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KERN Microtechnik GmbH

Fehlerfrei im Mehrschicht-Dauerbetrieb

«Hier wird gerade eine hochfiligrane Komponente für ein Titan-Teil zur Langzeitverwendung im menschlichen Körper gefertigt», erläutert der Maschinenbediener den laufenden Bearbeitungsvorgang. Der langfristige Auftrag wird inzwischen in Hunderter-Losgrössen abgewickelt. Für ein Teil braucht die Maschine rund zwei Stunden und 40 Minuten; mit automatischem Werkzeug- und Werkstückwechsel läuft die Kern Micro dabei fehlerfrei bis zu zwei Wochen am Stück – nicht zuletzt dank des in die Steuerung integrierten intelligenten Kollisionsschutzes.

Hochproduktiv ist die Maschine auch durch die einfache und ergonomische Bedienung. Das Kern-typische «Werkzeugkabinett» hat bis zu 209 Werkzeugplätze; auf den patentierten Schnellwechselplatten können Werkzeugsätze für unterschiedliche Aufgaben extern vorgerüstet und rasch im Kabinett eingesetzt werden. Das reduziert unproduktive Maschinenstillstände auf ein Minimum.

Bei Dunkel weiss man, dass erst im Mehrschichtbetrieb mit mannlosen Nacht- und Wochenendschichten Produktivitätspotenziale voll ausgeschöpft werden, um gutes Geld zu verdienen. Deshalb fiel die Entscheidung, nach und nach den Maschinenpark mit Robotern für den Werkstückwechsel zu automatisieren. Hierfür wurde ein Elektrodenwechsler zum Werkstückpalettiersystem umgebaut und an die Kern Maschine angeschlossen. Unkompliziert war das an der Kern Micro zu bewerkstelligen: Im Maschinenkonzept ist bereits eine Standard-Schnittstelle an der linken Maschinenseite enthalten, an der alle gängigen Automatisierungen für den Werkstückwechsel angeschlossen werden können.

Schlüssel zur Präzision: Stabilität und Temperaturkonstanz

Teile aus dem medizinischen Bereich stellen besondere Ansprüche an hochgenaue Bearbeitungsverfahren und hohe Oberflächengüte. Schliesslich sollen sie, einmal eingesetzt, jahrelang im Körper des Patienten halten und ohne Störung funktionieren. Auch ausserhalb der Medizintechnik ist Hochpräzision immer öfter gefragt, etwa für feinste Stempel oder Biegekonturen . Hochgenaue Laser und eine hochfein abgestimmte Spindel liefern exakte Ergebnisse: «Die Maschine regelt sehr fein, auch z. B. bei der Bearbeitung von Ecken, da gibt es kein Ruckeln und kein Wegbrechen», hat Christian Woythe beobachtet.

Das kompakte Fünf-Achs-Maschinenkonzept verbindet steif konstruierte und direkt angetriebene Linearachsen mit einem stabil gelagerten Arbeitstisch, der die Dreh- und Schwenkachsen ausführt und mit einem maximalen Schwenkwinkel von 280° ausserordentlich flexibel ist. Auch komplexe Aufträge können so in einem Durchgang ohne zeitintensive Umrüstvorgänge abgearbeitet werden. Die Massabweichungen liegen dank der stabilen Konstruktion im Mikrometerbereich, bestätigt Christian Woythe. Die Teile kommen «wie poliert» aus der Maschine, Nachbearbeitungsschritte, die unerwünschte Abweichungen verursachen könnten, sind kaum noch nötig.

Ein zentraler Faktor für höchste Positionier- und Wiederholgenauigkeit ist die Temperaturkonstanz, die die Kern Micro vor anderen Maschinen auszeichnet. Das integrierte Temperaturmanagement hält alle Maschinenkomponenten, die Wärme erzeugen oder führen – Schaltschrank, Hauptspindel, Torqueantriebe, Linearachsen, Kühlschmiermittel – konstant auf einer Temperatur von 20 °C. Gerade bei Bearbeitungen, die über mehrere Stunden laufen können, macht das den entscheidenden Unterschied, um selbst minimalste Abweichungen auszuschliessen. Christian Woythe erläutert das am Beispiel einer Wolfram-Kupfer-Senkelektrode für einen Kontaktstecker: Die zwanzig kleinen Dornen der Elektrode müssen exakt die gleiche Höhe haben – ohne die hohe Temperaturstabilität der Kern Micro «bekommen wir das nicht hin». Weiterer Vorteil: Weil die Spindeln so genau und temperaturkonstant laufen, ist auch die Standzeit der Werkzeuge sehr hoch – «Das hat mich selbst überrascht», bekennt Christian Woythe.

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