5-Achs-Bearbeitungszentrum von Starrag

Titanzerspanung in Rekordzeit

Bei Leistungsschnitten im Stammwerk Rorschacherberg hat Starrag mit dem 5-Achs-Bearbeitungszentrum S1250 HD ein Zeitspanvolumen von 1.516 cm³/min in Titan erreicht. Nach Einschätzung der Entwickler handelt es sich um einen neuen Bestwert in der Titanzerspanung.

Reibungsfrei, verschleißfrei, extrem steif und hochgedämpft – mit diesen Eigenschaften erreicht das neue, hydrostatisch gelagerte Bearbeitungszentrum Starrag S1250 HD Rekordwerte bei der Schwerzerspanung von Titan-Strukturbauteilen.
Reibungsfrei, verschleißfrei, extrem steif und hochgedämpft – mit diesen Eigenschaften erreicht das neue, hydrostatisch gelagerte Bearbeitungszentrum Starrag S1250 HD Rekordwerte bei der Schwerzerspanung von Titan-Strukturbauteilen.

Durchgeführt wurden die Leistungsschnitte mit einem von Starrag selbstentwickelten und für die Hochleistungszerspanung (HPC) ausgelegten Hartmetallfräser „Cylindrical Endmill Cutter Ø40 R1.24“ (18 Zähne). Schon der Prototyp der Starrag S1250 HD bewies ein sehr effizientes Zerspanen von Titan-Strukturbauteilen. Vor zwei Jahren erzielte das hydrostatisch gelagerte Bearbeitungszentrum bei Schruppversuchen einen bis zu dreimal so hohen Materialabtrag wie die rollengelagerte Variante Starrag STC 1250. Beim Schlichten sorgten die verbesserte Dämpfung und Dynamik zudem für exzellente Präzision und Oberflächengüte.

Erhöhte Steifigkeit als Schlüssel zur Leistungssteigerung

Mit einem von Starrag selbstentwickelten und für die Hochleistungszerspanung (HPC) ausgelegten Hartmetallfräser „Cylindrical Endmill Cutter Ø40 R1.24“ (18 Zähne) realisierten die Frässpezialisten ein Zeitspanvolumen von 1.516 cm3/min.
Mit einem von Starrag selbstentwickelten und für die Hochleistungszerspanung (HPC) ausgelegten Hartmetallfräser „Cylindrical Endmill Cutter Ø40 R1.24“ (18 Zähne) realisierten die Frässpezialisten ein Zeitspanvolumen von 1.516 cm3/min.

Für die Serienmaschine nahmen die Starrag-Technologen noch einige Veränderungen vor, um die Abtragsraten weiter zu steigern und den Werkzeugverschleiß zu reduzieren. Da die wichtigsten Stellschrauben dafür die Steifigkeit und Dämpfung der Maschine sind, wurde die Struktur der Maschine – sowohl die Betten als auch der Ständer – nochmals steifer ausgeführt. Auch bei der Hydrostatik gelang es, für mehr Auflagefläche zu sorgen und dadurch Steifigkeit und Dämpfung zu erhöhen.

Rundachsen mit deutlich gesteigerten Momenten

Eine weitere Veränderung betraf den Drehtisch, der nun als Getriebevariante ausgeführt ist. Mit einem enormen Drehmoment von 25.000 Nm und einem Klemmmoment von 32.000 Nm erfüllt er die Anforderungen der Titanzerspanung perfekt. Zudem erhielt der bewährte, kompakt gebaute Schwenk-Fräskopf eine einseitige Vergrößerung. Dies schafft Platz für eine um 50 Prozent verstärkte A-Achse mit 12.000 Nm Drehmoment und 20.000 Nm Klemmmoment – und die gute Zugänglichkeit bleibt bestehen. 

Als Arbeitsspindel kommt bei der Starrag S1250 HD die robuste, Starrag-eigene 53 kW-Getriebespindel zum Einsatz, die 1.600 Nm Drehmoment und eine Drehzahl von 4.500 min-1 bietet. Neu dabei ist die HSK-B160-Schnittstelle, die durch ihre große Anlagefläche eine hohe Steifigkeit der Werkzeuge bewirkt. Das ist für große Schnitttiefen wichtig – insbesondere bei weit auskragenden Werkzeugen.

Airbus bestellt bereits fünf der neuen Starrag S1250 HD

Mit dieser Schnittstelle hat die Starrag S1250 HD bereits zukünftige Bedarfe im Visier. Denn angesichts moderner Verfahren, um Rohlinge endkonturnah herzustellen, wird sich vermutlich die Schruppzerspanung reduzieren. In den Vordergrund rückt dann die Herausforderung, mit bis zu 500 mm langen Werkzeugen in die komplizierten und tiefen Kavitäten einzutauchen und dort hohe Leistung zu bringen. Solche Werkzeuge werden durch die große Plananlage der HSK-B160-Aufnahme bestens unterstützt. Dass das neue Konzept der Starrag S1250 HD ein Treffer ins Schwarze ist, bestätigt nicht zuletzt der Auftrag von Airbus für einen Einsatz am Standort Varel. Der Konzern orderte bereits fünf Maschinen.

mit Material von Starrag, bearbeitet von Annika Ostermeier

FAQ: Titanzerspanung mit der Starrag S1250 HD

  1. Was bedeutet das erreichte Zeitspanvolumen von 1.516 cm³/min? - Das Zeitspanvolumen beschreibt den Materialabtrag pro Zeiteinheit. Ein Wert von 1.516 cm³/min bedeutet, dass in einer Minute mehr als 1,5 Liter Titan spanend entfernt wurden - ein außergewöhnlich hoher Wert für diesen schwer zerspanbaren Werkstoff.
  2. Warum ist die hydrostatische Lagerung für die Titanzerspanung entscheidend? - Hydrostatische Lager bieten eine sehr hohe Steifigkeit und Dämpfung. Dadurch lassen sich die bei der Titanzerspanung auftretenden hohen Schnittkräfte stabil beherrschen, Schwingungen reduzieren und sowohl Abtragsleistung als auch Werkzeugstandzeiten erhöhen.
  3. Welche konstruktiven Anpassungen wurden an der Serienmaschine vorgenommen? - Für die Serienversion der S1250 HD wurden unter anderem die Maschinenstruktur weiter versteift, die Hydrostatik optimiert sowie Drehtisch und Rundachsen für höhere Dreh- und Klemmmomente ausgelegt. Ziel war es, höhere Abtragsraten bei gleichzeitig geringerem Werkzeugverschleiß zu ermöglichen.
  4. Welche Rolle spielt die HSK-B160-Schnittstelle? - Die HSK-B160-Schnittstelle bietet eine große Plananlage und damit eine hohe Steifigkeit zwischen Spindel und Werkzeug. Das ist besonders wichtig für große Schnitttiefen und für weit auskragende Werkzeuge, wie sie bei tiefen Kavitäten zunehmend eingesetzt werden.
  5. Für welche Anwendungen ist die Starrag S1250 HD besonders ausgelegt? - Die Maschine ist insbesondere für die Bearbeitung großer Titan-Strukturbauteile ausgelegt, wie sie in der Luftfahrt vorkommen. Der Auftrag von Airbus über fünf Maschinen bestätigt die Eignung für anspruchsvolle industrielle Serienanwendungen.