Das µm am Werkstück zählt

Praktisch alle Werkzeugmaschinenhersteller verkaufen Präzisionsmaschinen. Es gibt keinen Einkäufer von Investitionsgütern, der jemals unpräzise Werkzeugmaschinen eingekauft hätte. Was aber ist Präzision? Weder die DIN noch die Euronorm EN definiert das Wort Präzision. Auch im weltweiten Ausland scheint es keine gültige Definition dieses Begriffes zu geben. Hersteller von genaueren Werkzeugmaschinen malträtieren das Wort „Präzision“, indem sie Wortergänzungen anfügen wie zum Beispiel hochpräzise, superpräzise, etc.

Bei vielen Herstellern von Bearbeitungszentren ist in den Prospekten keinerlei Genauigkeitsangabe zu finden, weder für die Positioniergenauigkeit P, die Streubreite PS etc. Dabei gibt hierfür die DIN VDI/DGQ 3441 klare Vorgaben. Über diese DIN können sich deutsche Maschinenhersteller klar von asiatischen Produkten abgrenzen, da diese anders messen. Dazu muss man wissen, dass ein „asiatisches µm“ nach deutscher Methode gemessen etwa 2 µm bedeuten würde. Die Firma Deckel hat hier vor vielen Jahren eine sehr gute Dokumentation zu diesem Thema veröffentlicht. Die Firma Kern Micro- und Feinwerktechnik, seit Jahren Lieferant von „hochpräzisen“ CNC Bearbeitungszentren hat nun für sich und ihre Kunden eine eigene Definition geschaffen. Dabei ist darauf zu achten, dass Kern mit seiner Definition die Genauigkeit am Werkstück ausdrückt. Ein Bearbeitungstestwerkstück, das ursprünglich wohl von der NASA (USA) für Maschinenbeschaffungen entwickelt wurde, dient hier als Beweis: Kern-Präzisionsdefinition (am Werkstück) heißt

≤ 10 µ = Micropräzision,

≤ 3 µ = Ultrapräzision,

≤ 1 µ = Nanopräzision.

Für alle drei Genauigkeiten bietet Kern die richtigen Bearbeitungszentren an, übrigens auch auf der EMO zu sehen. Da ist zunächst die Kern Micro mit einer Bearbeitungsgenauigkeit ≤ ± 2,5 µm am Werkstück und einer Positionsstreubreite PS von 1,0 µm. Für Ultra steht die Kern Evo. Hier liegt die Bearbeitungsgenauigkeit bei ≤ ± 2,0 µm am Werkstück; Positionsstreubreite PS 0,5 µm. Die Kern Pyramid Nano steht schließlich für Nanopräzision: Bearbeitungsgenauigkeit ≤ ± 1,0 µm am Werkstück; Positionsstreubreite PS 0,3 µm. Während die Kern Micro primär für Kleinserien oder Prototypen gedacht ist, fokussiert sich die Kern Evo auf Industrien, die ultrapräzise Teile hochproduktiv herstellen wollen. Gerade die hervorragenden Automatisierungsmöglichkeiten für Werkzeuge und Werkstücke werden stark nachgefragt. Beispiele hierfür sind der Formenbau und die hochpreisige Schweizer oder Deutsche Uhrenindustrie. Ganz stark eingeschlagen hat auch die neuentwickelte Kern Pyramid Nano. Mit der komplett neu entwickelten Maschine wurde ein neuer Meilenstein in der Höchstpräzisionszerspanung geschaffen. Mit einer Positionsstreubreite PS nach VDI/DGQ 3441 von ± 0,3 µm dringt Kern in absolut neue Dimensionen vor. Und das über einen Verfahrbereich von X = 500 mm und Y = 500 mm. Zirka sieben Tonnen wiegt die Maschine mit hydrostatischen Führungen und hydrostatischen Antrieben. Sämtliche Wärmequellen liegen außerhalb der Maschine. Über ein ausgetüfteltes Kühlmanagement werden alle Teile der Maschine auf konstantem Temperaturniveau gehalten. Apropos Maschinenständer: Die absolut symmetrische Portalbauweise aus dem Material Kern-Armorith ist etwas ganz besonderes. Mineralguss, armoriert mit schweren Stahlverstrebungen, sorgt für eine Steifigkeit des Maschinenständers in bisher ungekannter Dimension. Das Gewicht in Verbindung mit diesem patentierten Verbundwerkstoff unterdrückt praktisch alle auftretenden Schwingungen. Kern hat im Zuge der Neuentwicklungen auch verschiedene Antriebsalternativen ausführlich getestet. Im Vergleich zu Linearantrieben haben sich die hydrostatischen Antriebe durchgesetzt, da diese nicht den sich aufschaukelnden „Cogging-Effect“ aufweisen. Die höheren Herstellkosten für hydrostatische Systeme amortisieren sich sehr schnell durch wesentlich geringere Energiekosten. Laut externen Berechnungen können die Energiemehrkosten von Linearantrieben gegenüber hydrostatischen Antrieben pro Achse 750 Euro im Jahr ausmachen. Bei zumindest drei Achsen im Dreischicht-Betrieb würde sich das auf 6.750 Euro pro Jahr summieren. Für die Kern-Maschinen stehen zwei Spindelalternativen zur Verfügung: 500 bis 50.000 rpm mit 6,4 kW Leistung (HSK 25) und 200 bis 36.000 rpm mit 11 kW Leistung (HSK 40). Die Werkzeugwechsler-Kapazität kann bis auf 96/75 Plätze ausgedehnt werden (HSK 25/40), ohne die Außenmaße der Maschine zu verändern. Außerdem kann die Kern Pyramid Nano mit einem integrierten automatischen Werkstückwechsler mit 20 Plätzen ausgestattet werden. Mannlose Höchstpräzisionsbearbeitung ist für Kern ohnehin seit vielen Jahren gelebte Praxis. Ein ebenfalls neuentwickelter CNC-Hochpräzisions-Teilapparat (4./5. Achse) mit Torque-Motoren ist so gestaltet, dass die Bearbeitungsebene praktisch direkt am Drehpunkt der Achse ist. Beste Voraussetzungen für ein 5-Achsen-Nanopräzisions-Bearbeitungszentrum.

www.kern-microtechnic.com