Renishaw: In BAZ Werkzeuge messen Prozesssicher mit blauem Laser

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Die EPflex Feinwerktechnik GmbH fertigt Umformwerkzeuge für dünne Drähte zum Herstellen minimal-invasiver Instrumente. Beim Messen kleiner Werkzeuge sorgt das hochgenaue Laser-Werkzeugmesssystem «NC4+ Blue» von Renishaw für hohe Prozesssicherheit.

Zum Herstellen von Instrumenten für minimal-invasive Chirurgie (siehe Kasten) entwickelt und fertigt die EPflex Feinwerktechnik GmbH in Dettingen (D) die erforderlichen Produktionsanlagen und Vorrichtungen selbst. Udo Hönle, Leiter Anlagenbau, berichtet: «Zum Umformen dünner Drähte bedarf es entsprechend kleinster Merkmale auf Umformwerkzeugen und Führungsschienen. Dabei sind schmale Nuten mit wenigen Zehntel Millimeter zu fräsen und Bohrungen im Durchmesser von 0,2 bis 1 mm einzubringen.» Dabei haben die eingesetzten Fräswerkzeuge mitunter nur 0,03 mm Durchmesser. Bei einer Einzelteilfertigung hat die Prozesssicherheit oberste Priorität. Das erläutert Marcel Steinke, Teamleiter Zerspanung: «Speziell bei komplexen Werkstücken, wie Umformwerkzeugen und Spannvorrichtungen, kann ein falsch eingestelltes Werkzeug Nacharbeit verursachen oder das Bauteil beschädigen und letztlich den gesamten Ablauf verzögern. Eine fehlerfreie Zerspanung ist damit ein wichtiger Bestandteil im gesamten Ablauf, von der Konstruktion bis zum Beginn der Fertigung und Montage unserer Vorrichtungen und Anlagen.»

Im Arbeitsraum messen

Einhergehend mit einer Investition in ein hochwertiges Bearbeitungszentrum planten die Medizintechnikhersteller deshalb frühzeitig, die Prozesssicherheit speziell beim Bearbeiten mit Werkzeugen sehr kleiner Durchmesser deutlich zu erhöhen. Einer Empfehlung folgend prüften sie die Vorteile berührungslos arbeitender Werkzeugmessgeräte, die im Arbeitsraum von Bearbeitungszentren installiert werden und die in der Arbeitsspindel gespannten Werkzeuge mithilfe eines Laserstrahls messen. So lassen sich Werkzeuge nicht nur auf Bruch prüfen, sondern auch deren Durchmesser und Längen messen – und dies nach einzelnen Bearbeitungsschritten. Damit werden fehlerhafte Bearbeitungen aufgrund gebrochener, falsch eingestellter oder durch Axialkräfte ausgezogener Werkzeuge von Anfang an ausgeschlossen.

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Kleinste Werkzeuge erfordern blauen Laser

Nach einigen Vergleichen unterschiedlicher Werkzeugmesssysteme erkannten die Fertigungsspezialisten die herausragenden Vorteile des Laser-Werkzeugmesssystems «NC4+ Blue» von Renishaw. Die besondere Genauigkeit kommt unter anderem aus der Nutzung eines blauen statt roten Laserlichts (siehe Kasten).

Dazu erläutert Michael Seitz, Leiter Key Account Management bei Renishaw: «Das Laser-Werkzeugmesssystem ‹NC4+ Blue› kann die kleinsten bei EPflex eingesetzten Werkzeuge zuverlässig und wiederholgenau erfassen. Häufig unterschätzt, aber wichtig ist, dass die besonders hohe Genauigkeit des blauen Laserlichts auch die Werkzeug-zu-Werkzeug-Genauigkeit signifikant erhöht – üblich auf 5 µm. Damit ermöglichen wir Fertigungsbetrieben in der Medizintechnik, der Feinwerktechnik und der Optik, die eine deutlich höhere Prozesssicherheit beim Bearbeiten fordern, eine optimale Lösung im bekannten Format. Unsere Laser-Werkzeugmesssysteme mit blauem Laser lassen sich problemlos in Arbeitsräumen unterschiedlicher Bearbeitungszentren aufbauen. Dank einiger ausgeklügelter Schutzfunktionen messen sie in rauer Umgebung zuverlässig und robust.»

Ein kombiniertes, aktives und passives System schützt die Laseroptik und -elektronik gegen Kühlmittel, Späne und Schmutz. Zum einen tritt aus einer kleinen Öffnung («MicroHole») ein kontinuierlicher Luftstrom bei 250 m/s Geschwindigkeit aus. Er hält anfliegende Späne und Kühlmitteltropfen von der Laseroptik fern. Zum anderen verhindert eine passive Dichtung («PassiveSeal») auch beim Ausfall der Druckluft, dass Schmutz und Kühlmittel in das Lasermessgerät eindringen.

Einfach programmierbar

Um geeignete Messzyklen zu programmieren, nutzen die Experten die von Renishaw entwickelte Messsoftware. In einer App stellt sie eine Vielzahl an Funktionen zur Verfügung. Dazu gehören unter anderem ein schnelles und einfaches Programmieren von Messzyklen, das Messen und Korrigieren von Werkzeugen sowie das Analysieren von Messdaten. Die App kann auf Smartphones, Tablet-Computern und auf CNC-Steuerungen von Bearbeitungszentren installiert und genutzt werden.

Im Vorrichtungs- und Betriebsmittelbau bewährt

Nach etwa vier Jahren in der Fertigung auf einem Bearbeitungszentrum (Mazak VCN) können die Experten bei EPflex die Vorteile des berührungslosen Laser-Werkzeugmesssystems «NC4+ Blue» bestätigen. Auch Udo Hönle ist überzeugt: «Das Laser-Werkzeugmesssystem ‹NC4+ Blue› von Renishaw trägt dazu bei, dass Chirurgen und Konstrukteure mehr Vertrauen in miniaturisierte Instrumente und Implantate für eine minimal-invasive Chirurgie gewinnen und dass diese zunehmend eingesetzt werden. Bei weiteren Investitionen in Bearbeitungszentren werden wir nach Möglichkeit selbstverständlich wieder das blaue Lasersystem einsetzen.»

(kmu)

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