Mehr Performance in der zweiten Generation

ULTRASONIC 20 linear 2nd Generation von DMG MORI überzeugt in der Ultraschallbearbeitung

3248
ULTRASONIC 20 linear

Mit der von SAUER entwickelten ULTRASONIC-Technologie bietet DMG MORI seit vielen Jahren leistungsstarke Werkzeugmaschinen für die hochgenaue 5-Achs-Bearbeitung komplexer Werkstücke aus Advanced Materials. Bei der zweiten Generation der ULTRASONIC 20 linear wurden umfangreiche Optimierungen auf allen Ebenen durchgeführt.

Die entscheidenden Technologie-Neuerungen der ULTRASONIC 20 linear 2nd Generation sind ein neuer, vollständig digital gesteuerter ULTRASCHALL-Generator sowie leistungsgesteigerte ULTRASONIC-Aktoren.

Die Werkzeugaufnahmen mit adaptierter Aktortechnik werden einfach und automatisch in die Frässpindel eingewechselt. Jede dieser Aufnahmen beinhaltet sogenannte Piezoelemente, die mittels eines induktiven Systems programmgesteuert mit einer Hochfrequenz zwischen 20 und 50 kHz angeregt werden. Die eigentliche Werkzeugrotation wird so mit einer zusätzlichen Werkzeugbewegung in longitudinaler Richtung überlagert, so dass eine definierte, im NC-Programm programmierbare Amplitude an der Werkzeugschneide oder am Schleifbelag im Bereich von bis zu mehr als 10 µm entsteht. Diese ULTRASONIC-Schwingungsüberlagerung hat beim Schleifen, Bohren und Fräsen direkten und positiven Einfluss auf die Prozesskräfte, die Abtragleistung, die Werkzeugstandzeit und damit auch auf das Bearbeitungsergebnis in Form von Kosteneffizienz und Genauigkeit.

Im Detail bewirkt die ULTRASONIC bei Advanced Materials, z.B. Glas, Keramik, Korund, Composite-Werkstoffen und Hartmetallen, eine höhere Abtragleistung, präzise Kantenbearbeitungen sowie um bis zu 40 Prozent reduzierte Prozesskräfte. Abdrängungen werden minimiert und die Werkstückgenauigkeit als auch Prozesssicherheit gesteigert.

Zudem wird durch die oszillierende Kontaktunterbrechung eine bessere Schmierung und Kühlung der Schneide sowie eine optimale Partikelabfuhr aus der Wirkzone erzielt. Dies erlaubt längere Werkzeugstandzeiten sowie sehr gute Oberflächengüten von bis zu Ra < 0,1 µm in hartspröden Hochleistungswerkstoffen wie Glas, Keramik, Korund und sonstige schwer zu zerspanende Materialien, wie Hartmetall oder auch Faserverbundwerkstoffe. Somit kombiniert die ULTRASONIC 20 linear 2nd Generation High-Speed-Cutting und hocheffiziente ULTRASONIC-Schleifbearbeitung von Advanced Materials auf einer Maschine. Sie ermöglicht die Bearbeitung eines großen Materialspektrums.

Technologieintegration

Insbesondere erweitert die ULTRASONIC 20 linear 2nd Generation den Einsatz der Ultraschallunterstützung auf Anwendungen mit definierter Schneide und unter anderem auf die Fräs- und Bohrbearbeitung von Superlegierungen auf Nickel- oder Titan-Basis und Werkstoffen wie Magnesium, Wolfram und auch Composites. Bei Fräsanwendungen in Titanlegierungen reduziert das Verfahren die Prozesskräfte um bis zu 30 Prozent. Vorschübe können in Stahl verdoppelt, bei anderen Materialien, wie zum Beispiel Magnesium, zum Teil verfünffacht werden. Darüber hinaus verbessert sich die Oberflächenqualität. Einen besonderen Effekt hat die ULTRASONIC auf den Spanbruch sowie das Ablaufen der Späne am Werkzeug. Die Späne brechen kürzer und der Werkzeugverschleiß nimmt signifikant ab. Damit ist die Technologie für nahezu alle zukunftsorientierten Zielmärkte mit Hightech-Produkten interessant. Die Möglichkeit, auch bei Werkzeugen mit geometrisch bestimmter Schneide die ULTRASONIC-Technologie einzusetzen, hat die Flexibilität verbessert. Damit sind nun Bauteile aus unterschiedlichsten Materialien von weich bis hart und spröde für Werkzeug- und Formenbau, Medizintechnik, Automotive oder auch Aerospace in einer Aufspannung komplett 5-achsig bearbeitbar.

Intelligente ULTRASONIC-Technologie für prozessgerechte Amplituden

Als neuer ULTRASONIC-Generator kommt in der ULTRASONIC 20 linear 2nd Generation der smartSONIC zum Einsatz. Dieser erkennt automatisch die für Aktor und Werkzeug best-geeignete ULTRASONIC-Frequenz. Als weitere Weltneuheit führt er im Bearbeitungsprozess die Frequenz als auch die Amplitudenleistung nach. Dazu verfolgt die smartSONIC den Frequenzverlauf automatisch und kompensiert äußere Einflüsse, wie die Bedämpfung der ULTRASONIC-Schwingung durch die aktuellen Prozesskräfte. Im Ergebnis wird die eingestellte oder im NC-Programm vorgegebene Amplitude konstant ausgeregelt. Der Anwender kann seinen Prozess noch weiter ausreizen, zur Steigerung von Werkzeugausnutzung, Taktzeitminimierung und vor allem Dank der Prozesskraftreduktion hin zu noch filigraneren, präziseren und hochwertigeren Fertigungsergebnissen.

Hochdynamisches, langzeitstabiles 5-Achs-Maschinenkonzept – auf 3,5 m²

DMG MORI setzt bei der ULTRASONIC 20 linear 2nd Generation auf die stabile Gantry-Bauweise. Die Aufstellfläche konnte der Werkzeugmaschinenhersteller dabei auf kompakte 3,5 m² reduzieren. Ein Dual-Antrieb in der Y-Achse und das ganzheitliche Temperierungskonzept inklusive Temperaturüberwachung von Antrieben und Spindel, Schaltschrank und allen Medien, garantieren höchste Präzision und Bauteilgenauigkeit. Als weitere DMG MORI Hightech-Komponenten kommen außerdem Linearmaßstäbe von Magnescale zum Einsatz.

Die Leistung der Antriebe hat DMG MORI in der jüngsten Entwicklung erheblich gesteigert: um 47 Prozent in der A-Achse, 27 Prozent in der C-Achse und 34 Prozent in Z-Achse. Die Linearantriebe erreichen maximale Beschleunigungen von > 1,2 g und 50 m/min im Eilgang. Durch den sehr großen Schwenkbereich in der A-Achse des Arbeitstisches von -15° bis 130° und der voll integrierten 360° endlos drehenden Rundachse – beide mit Torque-Technologie – ist die ULTRASONIC 20 linear der zweiten Generation gerüstet für eine hochflexible 5-Achs-Simultanbearbeitung. Mit bis zu 1.500 min-1 als Option für die C-Achse sind Fräs-Rundschleif- als auch Fräs-Dreh-Operationen möglich.

Nach der Überarbeitung ist die Maschine nun auch für größere Werkzeugdurchmesser bis Ø 50 mm ausgelegt. Das Bauteilgewicht konnte von 10 kg auf 15 kg erhöht werden.

Die Grundmaschine ist standardmäßig mit einer leistungsstarken 19 kW Motorspindel, HSK-32-Werkzeugaufnahme und 42.000 min-1 ausgestattet. Höhere Drehzahlanforderungen werden durch eine optionale Spindel mit 60.000 min-1 abgedeckt. Eine HSK-40-Spindel, wahlweise auch mit Dauerfettschmierung, rundet das Angebot in diesem Segment ab. Der modulare Baukasten von DMG MORI erlaubt auch im Fall der ULTRASONIC 20 linear 2nd Generation sehr anwendungsspezifische Ausstattungen. So ist die Maschine optional mit 1.500 min-1 Fräs-Drehtisch erhältlich, was die Komplettbearbeitung auf Schleifen, Fräsen und Drehen von rotationssymmetrischen Bauteilen in einer Aufspannung ausweitet. Neben dem serienmäßig verbauten 24-fach-Werkzeugwechsler mit Pick-Up ist das Kettenmagazin optional für 60 Werkzeuge erhältlich.

Kontakt:

www.dmgmori.com