dünn gehalten werden, und der Aufbau auf dem Maschinentisch lässt viel Platz

AMF Maschinenwechsel

Beim Wechsel von der DMG-Maschine auf die Kern wird eine Wiederholgenauigkeit von sagenhaft niedrigen 1,3 µm gemessen.
Bild: AMF

nach oben. Die Module bieten einen sicheren, vibrationshemmenden Sitz von Werkstück oder Wechselpalette mit AMF-Spannnippeltechnik. Der Referenzpunkt bleibt in der Mitte, und Temperatur-schwankungen sowie Materialausdehnungen werden durch ein intelligentes System ausgeglichen.

Auf der Grundplatte sitzt eine Sonderplatte mit vier AMF-Nullpunktspannmodulen K 5, auf der ein kleiner und kräftiger, aber zugleich niedrig bauender Spannstock verschraubt ist. Sie ist mit nur 23 mm Bauhöhe extrem flach. Dennoch sind sie mit 13 kN Spannkraft, bei einem geringen Einschraubdurchmesser von M45 mm, sehr stark. Im Viererverbund spannen sie die Werkstücke mit 52 kN. Die Sonderplatte mit Spannstock kann nun einfach zwischen beiden Fräsmaschinen hin und her gewechselt werden. Beim Wechsel von der DMG-Maschine auf die

Steffen Zinn

„Wir haben eine Wiederholgenauigkeit von 1,3 µm gemessen. Das hat uns sehr beeindruckt, ist es doch viel genauer als wir gefordert hatten. Nun bietet uns diese Spannlösung noch mehr Möglichkeiten.“
Steffen Zinn
Bild: Technische Hochschule Wildau

Kern hat Zinn mit dem eingebauten Renishaw-System eine Wiederholgenauigkeit von nur 1,3 µm gemessen. „Das hat uns sehr beeindruckt, ist es doch viel genauer als wir gefordert hatten.“, freut sich Zinn. Sind Prozesse oder Teiletoleranzen noch anspruchsvoller und wird etwa der kleine Fräser mit nur 40 µm Durchmesser eingesetzt, erreichen die Wildauer sogar Maßhaltigkeiten von 1 µm. Die Ergebnisse der Bearbeitung werden mit einem Keyence-Mikroskop gemessen.

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