Mineralgussgestelle für 
Bearbeitungsmaschinen

Redakteur: Anne Richter

>> Heute werden die konstruktiven Möglichkeiten von Mineralguss immer besser genutzt. Der schwingungsdämpfende Werkstoff von Epucret wird seit 14 Jahren von GF Agie Charmilles für seine Maschinengestelle eingesetzt – als Basis für leistungsfähige und innovative Bearbeitungsmaschinen.

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Spanlose Herstellung von präzisen Montageflächen durch die Abformtechnologie. (Bild: Epucret)
Spanlose Herstellung von präzisen Montageflächen durch die Abformtechnologie. (Bild: Epucret)

«Schnelligkeit und Genauigkeit – darauf kam und kommt es an», bringt Dr.-Ing. Utz-Volker Jackisch die Anforderungen auf den Punkt. Stolz blickt der Geschäftsführer der Firma Epucret Mineralgusstechnik aus Wangen bei Göppingen auf die vergangenen 14 Jahre zurück. So lange schon währt die Partnerschaft mit dem Schweizer Maschinenbauer.

Und diese steht im wahrsten Sinne des Wortes auf einer soliden Basis. In diesen Tagen wird das 4000. Mineralgussbett nach Nidau ausgeliefert. «Beide Unternehmen haben von dieser Zusammenarbeit profitiert», erklärt Bernhard Iseli, Managing Director der Mikron Agie Charmilles AG in Nidau. In seinem Werk werden Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeitsfräsmaschinen montiert. «Um unsere Position als Technologieführer nachhaltig zu sichern, haben sich GF Agie Charmilles und Epucret gegenseitig befruchtet, die Produkte und Verfahren konsequent weiterentwickelt und somit den Vorsprung ausgebaut.»

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System statt Einzelteil und verklebt statt verschraubt

Die zunehmende Internationalisierung des Wettbewerbs führt auch im Maschinenbau zu einem extremen Druck auf Kosten und Produktlebenszyklen. Um diesem zu begegnen, bedienen sich die OEMs in zunehmendem Masse sogenannter Systemlieferanten. Diese entwickeln und konstruieren hochkomplexe Komponenten der Maschinen und stellen diese sogar selbst montagefertig her.

Für Epucret-Mineralgussgestelle, die seit 1997 an GF Agie Charmilles geliefert werden, bedeutet dies einen sehr hohen Komplettierungsgrad mit spanlos aufgebrachten, hochgenauen Montageflächen, montierten Führungen und verklebten Gestell- und Blechkomponenten. In diesen Fällen übernimmt Epucret nicht nur die Genauigkeits- und Montagedienstleistungen, sondern auch den kompletten Beschaffungs- und Logistikservice.

Hierfür hat sich der Mineralgussexperte ein umfassendes Know-how erarbeitet und dabei in die nötigen Voraussetzungen wie Lagerflächen, klimatisierte Montagebereiche, Mess- und Prüfequipment sowie hochqualifiziertes Personal investiert. «Nur so sind die hohen Qualitäts-, Mengen- und Lieferterminanforderungen von GF Agie Charmilles zu realisieren», erklärt Jackisch. Beim Fräsmaschinenbauer in Nidau konnten durch diese Systemlieferungen die Durchlaufzeit verkürzt und die Fertigungstiefe seiner Maschinen verringert werden.

«Bis 2001 haben wir in Nidau die hochpräzisen Montageflächen der Gestellkomponenten noch auf einer grossen Portal-Flachschleifmaschine selbst geschliffen», erinnert sich Bernhard Iseli: «Heute sind wir froh, dass wir endgenaue und vormontierte Gestelle direkt an die Montagelinie angeliefert bekommen und den Platz der Bearbeitungsmaschinen für Montagezwecke nutzen können.»

Hochgeschwindigkeitsfräsen: Universaleinsatz im Formenbau

Die Erfahrung zeigt, dass die Vorteile des Hochgeschwindigkeitsfräsens insbeson-dere bei kleinen Fräserdurchmessern im Werkzeug- und Formenbau nur dann voll ausgenutzt werden können, wenn Drehzahlen über 40 000 min-1 sowie hohe Vorschubgeschwindigkeiten und beste Beschleunigungen zur Verfügung stehen. Diese grundsätzliche Anforderung bedingt eine vollständige Anpassung aller Maschinenkomponenten an die HSC-Technologie.

Grundkonstruktion, Hochleistungsspindel, Steuerung, Vorschubantriebe, Mechanik der Achsen und die Automatisierung sind bei der HSM-Linie von GF Agie Charmilles voll und ganz auf die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung ausgelegt. «An unseren Neuentwicklungen zeigt sich, dass vor allem das dynamische Verhalten von Maschinen bei steigenden Drehzahlen und Beschleunigungen der Achsen zunehmend an Bedeutung gewinnt», so Iseli. «Die hohe Maschinendynamik verstärkt mechanische Resonanzen und führt damit zu einer grösseren dynamischen Anregung der Maschinenstruktur», so Jackisch. «Hier kann Mineralguss durch seine bis zu zehnmal bessere Dämpfung im Vergleich mit konventionellen Materialien einen positiven Beitrag leisten.»

Ein Beipiel dafür ist die Mikron-HSM-LP-Reihe. Es ist die präzise Einhaltung der vorgegebenen Werkzeugbahn auch unter hohen Vorschüben, welche letztendlich über die Oberflächengüte von konkaven und konvexen Flächen bestimmt. Somit gehört die Frästextur oder vielmehr das Fehlen dieser auf dem Werkstück für viele Kunden zu den wichtigsten Leistungsmerkmalen einer Fräsmaschine von GF Agie Charmilles. Neben dem Mineralgussgestell sorgt ein ausgeklügeltes Kühlmanagement mit eigenem Kühlkreislauf in jeder Linearachse sowie in der Rund-Schwenk-Einheit für beste geometrische Stabilität und eine extrem hohe Wiederholgenauigkeit der Bewegungsführung – wichtig für den Prototypen- und Formenbau oder die vollautomatisierte Kleinserie.

Höchste Integration in Gestellen von Senkerosionsmaschinen

In den Senkerosionsmaschinen Form 2000 HP und 3000 HP von GF Agie Charmilles, produziert in Losone, hilft das präzise und hochfunktionelle Mineralgussbett im sogenannten Speed-Finishing-Verfahren bei der Einhaltung der Detailgenauigkeit und der Erzielung feiner und sogar glänzender Oberflächengüten (Ra ≤ 0,4 µm) mit unvergleichlicher Homogenität an kleinen bis grossen Flächen. Mineralgussbetten werden im Kaltgiessverfahren bis maximal 45 °C hergestellt. Dies ermöglicht das Eingiessen von Rohrleitungen, Schläuchen, Kabeln und anderen Komponenten. Im Bett der Form 2000 HP/3000 HP sind zum Beispiel die Zu- und Ableitungen inklusive deren Anschlussverschraubungen für Medien wie das Dielektrikum direkt in den Mineralguss eingegossen. Durch die Möglichkeiten einer individuellen Formgebung und adäquater Stahlgiessformen konnte beispielsweise der Tank in das Maschinenbett integriert werden. Dichtungsfunktionen werden durch präzise und umlaufende Nuten unterstützt. Auch bei diesen Betten sind Genauigkeitsflächen zur Montage von Tisch und Führungen spanlos durch die Abformtechnologie hergestellt worden. Die chemische Beständigkeit von Mineralguss sowie dessen elektrische Isolierwirkung unterstützen zusätzlich die Erfüllung der hohen Anforderungen des technischen Formenbaus an Präzision, Geschwindigkeit und Automation der EDM-Technologie – typische Anwendungen für µm-genaue Erodierergebnisse sind multifunktional ausgelegte Kunststoffteile.

Forschung, Vorträge und Nachhaltigkeit

«Die nunmehr 14-jährige Zusammenarbeit zwischen GF Agie Charmilles und Epucret drückt sich nicht nur in 4000 gelieferten Maschinenbetten aus», betont Iseli: «Vorträge auf den Epucret-Fachtagungen durch Führungskräfte aus Nidau sowie Beiträge über Mineralguss bei den Technologietagen im World Application Center in Schorndorf sind schon Tradition geworden.» Gemeinsame Forschungsaktivitäten am «Intelligenten Mineralgussbett» sowie die Verlagerung des ersten Werkzeugsatzes zur Produktion von Gestellen in China runden die partnerschaftlichen Beziehungen ab.

Beide Geschäftsführer sehen aktuell noch einen neuen Aspekt der Nachhaltigkeit ihrer Zusammenarbeit. «Der Maschinenbau zählt zu den wichtigsten Industriezweigen in der Schweiz und in Deutschland. Entsprechend gross ist die Verantwortung für Mensch und Umwelt. Vor allem die Innovationskraft dieser Branche wird entscheidend zu einer Umweltoffensive beitragen», erläutert Bernhard Iseli. Er nimmt bei seinen Kunden eine neue Sensibilität für nachhaltige Technologien wahr: So legt GF Agie Charmilles Wert auf die ständige Weiterentwicklung der Fertigungstechnologien im Bereich Elektroerosion und Hochgeschwindigkeitsfräsen mit dem Ziel, die Ökobilanz durch verringerten Ressourceneinsatz stetig zu verbessern.

Energieeinsparung mit Mineralguss

Aber auch die Produktion von Maschinen erfolgt nach umweltrelevanten Parametern. Dabei hilft der Einsatz von Mineralgussbetten, denn bei der Herstellung von Mineralguss wird Energie gespart. Maschinengestelle entstehen in dieser Technologie ohne externe Wärmezufuhr. «Im Vergleich zur Verarbeitung von Grauguss, der bei über 1000 °C vergossen wird, können etwa bis zu 30 Prozent weniger Primärenergie anfallen», unterstreicht Jackisch. Wer bei Maschinenbetten auf Mineralguss setzt, erhält aber nicht nur ein energieeffizient hergestelltes Produkt. Durch einen schwingungsdämpfenden Mineralguss lassen sich bei spanenden Werkzeugmaschinen die Standzeiten von Werkzeugen nachweisbar erhöhen. Die Folge: Werkzeuge müssen erst später nachgeschliffen werden, was zu Energieeinsparungen führt. Aber auch die problemlose Ablagerung auf Bauschuttdeponien sowie die Wiederverwertung als Recyclingbaustoff unterstreichen die Nachhaltigkeit von Mineralguss. <<

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