Produkt-News

HUFSCHMIED Zerspanungssysteme GmbH
Fehlmann AG und Werkzeugspezialist Hufschmied kooperieren. Maschine und Werkzeug fĂĽr die Graphitbearbeitung optimiert.

Graphit hat als Material fĂĽr Senkerodierelektroden viele Vorteile – angefangen bei den Kosten. Aber die Bearbeitung von Graphit gilt als schwierig und schmutzig. Jetzt haben die Fehlmann AG und die Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH gemeinsam eine Komplettlösung aus einer 5-Achs-Maschine und Spezialwerkzeugen vorgestellt.

Die deutsche Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH mit ihrer Niederlassung in Gerlafingen (SO) hat sich international als Werkzeughersteller und Fertigungsprozessoptimierer für besonders schwierig zu zerspanende Werkstoffe etabliert und pflegt seit Längerem einen regen Kontakt zur Schweizer Fehlmann AG.

Hufschmied - Demoelektrode
An dieser Demoelektrode wurde gezeigt, was mit dem richtigen Werkzeug erreicht werden kann (Bildquelle: Fehlmann)

Gemeinsam entwickelten Fehlmann und Hufschmied die Idee, eine fĂĽr die anspruchsvolle Graphitbearbeitung optimierte Lösung zu entwickeln. Als Basis wurde die Fehlmann VERSA® 645 linear gewählt. Die 5-Achs-Fräsmaschine ist als flexibel einsetzbarer Allrounder fĂĽr unterschiedlichste Materialien konzipiert. Weil nur zwei Achsen werkzeugseitig realisiert sind, ergibt sich eine hohe Steifigkeit und Präzision in der Werkzeugachse fĂĽr makellose Oberflächen. Der Rundschwenktisch ist längst ins Maschinenkonzept integriert und garantiert somit einen von den Linearachsen unbeeinflussten Schwenkbereich. Sowohl in der 5-Achs-Bearbeitung mit Positionierung wie im 5-Achs-Simultanfräsen beweist sich die Maschine. Geringe Massen in den beweglichen Teilen, kombiniert mit schweren steifen Maschinenstrukturen, fördern die Präzision. Auf der VERSA® 645 linear lassen sich auf dem Rundtisch mit seinem Durchmesser von 350 mm WerkstĂĽcke bis 250 mm Höhe und mit einer Masse bis 150 kg bearbeiten.

Hufschmied - VERSA 645 linear und Graftor
Ein starkes Team: VERSA® 645 linear und Hufschmied Graftor® (Bildquelle: Fehlmann)


Graphit: Staub statt Span
Bei der Optimierung kommen nun die speziellen Materialeigenschaften ins Spiel. So lässt sich Graphit nicht im eigentlichen Sinne zerspanen, da der Werkstoff nicht plastisch verformbar ist. Bei der Bearbeitung werden somit keine Späne herausgeschnitten, sondern vielmehr Körner aus dem Verbund herausgeschlagen. Das Ergebnis ist der ungeliebte Graphitstaub.

Die Fehlmann-Maschine verfĂĽgt ĂĽber eine Absaug- und Filteranlage fĂĽr die Trockenzerspanung. Dennoch: Die trockene Zerspanung von Graphit erscheint vielen Anwendern wegen der starken Staubentwicklung als ungeliebte, zu vermeidende Option. Fehlmann bietet deshalb eine spezielle KĂĽhl- und Abscheidungsanlage fĂĽr die nasse Graphitbearbeitung an. Das eröffnet auf der VERSA® 645 linear eine „saubere“ Graphitbearbeitung, bei welcher der Abtrag sofort in Emulsion gebunden wird.

Neben dem höheren Reinigungsaufwand an der Maschine erzeugt Graphitstaub aber noch ein zweites Problem: Hochgradig abrasiv wirkt der Staub auf die Schneiden der Werkzeuge. Standardwerkzeuge, die in Design und Oberflächenvergütung nicht darauf angepasst sind, zeigen extrem verkürzte Standzeiten. Häufige Werkzeugwechsel erhöhen die Durchlaufzeiten und Werkzeugkosten.

Eine weitere Herausforderung: Graphitelektroden weisen oft sehr filigrane Strukturen auf – gleichzeitig verzeiht Graphit keine Vibrationen oder einen zu hohen Schnittdruck. Erst in der Kombination mit Spezialwerkzeugen wĂĽrde die VERSA® 645 linear eine optimale Lösung fĂĽr die Graphitbearbeitung bieten können.

Hufschmied - Fehlmann VERSA 645 linear
Die 5-Achs-Fräsmaschine VERSA® 645 linear ist ein flexibel einsetzbarer Allrounder fĂĽr unterschiedlichste Materialien (Bildquelle: Fehlmann)


Drei Hebel: Prozess, Werkzeugdesign und Beschichtung
Hufschmied geht werkstofftypische Herausforderungen auf drei Ebenen an: Die Spezialisten optimieren die Geometrie der Werkzeuge, definieren Material und Oberflächenbeschichtung und geben zu guter Letzt noch Empfehlungen für die Programmierung, um die Effizienz und Zuverlässigkeit des Fertigungsprozesses sowie die Qualität des Werkstücks zu optimieren.

Eine werkstoffoptimierte Geometrie nimmt Schwingungen aus dem Bearbeitungsprozess heraus, baut Kräfte ab und gewährleistet eine optimale Abfuhr von Spänen bzw. Abtrag. Solche Optimierungen erfolgen häufig im Rahmen kundenspezifischer Projekte, doch fĂĽr die Graphitbearbeitung bietet das Unternehmen mit seiner Werkzeugreihe Graftor® bereits ein grosses Sortiment an Standardprodukten. Eine Besonderheit dabei: Die in Durchmessern von 1 bis 12 mm erhältlichen Werkzeuge können sowohl zum Schruppen als auch zum Schlichten verwendet werden. Die Werkzeuge sind mit ±0,005 µm extrem formgenau und werden endmassbeschriftet ausgeliefert. Der Graftor® zeichnet sich durch eine nanokristalline Diamantbeschichtung (DIP®) und geringen Schnittdruck aus. Die patentierte 4-Schneidengeometrie bewirkt zudem eine Schnittkraftumkehrung durch schiebende und ziehende Auslegung der Schneiden.

Im Zusammenspiel dieser Optimierungen punktet der Graftor® messbar. Weil RĂĽstaufwände zwischen Schruppen und Schlichten und ĂĽber längere Standzeiten reduziert werden und mit hohen VorschĂĽben und Umdrehungszahlen gearbeitet werden kann, verkĂĽrzen sich die Herstellungszeiten von Graphitelektroden im Vergleich zu anderen Bearbeitungsverfahren um bis zu 30 Prozent.

Hufschmied - Kugelfräser aus der Graftor-Reihe
Ein Kugelfräser aus der Graftor®-Reihe (Bildquelle: Hufschmied Zerspanungssysteme)


Atemberaubend filigran
An einer Demoelektrode wurde den Besuchern der Fehlmann-Hausmesse diese Leistungsfähigkeit demonstriert – so beeindruckend, dass diese Demo zu einem Highlight der Fehlmann-Hausmesse avancierte. Die Elektrode misst 52 Ă— 52 Ă— 41 mm und besteht aus Ibiden EX-60 mit einer Korngrösse von 5 bis 10 µm. Neben dĂĽnnwandigen Rippen (0,38 mm) weist das Design der Elektrode 15,5 mm hohe Pins mit nur 0,5 mm Durchmesser auf, die in vier Varianten aus dem Graphitblock ragen: mit rundem, sechs-, fĂĽnf- und viereckigem Profil. Dank der kombinierten Schrupp-/Schlichtfähigkeit der Graftor®-Fräser konnten alle sechs Bearbeitungsschritte mit nur drei Werkzeugen durchgefĂĽhrt werden: einem Torusfräser mit 4,0 mm Durchmesser und 0,5 mm Radius, einem Kugelfräser mit 2,0 mm Durchmesser sowie einem Kugelfräser mit 4,0 mm Durchmesser – alle mit der Diamantbeschichtung DIP®. Die erste Schruppzurichtung des Graphitblocks mit dem Torusfräser erfolgte bei 40 000 Umdrehungen und 25 000 mm Vorschub pro Minute. Die weiteren Bearbeitungsschritte wurden mit VorschĂĽben von 5 000 bis 7 680 mm/min und 22 000 bis 32 000 Umdrehungen durchgefĂĽhrt. Nur 43 Minuten Bearbeitungszeit machte den Besuchern klar: Hier haben Fehlmann und Hufschmied eine Gesamtlösung geschaffen, die eine „saubere“, hocheffiziente Fertigung komplexer Graphitelektroden erlaubt und Fertigern neue Märkte öffnet.

Hufschmied - Torusfräser
Dieser Torusfräser kann schruppen und schlichten (Bildquelle: Hufschmied Zerspanungssysteme)


Hufschmied - mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung von Zerspanwerkzeugen
Die Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH verfĂĽgt ĂĽber mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung von prozessoptimierten Werkzeugen. Durch die frĂĽhzeitige Konzen- tration auf die Bearbeitung von Kunststoffen, Glasfaserwerkstoffen und Carbonfaser hat Hufschmied einen Spitzenplatz in Europa bei der spanenden Bearbeitung von neuen Werkstoffen erreicht.

Hufschmied - Firmenhauptsitz

Das Know-how von Hufschmied resultiert aus einer Vielzahl erfolgreich gelöster Bearbeitungsaufgaben. Unser Ziel sind möglichst niedrige Prozesskosten und ein minimaler Nachbearbeitungsbedarf. Es ist unser Anspruch, beratungsintensive und schwer kopierbare High-End-Lösungen zu entwickeln, die sich durch ein optimales Kosten-Nutzen-Verhältnis auszeichnen.

Wir produzieren unsere werkstoffoptimierten Werkzeuge auf modernsten Fertigungseinrichtungen selbst. Und wir sichern die Qualität mit hochpräzisen 3D-Messmaschinen der neuesten Generation. Im Dialog mit Hochschulen, Maschinenbauern und Kunden treiben wir die Entwicklung hochwertiger prozessoptimierter Werkzeuge weiter voran.

Immer einen Schnitt voraus
Unsere Fertigungsoptimierung bietet Ihnen greifbare Vorteile in Planung und Fertigung. Nutzen Sie unser Technologie-Potential in der Kunststoffzerspanung. Wir sind Ihr Partner!

Firmenvideo

 

Hufschmied - neues LogoHufschmied Zerspanungssysteme Schweiz AG
Herr Björn Herbst
Oeschstrasse 15
CH-4553 Subingen

Tel.: +41 326 752 010

www.hufschmied-swiss.ch
info@hufschmied-swiss.ch


Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH

Edisonstr. 11 d   
D-86399 Bobingen
 
Tel. + 49 8234 9664-0 
Fax + 49 8234 9664-99 
  
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