Verbesserte Performance, Präzision und Stabilität Hochpräzisionsspindeln neu aufgelegt

Verbesserte Performance, Präzision und Stabilität

Hochpräzisionsspindeln neu aufgelegt

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Eine Neuauflage seiner Cool Core-Hochpräzisionsspindeln stellt Step-Tec auf der EMO vor. Sie bringt diverse Verbesserungen in Sachen Performance, Präzision und Stabilität. Außerdem bieten die Schweizer neue Services für präventive Wartung.

Seit gut 7 Jahren ist Step-Tec mit ihrer Hochpräzisionsspindel, genannt Cool Core, am Markt, um die hohen Genauigkeitsansprüche für Formenbauteile zu erfüllen. Der Technologiewandel einerseits aber auch die stetig steigenden Erwartungen hin zu noch höherer Präzision und besseren Oberflächengüten, insbesondere von Formen im Bereich Informations- und Kommunikationstechnik haben den Hersteller dazu bewogen, die bisherige HVC140 auf den neuesten Technologiestandard zu bringen.

Eine Reihe technischer Neuheiten flossen in die 140er Plattform mit ein, welche nicht nur die Opticool-Spindel (OCS) mit 42 000 min-1 Drehzahl aufwertet, sondern auch die Cool Core-Spindel mit Wellenkühlung in Sachen Präzision und Stabilität an die Grenzen des physikalisch Machbaren bringt.

Für die neue HVC140-Generation wurde der OCS-Kühlkreislauf einer weiteren Strömungsoptimierung unterzogen. Dies führte zu einem ausgeglicheneren Wärmehaushalt, der die polare Temperaturverteilung im Bereich des vorderen Spindelmantels auf eine Abweichung von nur 1,3 K brachte. Der thermische Einfluss auf die Spindelaufnahme ist somit auf ein Minimum reduziert. Die Maschinen-Spindelachsgeometrie bleibt frei von Verzug.

Die Wellenkühlung Cool Core wurde technisch verbessert, was deutlich weniger Wartung im Betrieb erfordert. Die neu gestaltete Dreheinführung zur Übergabe des Kühlmediums in die rotierende Welle ist im Bedarfsfall vor Ort austauschbar und erfordert keinen Spindeltausch mehr.

Mit einem optimierten Luftmanagement in der Spindel und dem neu ausgelegten Labyrinth, genannt Twin Air Sealing System (TAS), konnte gleichzeitig eine absolute Dichtheit erzielt werden. Verschmutzung des Werkstücks und des Bearbeitungsraums durch Ölaustritt an der Spindelnase ist somit kein Thema mehr, was die Spindel für Kunststoffbearbeitung, z. B. in Medizintechnikanwendungen wie auch in der Graphitelektrodenherstellung prädestiniert.

Die Plananlage für das Werkzeug wurde zudem segmentiert und mit Kegelreinigungsbohrungen versehen, um die hohe Spindelgenauigkeit bei einem Werkzeugwechsel nicht zu schmälern.

Ausgeklügelte Lagerauslegung

Das Beschreiten neuer Wege in der Lagerauslegung mit vier Ultra-Hochpräzisions-Hybridlagern führte letztlich zu einer bis dahin nie erreichten Steifigkeit. Die Verbesserungen der Steifigkeitswerte gegenüber des Vorgängermodells an der Plananlage des Werkzeugs betragen 16 Prozent in radialer Richtung und gar 70 Prozent in der Achslage auf Zug und Druck – Werte, die im Präzisionsformenbau und in der Produktion kleiner Präzisionsteile zu den besten ihrer Klasse gehören.

Eine markant gesteigerte dynamische Steifigkeit, gepaart mit geringstem Rundlauf von 3 µm und einem Planlauf am Messdornende von 2 µm garantieren hohe Werkzeug-Wechselgenauigkeiten, was überhaupt erst eine Teilebearbeitung in dieser Präzisionsklasse mit einem Oberflächenfinish von Ra 0,05 µm ermöglicht.

Eine neue lagerlose, abhebende Drehdurchführung erlaubt die Einbringung von Kühlschmierstoffen unter hohem Druck. Genau dosierte Minimalmengenschmierung ist dabei genauso möglich wie Luft in
Rotation bei wesentlich reduziertem Verschleiß.

Gegenüber dem Vorgängermodell gelang es Step-Tec, mit einem neu entworfenen Spanner die Spindel rund 60 mm kürzer zu bauen, was letztlich einen kompakteren Schwenkkopf ermöglicht und somit dessen Dynamik beim Schwenken erhöht.

Ein neues, optional bestellbares hochauflösendes Längenmesssystem mit integrierter Elektronik liefert das Signal für die dynamische Kompensation sowie ein zweites Signal zur Kompensation des thermischen Restwachstums der bereits hochgenauen Cool Core-Spindel. Der Kunde kann mit dieser Option und eigener Software Achskompensationen einleiten, um höchste Genauigkeitsansprüche zu erfüllen.

Die Cool Core-Spindel erfüllt höchste Ansprüche an Oberflächengüte und wirtschaftlicher Dauerfestigkeit, um die heutigen Kundenanforderungen zu befriedigen. Außerdem ist sie Industrie-4.0-tauglich und ermöglicht externes Datenmonitoring, um den Spindelstatus und vor allem den Spindelzustand abzufragen. Dies ermöglicht beispielsweise präventive Wartung.

Präventive Serviceleistungen für hohe
Verfügbarkeit

Die Spindel ist das Herz ihrer Werkzeugmaschine, welche pro Jahr bis zu 7000 und mehr Betriebsstunden leistet. Damit ihre Genauigkeit bewahrt wird, ihre hohe Leistung permanent zur Verfügung steht und ihre Verfügbarkeit gesichert ist, bietet Step-Tec neben dem herkömmlichen Austausch-Service-Programm (SEP) auch präventive Wartung an. Denn bei einem Ausfall der Spindel zählt neben den Kosten auch die Zeit die vergeht, bis die Werkzeugmaschine wieder produziert.

Diese neue Servicedienstleistung wurde speziell mit einer Garantieerweiterung und vorbeugenden Lösungen entwickelt, um ungeplante Maschinenausfallzeiten zu minimieren. Der erste Schritt ist eine schnelle und effiziente Diagnose des Spindelzustands. Dank des in jede Spindel eingebauten Spindle Diagnostik Moduls (SDM) analysiert der Step-Tec-Servicetechniker den Betriebszustand und schlägt eine Garantieerweiterung und/oder die vorbeugenden Serviceleistungen vor, um die Produktion zu sichern bzw. die Maschinenverfügbarkeit zu optimieren.

Die Services werden in drei Modellen angeboten: „Erweiterte Garantie“ in der Anfangsphase des Spindellebens, „Präventive Wartung“ vor dem Eintreten eines Ernstfalles und „Präventiver Spindeltausch“ wenn sich eine gröbere Havarie abzeichnet. Über ein Maschinenleben betrachtet, werden die Wartungskosten laut Hersteller kleiner als bei herkömmlicher Wartung, bei der gehandelt werden muss, wenn die Maschine infolge eines Defekts still steht.

Step-Tec AG
www.gfms.com/com/en/Products/step-tec.html
EMO Halle 27 Stand B24 (GF Machining Solutions)

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