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Präzisionswerkzeuge E-Zigaretten und ihr Anspruch an die Zerspanung

| Autor / Redakteur: Philipp Dahlhaus / Victoria Sonnenberg

Steampipes fertigt High-End-Verdampfer für Kunden mit besonderen Ansprüchen. Um die geforderte Qualität in der Serienfertigung zu halten, setzt das Unternehmen auf Präzisionswerkzeuge von Paul Horn.

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Abstechen mit dem System S229.
Abstechen mit dem System S229.
(Bild: Horn/Sauermann)

Die Funktionsweise einer
E-Zigarette ist einfach. Sie besteht im Allgemeinen aus zwei Teilen: dem Akkuträger und dem Verdampfer. Der Akkuträger enthält einen oder mehrere Akkus für die Stromversorgung.

Der Verdampfer verrichtet die eigentliche Arbeit. Er besteht aus einem Tank zur Lagerung des Liquids und dem sogenannten Deck, auf dem die Heizspulen (Coils) und die Liquidträgerwatte verbaut sind. Die Watte saugt das Liquid aus dem Tank und besteht aus reiner Baumwolle. Sie ist durch die Coils gezogen. Auf Knopfdruck am Akkuträger erhitzen sich die Coils und verdampfen das Liquid. Die Qualitätsunterschiede bei Verdampfern sind gross.

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Das beste Aroma liefern Selbstwicklerverdampfer. Auf diese Bautypen hat sich Steampipes spezialisiert und fertigt bis auf die Schrauben alle zehn Bauteile des Verdampfers selbst. Die verbauten Werkstoffe sind Edelstahl (1.4301) für das Gehäuse, hochtemperaturfähiges PEEK für das Deck, Polykarbonat als Sichtfenster für den Tank und POM für das Mundstück.

Sockel am Stück fertigen

Für die Zerspanung des Sockels kontaktierte man Horn. „Wir wollten den Sockel am Stück fertigen und brauchten eine Werkzeug-Sonderlösung“, erzählt der Geschäftsführer, Christian Adrian. Ein Axialeinstich in einer Nut war die Herausforderung, die Horn mit dem Werkzeugsystem S229 löste. Auf bestehenden Rohlingen konnten die Sonderformen geschliffen werden.

Das Projekt dauerte ab der Anfrage rund sechs Wochen. Der erste Versuch stellte in wenigen Details noch Potenzial für Verbesserungen dar. Horn lieferte die verbesserte Variante innerhalb einer Woche. Der zweite Versuch stellte den Zerspaner dann zufrieden. „Für mich ist es immer wieder faszinierend, dass sich ein grosses Unternehmen wie Horn um die Bedürfnisse von kleinen Unternehmen wie Steampipes kümmert“, so Adrian. Die Axialeinstiche zur Aufnahme des PEEK-Decks sticht ein Supermini Typ 105. Der Stromfluss des Verdampfers durch die Coils ist ähnlich wie in einer Glühbirne.

Der Pluspol ist ein langes Drehteil, welches isoliert durch den Sockel verläuft und mit einem der beiden Türme des Decks verbunden ist. Der andere Turm ist mit dem Tank verbunden, der den Minuspol bildet. An den Türmen sind die Coils befestigt. Beide Türme sind auf dem PEEK-Deck verschraubt, welches die Isolation zwischen den beiden Polen sicherstellt, damit kein Kurzschluss entsteht. Die Coils sind Drahtspulen, die in der Regel aus Kanthal A1 (FeCrAl), SS316 (1.4401) oder anderen geeigneten Legierungen gewickelt sind. Im Betrieb erreichen die Coils Temperaturen von rund 250 °C.

Supermini im Einsatz

Für die Fertigung des Topcaps verwendet Steampipes zum Innenausdrehen das System Supermini. Für die Kühlrippen und die Einstiche zur Aufnahme der O-Ringe kommt das Stechsystem 312 zum Einsatz. Beim Dampfen mit einer hohen Watt-Zahl erhitzt sich das Topcap. Die Kühlrippen beschleunigen das Abkühlen, damit es beim Ziehen nicht zu heiss an den Lippen wird.

Das Fräsen der Löcher für den Airflow (Luftzufuhr) übernimmt ein Fräser des Systems DS mit einem Durchmesser von 1,5 mm. Die Positionen des Airflows liegen direkt an den Coils. Die eingezogene Luft strömt direkt über die Coils und das Drip tip in den Mund.

Mini übernimmt Innenausdrehen

Die Tanksektion besteht aus zwei Teilen und erfordert noch mehr Werkzeuge. Das Innenausdrehen übernimmt ein Werkzeug des Systems Mini Typ 108. Die Nuten für die O-Ringe übernimmt ebenfalls ein Mini-Werkzeug. Die Nuten sind kopiert. Das Innengewinde M16 × 0,5 mm wird ebenfalls von einem Mini 108 mit Gewindeprofil gefertigt.

„Wir haben jahrelang mit betagten Maschinen gearbeitet. Wenn man weiss, wie man mit diesen Maschinen umgehen muss, holt man erstaunliche Ergebnisse heraus“, sagt Adrian. Durch die gute Geschäftslage sowie zur Produktivitätssteigerung entschied er sich jedoch, in ein neues Dreh-/Fräszentrum zu investieren.

Teure Werkzeugaufnahmen entfallen

Die Wahl fiel auf die Quick-Tech i-42 Ultimate vom langjährigen Maschinenpartner Kadigo. Das Dreh-/Fräszentrum bietet zehn gesteuerte Achsen, zwei Spindeln und 48 Werkzeugplätze, 24 davon angetrieben. Die beiden gesteuerten Werkzeugträger ermöglichen die Herstellung von komplexen und präzisen Werkstücken. Durch die direkte Spannung der Werkzeuge in Spannzangen entfällt die Investition in teure Werkzeugaufnahmen und ermöglicht die flexible Einrichtung auf neue Bauteile im mittleren bis grossen Stückzahlbereich.

Dieser Beitrag stammt von unserem Partnerportal maschinenmarkt.vogel.de

* Philipp Dahlhaus ist Leiter Produktmanagement bei der Paul Horn GmbH in 72072 Tübingen, weitere Informationen: Tel. (0 70 71) 70 04 18 20, Christian.Thiele@phorn.de

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