Da anni i clienti chiedono componenti più grandi in qualità Kern. Con il nuovo centro di lavorazione a cinque assi Kern Fortis HD, le aziende di produzione con le massime esigenze di precisione avranno a disposizione una nuova macchina a partire dalla primavera del 2026. Mentre le dimensioni esterne cresceranno solo di circa una volta e mezza rispetto alla Kern Micro HD, l'ampio spazio di lavorazione consente percorsi di movimento circa doppi.
Otto anni fa è iniziato per il team Kern il sogno di poter raggiungere l'incredibile precisione del centro di lavorazione a cinque assi Micro HD anche in altre dimensioni, fino a doppie. Ora è realtà e ha un nome: Kern Fortis HD. Presentata per la prima volta al pubblico specializzato all'EMO 2025, la consegna sarà possibile a partire dalla metà del 2026. Tra i settori che ne beneficeranno ci sono, tra l'altro, la costruzione di utensili e stampi, nonché la produzione di vari componenti.
Il CEO di Kern, Simon Eickholt, ha il sorriso stampato sul volto per la nuova innovazione. Tuttavia, spiega in modo oggettivo: "La Fortis HD non è solo esteticamente molto simile alla nostra Micro HD. È stata anche, dal punto di vista tecnico e della facilità d'uso, in un certo senso il modello per i nostri sviluppatori e presenta quindi molte somiglianze." Aggiunge emotivamente: "Il fatto che siamo riusciti a trasferire la precisione inarrivabile anche su percorsi di movimento e componenti circa doppi, lo trovo ancora incredibile.
Perché non è che prendiamo semplicemente la Kern Micro HD e la raddoppiamo. La Kern Fortis funziona secondo gli stessi principi, ma è in definitiva una macchina completamente nuova."
Precisione Kern nonostante la nuova dimensione
Per dare un volto in particolare ai termini dimensione del componente, percorsi di movimento e "precisione inarrivabile": i semilavorati possono avere un diametro fino a 565 mm e un'altezza di 350 mm (Micro HD: D = 350 mm, H = 200 mm). I percorsi di movimento sono: X = 780 mm, Y = 420 mm e Z = 450 mm (Micro HD: 350, 220, 250 mm). La macchina richiede uno spazio di installazione di 4,07 m x 3,05 m e ha un'altezza di 3,48 m (Micro HD: 2,65 m x 1,7 m e H = 2,65 m).
Per quanto riguarda la precisione del componente, la Fortis HD dimostra risultati identici alla Micro HD nonostante le dimensioni quasi doppie. La base per questo è, tra l'altro, la precisione di posizionamento degli assi lineari. Diverse misurazioni hanno dimostrato che i valori delle due macchine sono quasi identici. I test di forma circolare hanno confermato per la Fortis, a parità di percorso di movimento, precisioni inferiori a 1 µm – e questo anche in serie. Secondo la convinzione del team Kern, finora nessun'altra macchina a 5 assi di queste dimensioni è riuscita a farlo.
Importante per l'applicazione pratica è inoltre che la Kern Fortis HD realizza, oltre alla massima precisione, anche grandi volumi di asportazione fino a 1 l/min in acciaio. Decisivo per questo: oltre a un mandrino per utensili HSK 40, è disponibile anche una versione HSK 63, che può ospitare utensili con diametro fino a 200 mm e lunghezza di 390 mm.
Entrambi sono stati progettati dal partner di sviluppo di Kern, Fischer, come mandrini CSC (Compact Shaft Cooling). Significa: il raffreddamento integrato dell'albero consente di rinunciare in gran parte ai tempi di rodaggio altrimenti necessari. Inoltre, il mandrino rimane termicamente stabile anche alla massima velocità e carico, il che è importante per i portautensili e gli utensili. In questo modo, gli utenti ottengono sempre processi di fresatura stabili con elevate velocità di asportazione durante la sgrossatura e superfici a specchio durante la finitura.
Punti salienti: idraulica a microfessura e gestione della temperatura
Per l'alta prestazione e precisione sono però decisivi anche alcuni altri punti salienti tecnici, che sono stati trasferiti e ulteriormente sviluppati dalla Micro HD alla Fortis. Gli sviluppatori, guidati dal project manager Christian Maier, hanno ad esempio dotato tutti gli assi lineari di azionamenti diretti e della microfessura idraulica brevettata da Kern. L'ingegnere spiega: "Grazie alla piccola fessura si ottengono proprietà di rigidità e smorzamento ottimali, il che garantisce la massima qualità della superficie e precisione sul pezzo lavorato." Allo stesso tempo, il design integrale in combinazione con motori lineari rende gli azionamenti particolarmente robusti e riduce il consumo energetico rispetto ai sistemi idraulici convenzionali di circa l'80%.
Allo stesso modo significativo per la precisione duratura è la gestione della temperatura. Secondo studi, le influenze termiche sono responsabili di circa il 70% di tutti gli errori di precisione nel settore dell'alta precisione. "Poiché abbiamo un'area di lavorazione significativamente più grande nella Fortis HD, più masse in movimento e più potenza nella macchina rispetto alla Micro HD, è ancora più importante dissipare il calore direttamente nei punti in cui si genera", spiega Maier, sottolineando che l'implementazione ha rappresentato una sfida particolare, ma alla fine è riuscita perfettamente.
Significa: la gestione della temperatura della Fortis HD compensa perfettamente il maggiore apporto di calore dei singoli componenti. Analogamente alla Micro HD, i motori lineari sono riscaldati e integrati nel sistema di assi lineari idraulici. Questa misura minimizza già l'apporto di calore. Inoltre, anche le strutture come l'asse di rotazione, gli assi lineari e il mandrino sono temperati da una gestione della temperatura estremamente precisa con un flusso volumetrico fino a 260 l/min.
Christian Maier a riguardo: "In questo modo riusciamo a mantenere le fluttuazioni di temperatura nella Fortis a soli +/- 0,05 Kelvin."
Particolarmente ben risolta è anche l'ubicazione dell'aggregato necessario per gli assi idraulici e la gestione della temperatura. Gli sviluppatori l'hanno integrato direttamente nel rivestimento della Fortis HD, in modo che non richieda ulteriore spazio di installazione.
Massima produttività e capacità di asportazione
Oltre alle complesse modifiche alle dimensioni cambiate, il project manager Maier e il suo team hanno implementato anche alcuni approcci completamente nuovi. Due misure, ad esempio, tengono conto del maggiore volume di trucioli del nuovo centro di lavorazione. Da un lato, gli assi sono completamente racchiusi e quindi ottimamente protetti. Dall'altro, vengono utilizzatori nastri trasportatori a raschiamento e un impianto di filtraggio a nastro, dopo che i trucioli sono stati trasportati in modo affidabile grazie a un nuovo design della sala macchine.
Particolarmente interessante per l'operatore: la Fortis HD ora dispone di una porta d'accesso a due parti, che può essere spostata a sinistra e a destra. Questo facilita all'operatore il carico e la configurazione della macchina e offre inoltre un'accessibilità e una visibilità ottimali.
Come per la Kern Micro HD, anche la Fortis HD verrà fornita con il nuovo controllo TNC7 di Heidenhain. Ciò garantisce sia la massima stabilità tecnica che la facilità d'uso. La struttura del programma corrisponde all'immagine abituale e i programmi esistenti possono essere trasferiti facilmente con poche modifiche.
In fase di collaudo da anni
Che i nuovi sviluppi della Kern Fortis HD non suonino solo bene in teoria, ma funzionino anche nella pratica, è stato dimostrato da Kern in test approfonditi e prove per diversi clienti. Il direttore generale Simon Eickholt osserva con piacere: “Abbiamo ricevuto più volte il feedback che con la nostra Fortis otteniamo già dopo brevi fasi di rodaggio risultati migliori di quanto i nostri clienti riescano a ottenere con le loro macchine di precisione esistenti. Anche se queste avevano già alle spalle mesi di ottimizzazione.” Feedback che suggeriscono una forte domanda e confermano il fondatore di Kern nella sua impostazione di base, poiché: “Siamo sempre molto vicini al mercato e ci orientiamo sui desideri di sviluppo dei nostri clienti. Ciò che è tecnicamente possibile, lo implementiamo.”
Info: La Kern Fortis HD in arrivo
- Superficie di installazione: L x P x A: 4,07 m x 3,05 m x 3,48 m.
- Corsa degli assi: X = 780 mm, Y = 420 mm, Z = 450 mm
- Dimensione massima del pezzo lavorabile: 565 mm di diametro, 350 mm di altezza
- Mandrino per utensili CSC (Compact Shaft Cooling): HSK E40 per utensili con un diametro fino a 70 mm e una lunghezza di 245 mm o HSK A63 per utensili con un diametro fino a 190 mm e una lunghezza di 390 mm.
- Asse X, Y e Z: azionamenti diretti con idraulica a microspazio
- Asse B e C: azionamenti a coppia con cuscinetti a sfera
Gestione attiva della temperatura avanzata in tutti gli assi lineari, assi di rotazione/inclinazione, azionamento degli assi, struttura della macchina e mandrino.
Controllo Heidenhain TNC 7
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