HPTec: Mikrowerkzeuge HPTec GmbH: neues MCT-UP-Programm

Von Konrad Mücke

Der Markt ausserhalb der Leiterplatte wird immer bedeutsamer für die HPTec GmbH. Entsprechend baut das Unternehmen sein Segment Micro Cutting Tools (MCT) mit 0,05 bis 10 mm Durchmesser für die Uhren- und Schmuckindustrie, Aerospace, Medizintechnik, Automotive und optische Industrie aus.

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Mikrowerkzeuge: Für die Uhrenindustrie, für Aero­space, Medizintechnik, Automotive und die optische Industrie produziert HPTec Präzisionswerkzeuge mit 0,05 bis 10 mm Durchmesser.
Mikrowerkzeuge: Für die Uhrenindustrie, für Aero­space, Medizintechnik, Automotive und die optische Industrie produziert HPTec Präzisionswerkzeuge mit 0,05 bis 10 mm Durchmesser.
(Bild: HPTec)

Dank speziell abgestimmten Werkzeuggeometrien stellen wir mit unseren Werkzeugen eine effiziente Bearbeitung sicher. MM​(Multi Material)-Geometrien wurden speziell entwickelt, um die Ansprüche des Anwenders in der Uhren- und Schmuckindustrie abzudecken, nämlich die Bearbeitung von Edelmetallen wie Gold, Silber, Platin, aber auch NE-Metallen wie Messing, Kupfer und Aluminium. Des Weiteren auch hochlegierte rostfreie Stahl- und Titanlegierungen. Das UP(Ultra Precision)-Mikrowerkzeugprogramm umfasst Bohrwerkzeuge, Fräswerk­zeuge, Guillochierwerkzeuge, Gravierfräser und NC-Bohrer im Durchmesserbereich unter 3 mm. Abgerundet wird dies mit einigen Formfräsern und Kreissägen sowie Maschinezubehör wie spezielle Spindeln im Höchstdrehzahlbereich.

Das Entwicklungsziel war klar definiert

Das Erreichen höchster Präzision, höchster Oberflächenqualität und Prozesssicherheit in einem Multi-Material-Spektrum. Dazu ist die Schleif­qualität zu beachten. Alle Werkzeuge sind spiegelpoliert, was in vielen Anwendungen eine Hartstoffschicht nicht notwendig macht und eine sehr scharfe Schneide garantiert. Selbstverständlich sind auch angepasste PVD-Dünnbeschichtungen verfügbar, wenn gewünscht. Was nicht marktüblich ist, aber ein «MUSS» in der Uhrenindustrie: alle Fräswerkzeuge sind scharfkantig, ohne Schutzphase oder Radius.

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Gesamtsystem betrachten

Mit Schafttoleranz h4 liegt die Toleranz enger als bei den marktüblichen h6-Toleranzen, wodurch die Standzeit unserer Werkzeuge deutlich verlängert und die Oberflächenqualität Ihres Bauteils verbessert wird. Mikrozerspanung ist ein Gesamtsystem, in dem jede Komponente darauf abgestimmt ist, eine möglichst hohe Massgenauigkeit, Oberflächenqualität und sehr hohe Standzeit zu erreichen. Es nützt nichts, wenn ein Hochleistungsmikrowerkzeug eingesetzt wird, ohne dass ein Werkzeugspannsystem und eine Maschinenspindel ebenfalls aus dem Bereich «Ultra-Präzision» zur Verfügung stehen. Als entscheidende Schnittstelle zwischen einer Hochfrequenz-HSC-Maschinenspindel und einem VHM-Mikrowerkzeug hat die Werkzeugaufnahme Einfluss auf die Qualität des gefertigten Werkstücks. Speziell im Bereich Ultra-Präzision-Mikrozerspanung haben Spannmittel einen höheren Einfluss auf die Resultate eines Prozesses. Hohe Rundlauf- und Planlaufqualität sowie Wiederholbarkeit der Prozesse haben höchste Priorität in der Mikrozerspanung. Bekannt ist der beachtliche Einfluss der Rundlaufgenauigkeit auf die Standzeit von Mikrowerkzeugen sowie die erreichbare Oberflächenqualität. Aus Erfahrung wissen wir, dass aufgespannte Mikrowerkzeuge mit einem Schaftdurchmesser kleiner und gleich 3,00 mm mit einem herkömmlichen Schrumpfsystem überhitzen und somit die angestrebte Rundlaufgenauigkeit kleiner 0,003 mm nicht erreicht werden kann. Versuche haben gezeigt, dass Warmschrumpffutter wegen der thermischen Einwirkung auf das Material nach und nach an Rundlaufgenauigkeit verlieren. In diesem Fall ist auch die Schaftdurchmesser-Toleranz von Mikrowerkzeugen massgebend und muss auf das eingesetzte Spannmittel für Mikrowerkzeuge abgestimmt werden. Spannmittel, die für die Ultra-Präzision-Mikrobearbeitung konzipiert sind, ergeben in Kombination mit den MCT-Werkzeugen der HPTec GmbH in der Regel in einem gemessenen aufgespannten Zustand einen Rundlauffehler von < 0,003 mm. Eine weitere Anforderung an die Ultra-Präzision-Spannmittel ist die minimale Restunwucht bei Drehzahlen von 100 000 min-1. Dazu müssen die Spannmittel mit einer Wuchtgüte G 2,5 bei 30 000 min-1 ausgewuchtet sein. Ein weiterer Vorteil ist der Einfluss auf die Maschinenspindel. Während starre Schrumpfsysteme die Schwingungen direkt auf die Spindel übertragen, wirken Werkzeughalter mit Schwingungsdämpfung wie ein Puffer, wodurch das teuerste Bauteil des Mikrobearbeitungszentrums geschont und die Lebensdauer verlängert wird.

Höchste Drehzahlen

Weiter im MCT-UP-Programm bietet die HPTec GmbH Lösungen für Anwendungen, die hohe Drehzahlen fordern, aber auf der Maschine nicht vorhanden sind. Eine Schnelllaufspindel, Luft- oder KSM​(Kühlschmiermittel)-angetrieben, kostengünstig und hochpräzise. Drehzahlen bis 70 000 Umdrehungen können erreicht werden mit dem entsprechenden Kühlmitteldruck zwischen 10 und 60 bar. Präzision ist garantiert: Bei jedem Werkzeugwechsel werden auch die Antriebsturbine und zwei Kugel­lager ersetzt, dadurch entstehen keine Vibrationen durch Kugellagerverschleiss. Aufspannung in einer Standard-Werkzeugaufnahme, Werkzeugschaftdurchmesser 3,00 mm, Ausführungen mit Winkel und schwenkbar/einstellbar stehen auch zur Verfügung. Eine viel gefragte Lösung auf Langdreh­automaten oder Fräszentren mit unzureichender Drehzahl und eine kostengünstige und wartungsfreie Alternative gegenüber einer Extrabeschaffung einer HF-Spindel oder eines mechanischen Drehzahl-Multiplikators, der schnell heiss wird und damit auch die Präzision negativ beeinflusst. Angepasste Aufnahmen für Star, Citizen, Tornos und andere Langdrehautomaten existieren.

Partnerschaft mit Primacon GmbH

MCT UP ... mehr als nur Werkzeuge. Seit Anfang 2020 arbeiten HPTec und der Ultrapräzisionsmaschinenbauer Primacon GmbH intensiv an Mikrobearbeitungsprojekten in den Bereichen Uhren, Medizin, Dental und Optik zusammen. Um die MCT-UP-Werkzeuge für Engineering-Projekte und Kundentests zu nutzen, hat HPTec für sein Testlabor in eine neue Primacon-Hochpräzisionsfräsmaschine PFM 4024-5D investiert, die bereits in der Grundversion für die 5-Achs-Bearbeitung ausgelegt ist. Und wie bereits erwähnt, hat sich HPTec zur Gewährleistung eines Rundlaufs kleiner 0,003 mm für ein Werkzeugspannsystem mit Polygonspannung entschieden. Die F&E-Abteilung von HPTec nutzt die UP-Maschine auch für die Erprobung neuer Geometrien und Mikrobearbeitungsstrategien. Die HPTec GmbH ist ein internationales mittelständisches Unternehmen, das Bohr- und Fräswerkzeuge aus Hartmetall entwickelt, herstellt und weltweit vertreibt. Das Werkzeugprogramm MCT (Micro Cutting Tools) und MCT UP umfasst Mikrowerkzeuge im Nenndurchmesserbereich von 0,05 bis 10,00 mm. Seit rund 40 Jahren baut die HPTec GmbH ihre Exper­tise im Bereich der Mikrowerkzeuge zielstrebig und anwenderorientiert aus. Das Unternehmen mit Sitz in Ravensburg am Bodensee ist stolz darauf, in diesem Bereich europäischer Marktführer zu sein:

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Primacon GmbH, Hersteller von Maschinen

Hochmoderne, leistungsstarke Bearbeitungszentren mit Mikropräzision sind unser Markenzeichen. Seit 20 Jahren entwickelt und produziert die Primacon GmbH hochmoderne und leistungsfähige Bearbeitungszentren für die Mikrotechnik mit einer Genauigkeit von weniger als 0,001 mm. Ständige Innovation war, ist und wird für uns immer wichtig sein. Auch Bewährtes stellen wir in Frage, optimieren und perfektionieren es. Hochmotivierte, gut ausgebildete und erfahrene Mitarbeiter tragen zum Erfolg des Unternehmens bei. Sie haben die Primacon GmbH zu dem gemacht, was sie heute ist – ein erfolgreiches Unternehmen im Bereich der hochpräzisen Werkzeugmaschinen. Die hohe Loyalität der Mitarbeiter und ihre Identifikation mit unserem Unternehmen sind Garant für qualitativ hochwertige Produkte. Um ein hohes Mass an Identifikation mit unserem Unternehmen und unseren Produkten zu erhalten, bildet die Primacon GmbH ihre Mitarbeiter kontinuierlich weiter. Sehr gut ausgebildete Mitarbeiter sind das Kapital unseres Unternehmens. Unsere Anwendungstechnik steht Ihnen von Anfang an zur Seite und unterstützt Sie mit hoher Fachkompetenz, Erfahrung und modernsten Werkzeugen. Wir sehen es als unsere Aufgabe und Herausforderung an, all Ihre Anforderungen und Ideen in die Realität umzusetzen. Ein kontinuierlicher Ideen- und Entwicklungsprozess garantiert Ihnen die neuesten Technologien sowie energieeffiziente Maschinen. Es ist uns wichtig, unseren Kunden Maschinen anzubieten, die den ökologischen Standards entsprechen. Die Nachhaltigkeit dieser ökologischen Standards spiegelt sich auch in unserem Produktions- und Verwaltungsgebäude wider, das mithilfe einer Holzkonstruktion errichtet wurde. Ein Heizsystem mit Luftwärmepumpe rundet das Bild ab. Die Primacon GmbH ist stolz darauf, Ihnen dieses Team zur Verfügung stellen zu können. SMM

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