Was Kühlschmierstoff unter Druck kann, zeigt das Konzept der Fluidspindel. Die über ein Turbinenrad angetriebene Spindeleinheit arbeitet äußerst präzise und effizient. Im Drehautomat oder Dreh-Fräszentrum können damit sowohl konventionelle als auch Mikro- und HPC-Bearbeitungen mit bis zu 50 000 U/min ausgeführt werden. Einsatzgebiet sind Bauteile aus dem Prototypen-, Werkzeug- und Formenbau, aber auch aus der Medizin- oder Luftfahrttechnik, die eine sehr hohe Schnittgeschwindigkeit erfordern.
Die Fluidspindel kommt auf einer Maschinenspindel oder einem Werkzeugträger (Revolver) zum Einsatz. Mit ihrer „flotten Bearbeitung“ erzielt sie bei hohen Standzeiten ausgesprochen gute Oberflächenqualitäten. Für den Antrieb des Werkzeugs wird das Kühlmittel (Emulsion oder Öl) der Maschine genutzt. Dieses treibt unter hohem Druck eine Turbine im Inneren der Spindel an. Und je nach Modell und Arbeitsdruck rotiert das Werkzeug mit bis zu 50 000 U/min.
Dabei ist die Drehzahl direkt abhängig vom Druck der Kühlmittelpumpe. Bei einem Druck von 20 bar können je nach Modell 20 000 bis 30 000 U/min und bei 40 bar sogar die maximale Drehzahl von 50 000 U/min erreicht werden. Voraussetzung für diese Leistung ist ein Kühlmitteldruck von mindestens 20 bar und eine Volumenleistung von größer 12 l/min. Die aktuelle Drehzahl des Schneidwerkzeuges wird über Bluetooth an ein externes Display übertragen. Dies ist notwendig, um zu wissen, welche Drehzahl am Werkzeug ansteht.
Hohe Schnittgeschwindigkeiten
„Einsetzbar ist die Fluidspindel praktisch überall dort, wo eine entsprechende Kühlschmierstoffversorgung vorhanden ist“, so Alexander Hoffmann, Produktmanager Werkzeughalter. Zu den optimalen Einsatzgebieten des „Schnellläufers“ zählen kleine Bohrungsdurchmesser (bis 3 mm) oder leichte Fräsarbeiten, die Herstellung von hohen Oberflächenqualitäten (Schlichtbearbeitung), die Freiformbearbeitung mit kleinen Kugelfräsern sowie das Beschriften/Gravieren und Entgraten von Werkstücken. Aber auch das Fräsen kleiner Gewinde oder für das Vollnuten ist das Werkzeug hervorragend geeignet. Dazu notwendig sind entsprechend hohe Schnittgeschwindigkeiten, die mit Drehzahlen bis 50 000 U/min jedoch problemlos realisiert werden können.
Ein Hauptvorteil ist, dass die Schneidwerkzeuge optimal eingesetzt und mit höheren Vorschüben gefahren werden können. Dies reduziert die Bearbeitungszeiten/Stückzeiten. Ferner wird der Werkzeugantrieb der CNC-Maschine im höchsten Drehzahlbereich nicht benötigt und damit geschont. Dies führt zu weniger Verschleiß und demzufolge zu einer längeren Lebensdauer. Nicht zu vernachlässigen ist auch die reduzierte Wärmebildung im Werkzeugantrieb bei hohen Drehzahlen. Im Gegensatz zu aufwendigen Getriebespindeln oder der Maschinenspindel unterliegt die Fluidspindel auch bei hohen Drehzahlen fast keinem Verschleiß.
Die Installation und Inbetriebnahme der Fluidspindel ist einfach. Lediglich der notwendige Druck (ausreichende Kühlmittelversorgung) an der Werkzeugstation oder an der Maschinenspindel muss gewährleistet sein. Es stehen spezielle Werkzeughalter für die gängigsten Schnittstellen von Index- und Traub-Maschinen zur Verfügung: VDI, Kompaktschaft und HSK. Die HSK-Variante kann über einen automatischen Werkzeugwechsler eingesetzt werden. Es stehen Spindelausführungen mit 30 000 bis 50 000 U/min sowie für höhere Drehmomente mit 20000 bis 40 000 U/min zur Verfügung. ■
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