Werkzeugmaschinen im Westentaschen-format

In der Medizintechnik und Uhrenindustrie ist weniger mehr

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Verzieren der Werkbrücken mit Dekorschliffen.
Finissierte und handwerklich gravierte Unruhbrücke.
Rückansicht des Exklusivmodells „Erhard Junghans 1“ mit Handaufzugskaliber.
Martin Dreher, Vorstandsvorsitzender der Dreher AG: „Eine fünfte Achse ist jederzeit nachrüstbar.“
Junghans-Geschäftsführer Matthias Stotz: „Durch die serienmäßige Hoch- geschwindigkeitsspindel ist die Maschine wie maßgeschneidert für unsere Kleinteilebearbeitung“.

Kontakt:

www.dreherwerkzeugmaschinen.de

www.datron.de

www.junghans.de

Von Makro bis Mini reicht die Bandbreite der Sonderthemen auf der METAV 2012 in Düsseldorf. Dazu gehört die Sonderschau „Metal meets Medical“, die unter anderem die gesamte Prozesskette zur Herstellung medizintechnischer Produkte zeigt. Miniaturisierung wird aber nicht nur in der Medizintechnik großgeschrieben, kleine Teile sind in vielen Branchen groß im Kommen. Ein Paradebeispiel für die Präzisionsbearbeitung mechanischer Miniatur-Bauteile ist die Uhrenindustrie.

Weniger ist oft mehr – und noch weniger geht wohl kaum mehr: Vollhartmetall-Mikrofräser mit Durchmessern von nur noch drei Hundertstel Millimetern, die auch noch gehärtete Stähle im HSC-Turbo-Tempo fräsen. Seit die Medizintechnik boomt, haben auch Werkzeugmaschinen im Wohnzimmer- oder Westentaschenformat Konjunktur. So präsentiert etwa die Darmstädter Datron AG auf der METAV 2012  ihre neue Hochgeschwindigkeits-Fräsmaschine C5 für die hochgenaue Fünfachs-Simultanbearbeitung von Kleinteilen beispielsweise in der Medizintechnik, der Uhren- und Schmuckindustrie oder dem Werkzeug- und Formenbau. Es können aller zerspanbaren Materialien bis zu einem Durchmesser von 60 mm fünfachsig simultan bearbeitet werden, auch das Fräsen hochkomplexer Geometrien ist dabei möglich. Die direkt angetriebene Dreh-Schwenk-Achse gewährleistet eine gute Reproduzierbarkeit bei hoher Prozesssicherheit – und das bei einer Stellfläche von nur 1 m².

Präzision en miniature

Kompakt und dabei präzise wie ein Uhrwerk – die Traditions-Uhrenfabrik Junghans GmbH & Co. KG in Schramberg im mittleren Schwarzwald baut auch in der mechanischen Kleinstteile-Fertigung wieder auf eigenes Know-how: Mit einer kompakten Mikrofräsmaschine von Haas Automation für die Präzisionsbearbeitung filigraner Uhrwerksteile wurde die Tradition exquisiter Armbanduhren neu belebt. Nachdem man sich 1976 von der mechanischen Uhrenfertigung komplett getrennt und sich dafür auf selbst gefertigte Quarzwerke und die Funkuhr-Technologie konzentriert hatte, wollte die Schramberger Traditionsfirma nun Know-how und Technologie wieder in eigene Hände nehmen.

Bei einem Zulieferer wurde Geschäftsführer Matthias Stotz auf die Mikrofräsmaschine OM-2 des amerikanischen Herstellers Haas Automation aufmerksam. Zum guten Preis-/Leistungsverhältnis hinzu kam der Vorteil der räumlichen Nähe zum zuständigen Maschinen-Lieferanten und „Haas Factory Outlet“, der Dreher AG in Denkingen. Die Maschine (OM steht für Office Mill) ist in ihren Abmessungen so kompakt, dass sie problemlos und ohne Umbauten in die neugestalteten Fertigungsräumlichkeiten transportiert werden konnte und auch danach beliebig mobil einsetzbar ist. Ihre Leistungsdaten, sagt Geschäftsführer Stotz, „sind nicht nur völlig ausreichend für unser Einsatzgebiet, die Fertigung sehr kleiner Uhrwerksteile für mechanische Armbanduhren“, durch die serienmäßige Hochgeschwindigkeitsspindel (bis 30 000 min-1) ist die Maschine sogar „wie maßgeschneidert für unsere Kleinteilebearbeitung“.

Vielzahl filigranster Kleinteile

Die klassischen Werkstoffe der Uhrmacherei sind traditionell Messing und Stahl. Auf der kompakten Präzisionsmaschine wird heute eine Vielzahl filigranster Kleinteile für die Kaliber exquisiter und hochwertiger Armbanduhren gefertigt, beispielsweise zweiseitig zu bearbeitende Messingteile wie Räderwerksbrücken, Unruhbrücken oder Kaliberbrücken. Hinzu kommen Verzahnungsteile aus Stahl wie Kronräder oder Sperr-Räder. Dabei kann etwa ein Kronrad mit Kronverzahnung und Stirnradverzahnung eine durchaus komplexe Geometrie aufweisen. Realisiert wird die Bearbeitung in der serienmäßigen Vier-Achsausführung der Maschine mit einem Teilapparat.

Alle auf der Haas-Maschine produzierten, hochpräzisen Teile werden anschließend noch handwerklich nachbearbeitet oder „finissert“. Das unterscheidet, so Stotz, die Wertschöpfung in der anspruchsvollen Uhrmacherei vom allgemeinen Maschinenbau: „Bei uns kommt es nicht auf die letzte Sekunde der Maschinenlaufzeit an. Bei uns stehen Qualität und Präzision im Vordergrund.“

Uhrmacher denken und arbeiten in Hundertstel-Dimensionen, dabei ist aber Genauigkeit allein gar nicht das Entscheidende, sondern die Miniaturisierung der Teile – und das bei Toleranzen etwa für Räderwerksteile von 5 bis 8 µm. So hat beispielsweise das exquisite Modell „Erhard Junghans 2“ eine eigens entwickelte Unruh mit „hauchdünnen Wandstärken und einer winzigen Schraube mit einem Gewinde von 0,3 mm“. Solche Dimensionen sind für eine mechanische Fertigung eine echte Herausforderung.

Besonderes Augenmerk verdienen die verwendeten Werkzeuge. Bei Miniaturfräsern in der Hochgeschwindigkeitsspindel mit Durchmessern „deutlich unter dem Millimeter“ ist auch die Standzeit ein Thema. Häufig werden Hartmetallwerkzeuge verwendet, vorzugsweise marktübliche Standardprodukte. Nur einige Spezialwerkzeuge, erläutert Stotz, „machen wir selbst“.

Die Losgrößen der auf der Mikrofräsmaschine gefertigten Teile liegen aktuell etwa zwischen 15 und 20. Aber für Junghans geht es bei der mechanischen Feinuhrmacherei „weniger um Stückzahldenken als um Entwicklung und Aufbau des eigenen Know-hows“. Die Vierachsenversion reiche für die derzeitige Produktion völlig aus. Hier wirft der Maschinenlieferant Martin Dreher, Vorstandsvorsitzender der Dreher AG, ein, dass eine fünfte Achse jedoch jederzeit nachrüstbar sei: „Die Steuerung ist bereits ab Werk dafür ausgerichtet.“