Ausstellernews Siams 2016

MAPAL Dr. Kress KG
Werkzeuge für den Erfolg der Kunden

Weltneuheit: Additiv gefertigte Hydrodehnspannfutter
MAPAL ist es mit dem HighTorque Chuck (HTC) mit schlanker Kontur gelungen die Vorteile der Hydrodehntechnologie mit der vom Schrumpffutter bekannten Verjüngung von drei Grad zu vereinen. Möglich macht dies die additive Fertigung, die bei MAPAL in Form des SLM (Selective Laser Melting) zum Einsatz kommt. SLM ist ein pulverbett-basierter Prozess. Loses Metallpulver wird mittels eines Laserstrahls Schicht für Schicht an den Stellen aufgeschmolzen, an denen Material sein soll. Das Bauteil entsteht von unten nach oben.

Mapal - Hydrodehnspannfutter
Das HTC mit schlanker Kontur ist das erste additiv gefertigte Spannfutter von MAPAL

Auf den konventionell gefertigten Grundkörper wird bei der Herstellung des HTC mit schlanker Kontur in hybrider Bauweise per SLM der Funktionsbereich auf- gebracht. Der Spannbereich kann dank der additiven Fertigung sehr nah an der Futterspitze platziert werden, was in der konventionellen Fertigung nicht möglich gewesen wäre. Dies sorgt für einen optimalen Rundlauf von < 3 µm an der Aufnahmebohrung und  < 5 µm bei 2,5 x Durchmesser sowie hoher Formge- nauigkeit bei guter Schwingungsdämpfung. Durch die Dämpfung im System werden Mikroausbrüche an der Schneide gemindert. Das hat längere Standzeiten des Werkzeugs sowie die Schonung der Maschinenspindel zur Folge. Zudem ist durch die additive Fertigung keine Lötverbindung mehr nötig. Diese stellte bisher einen limitierenden Faktor dar.

Das HTC mit schlanker Kontur hat alle Vorteile der bewährten MAPAL HTC (HighTorque Chuck) Technologie wobei das „T“ neben der hohen Drehmo- mentübertragung (Torque) auch für Temperaturbeständigkeit steht. Der große Betriebstemperaturbereich bis 170 Grad Celsius sorgt für zusätzliche Prozess- sicherheit. Die Wuchtgüte liegt bei G=2,5 bei 25.000 Umdrehungen pro Minute.

Nicht nur für den Formenbau bietet das neue Spannfutter signifikante Vorteile sondern auch für Anwendungen im Automotive- und Aerospace-Bereich. Denn: Das HTC mit schlanker Kontur eignet sich für alle Bearbeitungen im kon- turkritischen Bereich. Es ermöglicht einfaches und schnelles Spannen des Werkzeugs. Das heißt: Zur Implementierung sind weder Schulungen noch hohe Rüstkosten oder teure Peripheriegeräte vonnöten.

Das HTC mit schlanker Kontur ist in den Spanndurchmessern 6, 8, 10 und 12 Millimetern für HSK-A63 und SK-40 lieferbar. Zwischenbuchsen ermöglichen zusätzliche Durchmesserbereiche. Zudem ist das Spannfutter optional mit dy- namisch ausgewuchtetem HSK verfügbar. Auch das ist ein Novum: Erstmals ist es damit möglich, Komponenten mit HSK-Schnittstelle dynamisch auszuwuchten. Denn das Massenungleichgewicht, das bisher durch die beiden unterschiedlich tiefen Mitnehmernuten entstanden ist, ist beim optimierten HSK beseitigt.


3D-Lasersintern: Erste serienreife Anwendungen im Werkzeugbereich
Als einer der ersten Hersteller von Zerspanungswerkzeugen hat MAPAL 2013 in einen 3D-Drucker investiert, um mittels Lasersintern ganz neue Wege bei der Herstellung von Werkzeugen zu beschreiten. Das erste Serienprodukt war 2014 der zum Patent angemeldete Schneidplattenbohrer QTD für den Durchmes- serbereich kleiner 13 mm.

Mapal - Schneidplattenbohrer QTD
Herstellung von Grundkörpern für den Schneidplattenbohrer QTD mit dem 3D- Lasersinterverfahren

Die Technologie des Lasersinterns bietet Herstellern von Präzisionswerkzeugen hohe Freiheiten. Innerhalb des Bauraums des Laserdruckers können Werkzeug- geometrien unbeeinträchtigt durch Maschinenaufspannungen, Werkzeuge und Fertigungsmittel herstellt werden. Auch ist eine breite und sich ständig erweiternde Palette an Werkstoffen für das Lasersinterverfahren verfügbar. MAPAL hat daher versucht, mittels Lasersintern Werkzeuge zu produzieren, die auf konventionellem Wege nicht oder nicht optimal hergestellt werden können. Ein Beispiel sind kleine Durchmesser des 2013 im Markt eingeführten Schneidplattenbohrers QTD.

Mittels Lasersintern optimale Kühlkanalausführung möglich
Der QTD ist standardmäßig ab Durchmesser 13 mm erhältlich. Dafür ist unter anderem die Kühlkanalführung des Grundkörpers verantwortlich. Üblicherweise wird bei Grundkörpern mit konstanter Spiralsteigung für Schneidplattenbohrer das Kühlmittel zentral nach vorne geführt und dann über eine Ypsilon-Gabelung an die Schneiden verteilt. Je kleiner der Grundkörper ist, desto mehr beeinträchtigt diese Kühlmittelführung die Leistungsfähigkeit des Werkzeugs. Denn durch die zentrale Führung wird der Kern des Bohrers geschwächt und instabil. Darüber hinaus müssen die Kühlkanäle zunehmend kleiner ausgeführt werden. So ergibt sich ein abnehmender Durchfluss an Kühlmittel bis nach vorne an die Schneide. Stahl- Grundkörper mit gewendelt geführten Kühlkanälen, im Vollhartmetallbereich gängig, sind in kleinen Durchmessern bislang nicht üblich.

Der Einsatz des Lasersinterns zur Herstellung des Grundkörpers eröffnet geo- metrische Freiheiten. So werden aktuell Grundkörper im Durchmesserbereich 9 bis 12 mm mit gewendelten Kühlkanälen auf dem 3D-Drucker hergestellt. Diese Auslegung ermöglicht im Vergleich zur zentralen Kühlmittelführung mit Um- lenkungen einen um 100 % gesteigerten Kühlmitteldurchfluss, speziell durch von der Kreisform abweichende Kühlkanalprofile. Möglich sind darüber hinaus Hybridmodelle, bei denen die konventionelle und die additive Sinterfertigung kombiniert werden, um die Wirtschaftlichkeit im Herstellprozess weiter zu ver- bessern.


Optimiertes Gesamtsystem mit dem Hydrodehnspannfutter „Compensa- tion“ von MAPAL
Bei der Anwendung von Mehrschneidenreibahlen im engen Toleranzbereich muss das Gesamtsystem aus Spindel, Spannzeug und Werkzeug einen perfekten Rundlauf garantieren. Denn nur so können enge Form- und Lagetoleranzen bei der Bohrungsfeinbearbeitung eingehalten werden. Es kann passieren, dass erlaubte Rundlauffehler der drei Komponenten an der Schneide kumuliert werden, ohne dass die Komponenten einzeln aus der zulässigen Toleranz fallen.

Mapal - Hydrodehnspannfutter Compensation
Das neue Hydrodehnspannfutter „Compensation“ von MAPAL sorgt für perfekten Rundlauf

Um den Fehler des Gesamtsystems zu kompensieren, hat MAPAL das Spann- futter „Compensation“ entwickelt. Es eignet sich perfekt für leichte Zerspanungs- aufgaben mit Mehrschneidenreibahlen. Das neue Spannfutter ist auf Basis der bewährten MAPAL Hydrodehnspanntechnologie aufgebaut. Zusätzlich kann an drei Verstell-Elementen der Rundlauf exakt eingestellt werden. Je nach Richtung des Fehlers wird mit einem Sechskantschlüssel der Rundlauf einfach und schnell korrigiert. Der Verstellbereich beträgt bis zu 10 µm und ist bis 15 µm erweiterbar. Keile im Spannfutter richten das Werkzeug aus, ein Klemmen des Werkzeugs wird dadurch verhindert.

Das System ist selbsthemmend, selbstständiges Lösen während der Feinbear- beitung ist unmöglich. Ein feststehender Ring dichtet das Ausrichtsystem ab. Es ist infolgedessen wartungsarm und schmutzunempfindlich. Der perfekte Rundlauf sorgt für einen gleichmäßigen Eingriff der Schneiden, was eine erhöhte Werk- zeugstandzeit zur Folge hat. Optimale Form- und Lagetoleranzen sowie hohe Schwingungsdämpfung sind weitere Vorteile, die das neue Spannfutter „Com- pensation“  bietet.

Das neue Hydrodehnspannfutter „Compensation“ ist in den Spanndurchmessern 12, 16, 20, 25 und 32 mm für HSK-63A sowie in den Spanndurchmessern 20,25 und 32 mm für SK50 lieferbar.


Standzeit verdreifacht - MAPAL entwickelt neue Schneidstoffserie zum Aufbohren

Werkzeuge mit ISO-Elementen (Schneiden) sind das Mittel der Wahl, wenn es um das Aufbohren von Gussmaterialien geht. Im Hinblick auf die Forderung nach hohen Schnittgeschwindigkeiten und Technologien zur Kühlung steigen die Anforderungen an Werkzeug und Schneiden. Sehr gutes Reibungs- und Ver- schleißverhalten sowie eine hohe Wärmehärte der Beschichtung sind deshalb elementar. Bisher wurden Aufbohrbearbeitungen vielfach mit PVD-beschichteten Schneiden realisiert.

Mapal - Aluminiumoxidbeschichtung
Die neue Schneidstoffserie von MAPAL ist extrem hitzebeständig und hat eine sehr gute Schichthaftung

MAPAL hat nun eine neue CVD-beschichtete Schneidstoffserie entwickelt, die speziell auf die Anforderungen beim Aufbohren aller Gussmaterialien - GJL, GJV und GJS - abgestimmt ist. Die neuen Schneidstoffe HC720, HC725, HC730 und HC735 unterscheiden sich durch das verwendete Hartmetallsubstrat. Alle vier überzeugen durch die extrem hitzebeständige α-Aluminiumoxidbeschichtung mit sehr guter Schichthaftung. Schneidplatten mit der neuen Beschichtung bieten das Potenzial für eine wesentliche Steigerung der Schnittgeschwindigkeit beim Aufbohren auch bei der Trockenbearbeitung. Ohne Schwierigkeiten kann mit einer Schnittgeschwindigkeit von 300 m/min zerspant werden. Somit wird eine deutlich gesteigerte Produktivität erreicht. Dabei erzielen die Schneiden erheblich höhere Standzeiten, wie Praxisbeispiele zeigen: Bei einer Bearbeitung von GJL250 wurde im Vergleich zum bisher verwendeten PVD-Schneidstoff HP455 die Standzeit verdreifacht.

Das gesamte MAPAL Standardprogramm an Schneidplatten für ISO-Aufbohr- werkzeuge ist mit der neuen Schneidstoffserie verfügbar.


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MAPAL Werkzeuge für den Erfolg der Kunden
Die MAPAL Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG gehört zu den international führenden Anbietern von Präzisionswerkzeugen für die Zerspanung nahezu aller Werkstoffe. Das 1950 gegründete Unternehmen beliefert namhafte Kunden vor allem aus der Automobil- und Luftfahrtindustrie und dem Maschinen- und An- lagenbau. Mit seinen Innovationen setzt das Familienunternehmen Trends und Standards in der Fertigungs- und Zerspanungstechnik. MAPAL versteht sich da- bei als Technologiepartner, der seine Kunden bei der Entwicklung effizienter und ressourcenschonender Bearbeitungsprozesse mit individuellen Werkzeug- konzepten unterstützt. Das Unternehmen ist mit Produktions-, Vertriebsstandor- ten und Servicepartnern in 44 Ländern vertreten. Im Jahr 2014 beschäftigte die MAPAL Gruppe 4.500 Mitarbeiter, der Umsatz lag bei 510 Mio. Euro.

 


Besuchen Sie uns auf der SIAMS in Moutier. Wir freuen uns auf Ihren Be- such an unserem Stand (Halle 1.2, Stand C-24/E-21).

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