Späne sind untrennbar mit der Metallbearbeitung verbunden. Oftmals sind sie allerdings mehr Fluch denn Segen, können sie doch allzu unkontrolliert Schaden an Werkzeug und Maschine anrichten. Für genau definierten Spanbruch sorgt nun die neue, von der Citizen Machinery Co., Ltd. Japan patentierte LFV-Technologie (Low frequency vibration cutting). Mit ihr gehören Wirrspäne der Vergangenheit an.
Unkontrolliert herumirrende Späne haben schon so manchen verheißungsvollen Zerspanvorgang ruiniert: Sie wickeln sich beispielsweise um das Werkstück und Werkzeug. Dies führt in häufigen Fällen zum Werkzeugbruch oder auch zu einer Kollision während dem Teileabgreifen. „Dem wollten wir ein Ende bereiten und entwickelten die LFV-Technologie, mit der sich Späne sehr definiert brechen lassen, was nahezu jeden Zerspanprozess optimiert“, erläutert Markus Reissig, Prokurist und Leiter Service und Technik bei der Citizen Machinery Europe GmbH aus Esslingen. Um die neue Technologie dem deutschen Publikum vorzustellen, lud Citizen seine Kunden in die Firmenzentrale nach Esslingen.
Per „Luftschnitt“ zum Erfolg
Das Prinzip des „Low frequency vibration cutting“ ist am ehesten mit dem einer oszillierenden Bewegung vergleichbar. Dazu Reissig: „Die Linear-Antriebe der bearbeitenden Achsen erzeugen oszillierende Bewegungen in X- oder Z-Richtung, die mit der Hauptspindel synchronisiert werden. Während einer Spindelumdrehung gibt es Richtungsänderungen der bewegten Achse. Durch diese Richtungsänderungen entstehen sogenannte ‚Air-cuts‘, durch die die Späne dann definiert gebrochen werden. Die Länge der Späne kann durch die Veränderung der Frequenz einfach im Programm bestimmt werden.“ Gerade bei Materialien wie Titan, nichtrostenden Stählen, Kupfer, Aluminium und Messing ohne Blei, die wegen ihrer langen Späne geradezu gefürchtet sind, macht LFV „kurzen Spanprozess“. „Selbstverständlich lassen sich nahezu alle Teilegeometrien mit dieser Technologie fertigen. Lediglich in punkto Spindeldrehzahl und Vorschub kann nicht mit ‚Vollgas‘ gefahren werden. Doch die Vorteile, die dieses Bearbeitungsverfahren bietet, überwiegen eventuelle Zykluszeitveränderungen“, weiß Reissig. So werden Aufbauschneiden vermieden und die Standzeiten der Werkzeuge teils massiv verlängert.
Beeindruckend in der Anwendung
Dass Zykluszeit nicht alles ist, beweist ein Anwendungsbeispiel für eine Ventilnadel im Automotiv-Einsatz. Dort wurde mit einer Cincom L20 in 1.4301 der Außendurchmesser von 42 mm Länge mittels LFV-Technologie bearbeitet. Dadurch erhöhte sich zwar die Zykluszeit geringfügig, dank LFV kann allerdings nun im Dauerbetrieb ohne Maschinenstopp gearbeitet werden. „Damit reduzierte der Kunde seine Personalkosten und hatte trotz längerer Zykluszeit nach jeder Schicht mehr Teile produziert gegenüber der normalen Zerspanung“, so Reissig.
Bei einem Bauteil für die Hydraulikindustrie benötigte die eingesetzte Cincom L20 für das Bohren, Einstechen und bei der Innenbearbeitung eine Zykluszeit von 240 Sekunden. Durch den Einsatz der LFV-Technologie erhöhte sich der Zyklus um gerade einmal 3 Sekunden, allerdings ohne Qualitätseinschränkungen im Dauerbetrieb. Der Kunde hatte dadurch sein Späneproblem komplett gelöst, und das Spänevolumen reduzierte sich um 80 Prozent.
Auch beim Tieflochbohren in Kupfer spielt das Verfahren seine Vorteile aus. Auf der Miyano VC03 musste eine Bohrung von 1 mm Durchmesser und 47 mm Länge in eine Schweißdüse eingebracht werden. Aufgrund der langen Späne dauerte der Vorgang mit herkömmlichem Verfahren 80 Sekunden. Dadurch, dass die kleinen feinen Späne mit LFV wesentlich leichter aus dem Bohrloch abtransportiert werden können, halbierte sich die Zykluszeit auf 40 Sekunden. „Obendrein verlängern sich die Standzeiten der Werkzeuge“, fügt Reissig hinzu.
Ausblick
Nach der Miyano VC03 erhalten auch die Cincom-Langdreher L20 und L12 das LFV-Feature. „Da wir diese Technologie als Meilenstein der modernen Metallzerspanung ansehen, werden wir unsere Produktreihe auch 2017 erweitern und mit LFV ‚aufrüsten‘. Somit machen wir das Prinzip der kurzen Späne auf breiter Ebene nutzbar“, so Markus Reissig. ■
Citizen Machinery Europe GmbHwww.citizen.de
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