Hochpräzision bis in den Nano-Bereich

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Geringe Toleranzen werden immer wichtiger

So etwa die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung: Sie ist nur auf Maschinen möglich, deren Bauteile extrem genau bearbeitet sind. Toleranzen an Führungen, Wellen oder Zahnrädern verstärken sich bis hin zur Werkzeugspitze und führen dort angesichts der grossen Wirkkräfte bei hoher Geschwindigkeit zum Versagen oder zu unakzeptablen Ungenauigkeiten. Um eine kleiner-als-1-µm-genaue Produktion solcher Bauteile sicherzustellen, bedarf es hochgenauer Schleifmaschinen und -werkzeugsysteme, die diese Exaktheit unterstützen.

Thomas Loscher: «Um im Hochpräzisionsbereich die hervorragenden Ergebnisse zu realisieren, die die Industrie mittlerweile vorgibt, haben wir beispielsweise die Zero-Ideal-Technologie entwickelt. Mit Schleifmaschinen der neuen UPG-Reihe werden dadurch zuvor unerreichte Oberflächenergebnisse bis in den Nanometerbereich hinein erreicht.»

Technologie für feinste Oberflächen

Alle Rundtisch-, Profil-, Flach- oder Portalschleifmaschinen der Ultra Planarization Grinder (UPG-)Reihe sind mit der Okamoto «Zero-Ideal»-Technologie ausgerüstet. Sie ist der Oberbegriff für ein Maschinenkonzept mit Innovationen, die je nach Einsatzgebiet und Applikation in der jeweiligen UPG-Schleifmaschine integriert und kombiniert sind.

So verhindern etwa thermisch resistente Maschinenbetten aus Granit und Mineralguss oder luftgelagerte Maschinentische unerwünschte mechanische Schwingungen für optimale Dämpfungseigenschaften. Spezialbeschichtete Führungsschienen und Präzisionsrollenlager sorgen für gleichmässiges, vibrationsloses Gleiten der einzelnen Komponenten bei jeder Geschwindigkeit und Zustellung. Modernste Lineartechnik ist Garant für äusserst ruhigen, schwingungsfreien Lauf. Kleinste Zustellungen sind so realisierbar. In-situ-Messsysteme, etwa in Kombination mit einer Luftspaltensteuerung, modernste Schleifsoftware sowie übersichtliche Touch-Screen-Bedienerführung ermöglichen höchste Prozesssicherheit, Produktivität und Qualität.

Kontaktlose Hydrostatik

Thomas Loscher: «Herzstück der Zero-Ideal-Technologie? ist das flexible Non-Contact-Hochpräzisions-Hydrostatik-System. Das eigens für die Tischführung entwickelte System minimiert die Stärke des Ölfilms, steigert die Genauigkeit des Werkstücks in manchen Fällen um rund 400 Prozent und reduziert den Energieverbrauch um bis zu 60 Prozent.»

Während des Schleifens ist das zu bearbeitende Werkstück und damit der Maschinentisch unterschiedlichen Drücken ausgesetzt. Um diese auszugleichen und den Tisch in Waage zu halten, wird ein Ölfilm eingesetzt, der sich je nach Belastung verändert. Thomas Loscher: «Bisherige Hochdruck-Hydraulik-Systeme haben dabei Probleme mit der Schichtstärke des Ölfilms, der bei ungleichmässigen Belastungen in Nuancen variiert.»

Sensoren überwachen Stärke des Ölfilms

Beim Non-Contact-Hydrostatik-System wird die Stärke des Ölfilms an verschiedenen Stellen durch Sensoren überwacht und vollautomatisch durch Düsen flexibel und unmittelbar an die jeweiligen Belastungen angepasst. Das vermeidet Schwankungen der Aufspannfläche. Thomas Loscher: «Auf diese Weise reduziert sich die Variation des Ölfilms auf ein Siebtel der bisherigen Schwankungen.

Gleichzeitig erhöht sich die Stabilität um das Vierfache. Und der Ölbedarf des Systems ist dreimal niedriger als bei herkömmlichen Anlagen. Das macht sich, zusätzlich zur hervorragenden Oberflächenqualität, deutlich positiv bei den Betriebskosten bemerkbar.»

Oberflächenwerte im µm-Bereich

So realisieren beispielsweise Okamoto- Flachschleifmaschinen der UPG-Reihe durch das innovative Maschinenkonzept und insbesondere durch das «Non Contact Hydrostatik System» Oberflächenwerte im µm-Bereich, die weniger als die Hälfte des bisher gültigen Standards ausmachen. Maximale Abweichungen von bis zu 0,5 µm über 4000 mm Tischlänge x 800 mm Querweg sind dabei beeindruckend.

Und in der optischen Industrie beispielsweise schaffen Okamoto High-Tech-Anlagen beim Bearbeiten von Messgläsern oder Präzisionsspiegeln maschinell bisher unerreichte 30 nm über eine Fläche von 1500 mm.

Information

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D-63225 Langen

www.okamoto-europe.de

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