Andreas Nitka, Manuel Kruse - VOLLMER WERKE Maschinenfabrik GmbH         

Nachhaltigkeit in der Werkzeugschleifmaschine

Durch die aktuellen Herausforderungen und Entwicklungen im Bereich der Energieversorgung, Materialverfügbarkeit, Lieferketten etc. sind bisher kaum beachtete Themen wie Ressourcenverbrauch deutlich stärker in den Vordergrund gerückt.
Im Rahmen unseres Vortrags möchten wir unter dem Oberbegriff „Nachhaltigkeit“ unterschiedliche Lösungsansätze für Problemstellungen bei der Entwicklung einer Werkzeugschleifmaschine vorstellen. Die Schwierigkeit liegt darin, den optimalen Weg bei dem Zielkonflikt zwischen den drei Entwicklungszielen „geringe Kosten“, „maximale Performance“ und „Nachhaltigkeit“ zu finden.
Wir gehen hierbei explizit auf die Themenpunkte „Spindelmotor“, „Kühlkonzept, „thermische Stabilität“ und „Warmlaufprogramm“ ein. Zuerst erklären wir die Problemstellungen, welche jeder Maschinenhersteller hat und anschließend zeigen wir mögliche Lösungsansätze.

Christof Leiss, Christian Ziegler - Building Automation Team GmbH         

Wie Gebäude- und Maschinendaten helfen Betriebskosten zu senken                           

Die aktuelle wirtschaftliche und politische Lage zwingt viele Unternehmen zum Umdenken. Erneuerbare Energien gewinnen an Zuspruch, während die Kosten für konventionelle Energien steigen. Mit der Aufnahme des Bestandes Ihrer technischen Gebäudeausstattung können Maßnahmen ermittelt werden, die individuell zu Ihrem Unternehmen passen. Optimierungen an den technischen Anlagen, Ergänzungen am Bestand oder die Umstellung auf ein neues Energiesystem können kurz-, mittel-, oder langfristig den gewünschten Erfolg liefern. Wir, die Building Automation Team GmbH, helfen Ihnen als langjähriges Fachplanungsunternehmen der technischen Gebäudeausrüstung sowie als Systemintegratoren Ihre Energieverbräuche und somit ihre Betriebskosten zu senken. Mit unserem Softwareprodukt noemi® bieten wir die Möglichkeit, Ihre Gebäudedaten digital und in Echtzeit darzustellen. Fehler oder Missstände können so schneller erkannt und zielgerichtet behoben werden. Mit unserem Vortrag wollen wir Optimierungsmaßnahmen aufzeigen und so anregen, Energieoptimierungsmaßnahmen umzusetzen.

Klaus Gazawi - Ruwac Industriesauger GmbH

Was entsteht im Schleifprozess? Entstehen nur störende oder sogar gefährliche Staubverbindungen/Aerosole?

Schleifen ist Materialabtrag, und dieses Material muss aus dem Umfeld des Prozesses entfernt werden. Das gilt für den Trockenschliff – hier entstehen Stäube. Beim Nassschliff werden diese Stäube zwar gebunden, dafür entstehen aber Dämpfe und Aerosole, die mindestens ebenso gesundheitsgefährdend sein können. Der Vortrag wirft einen (mikroskopischen) Blick in den Schleifprozess. Er zeigt mögliche Gefährdungen auf und gibt Empfehlungen für eine wirksame und wirtschaftliche Absaugung, die auch den Anforderungen der DGUV-Regeln entspricht. Der Funkenflug wird dabei ebenso thematisiert wie mögliche Explosionsrisiken und die Frage, ob alte Anlagen Bestandsschutz genießen, d.h. ob sie an neue Arbeits- und Gesundheitsschutzregelungen angepasst werden müssen.

                           

Niklas Arend - Ionbond Germany GmbH             

Kohlenstoffbeschichtungen für Hochleistungszerspanung von Leichtbauwerkstoffen

Schwer zerspanbare Werkstoffe wie Titan-, Nickel- und Aluminiumlegierungen sowie gehärteter Stahl sind wichtige Materialien in vielen Industriezweigen. Sie weisen hervorragende Eigenschaften wie hohe Festigkeitund Steifigkeit, geringes Gewicht, hohe thermische Stabilität und hohe Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit auf. Die Bearbeitung dieser Werkstoffe stellt jedoch eine große Herausforderung dar: Das Schneidwerkzeug unterliegtunter schwierigen Betriebsbedingungen, die von hohen Temperaturen bis zu schweren mechanischen Belastungen reichen, einem hohen Verschleiß.     
Ionbond bietet High-End-Beschichtungen an, die die Anforderungen für die Bearbeitung solcher Werkstoffe erfüllen und die Leistung und Wirtschaftlichkeit der Schneidwerkzeuge erheblich verbessern.   
In diesem Vortrag wird die von Ionbond neu entwickelte High-End-Beschichtung auf TiAlSiXN-Basis vorgestellt, die eine speziell zugeschnittene Mikrostruktur und eine außerordentliche Verschleißfestigkeit bei der Trocken- und Nassbearbeitung von hochfesten Werkstoffen aufweist. Die Leistungstests, die eine hervorragende Verschleißentwicklung bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe zeigen, werden präsentiert.         
Darüber hinaus wird die neueste ta-C-Beschichtung von Ionbond vorgestellt. Es wird demonstriert, dass diese Beschichtung aufgrund ihrer hohen Härte, ihres sehr niedrigen Reibungskoeffizienten und ihrer Antihaft-Eigenschaften die Bildung von Aufbauten an der Schneidkante unterdrückt und die Werkzeugstandzeit bei der Bearbeitung von niedrig- und hochlegierten Aluminiumlegierungen verbessert.

                           

Matti Maier

KI – verständnislos Zerspanen

Künstliche Intelligenz (KI) ist in aller Munde und das Ziel der autonomen Zerspanung taucht immer öfter auf. Doch was verbirgt sich hinter diesem Begriff für die Werkzeugbranche? Welche Verfahren finden Anwendung und was sind diese im Stand zu leisten? Welche Anwendungen gibt es bereits? Woran wird außerhalb der Branche gearbeitet? In einem kurzen Streifzug durch die digitale Zerspanung sollen diese Fragen angerissen werden und eine kurze Bewertung des aktuellen Standes gezeigt werden.

Guido George, Sven Peter - Rollomatic SA

Herstellen von Mikrowerkzeugen

Die Firma Rollomaticist besonders erfolgreich im Bereich der Mikrowerkzeuge und entwickelt mit der für sie typischen Qualität und Präzision CNC- und Lasermaschinen, die der Herstellung von Werkzeugen mit einem Durchmesser von 0,03 mm mit sehr hohen Anforderungen gewidmet sind. Seine Vorzeigemaschinen für die Herstellung vonMikrowerkzeugen sind die GrindSmart®660XW, die für rotierende Schneidwerkzeugein einem Durchmesserbereich von 0,1 bis 12,7 mm und einem erstaunlich kompaktenLayout entwickelt wurde und die GrindSmart^®Nano6. Das hochpräzise6-Achsen-Schleifzentrum ist für die Fertigung von hochwertigen HM- oderHSS-Mikrowerkzeugen im Durchmesserbereich zwischen 0,03 und 4,0 mm konzipiert. Um sein Angebot an speziell für die Herstellung von Mikrowerkzeugenentwickelten Maschinen zu vervollständigen, hat Rollomatic die LaserSmart®510femto entwickelt, die mit der neuesten Generation von Femtosekundenlasern ausgestattet ist. Nicht nur die Materialien PKD, P-CBN, CVD, MCD und Naturdiamant können bearbeitet werden, sondern auch Keramik, Hartmetall, Saphir, Glas oder sogar neue Materialkombinationen. Das Ergebnis ist eine perfekte Stabilität, unschlagbare Präzision und eine extrem gute Oberflächenqualität am fertigen Werkstück.

                        

Denis Thiermann - ZECHA Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH

Im Grenzbereich - Möglichkeiten bei der Serienfertigung von Mikropräzisionswerkzeugen

Die Faszination ist groß. Schwer vorzustellen, ein Haar könnte mit einem Fräser beschriftet werden. Jeder weiß, wie fein Haare sind - wie mikroskopisch klein muss erst der eingesetzte Fräser sein? Doch ZECHA und KERN haben das Unvorstellbare möglich gemacht und ein menschliches Haar mit einem Durchmesser von 90 µm mit einem zweischneidigen ZECHA-Fräser beschriftet.

Als Spezialist für Mikrozerspanungs-, Stanz- und Umformwerkzeuge produziert und entwickelt ZECHA seit fast 60 Jahren hochwertige und präzise Werkzeuglösungen für die unterschiedlichsten Branchen und Anwendungsfälle. Der eingesetzte speziell entwickelte Vollhartmetall-Schaftfräser mit zwei Schneiden (spiralisiert) ist mit seinen lediglich 10 µm Durchmesser extrem feingliedrig und präzise. Im Zusammenspiel erzielen Werkzeug und Maschine, hier die KERN Micro HD, bei einer Spindeldrehzahl von bis zu 50.000 min-1 und einem Vorschub pro Zahn von 1 µm die unglaubliche Schriftbreite von 10,73 µm. Ergebnisse, die nur unter einem Rasterelektronenmikroskop zu begutachten sind.

                      

Bernd Schwennig - Walter Maschinenbau GmbH           

Vollumfängliches Vermessen von Mikro- und Nanowerkzeugen – Eine Utopie?

Die umfängliche Vermessung und Dokumentation von Standardwerkzeugen sowohl im Durchlicht sowie im Auflicht ist seit vielen Jahren Stand der Technik. Dies findet aber seine Grenzen wenn die Werkzeugdimensionen immer kleiner werden. Bei Werkzeugen im Mikro und Nanobereich waren diese Vermessungen bislang nicht möglich.

 Walter bietet nun mit der neuen Messmaschine Helicheck NANO genau die Messmaschine um Mikro- und Nanowerkzeuge ab Durchmesser 0,1 mm vollumfänglich und bedienerunabhängig zu vermessen und zu protokollieren.

 

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Konrad Wegener - ETH Zürich, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigung       Laserbearbeitung in der Werkzeugtechnik - Chancen, Risiken, Trends für die Zukunft

Des Lasers Spezialität ist sein hochkonzentrierter Leistungsstrahl. Je härter das Material ist und je feinteiliger die zu erzeugenden Geometrien sind, desto mehr spielt der Laser seine Stärke gegenüber der mechanischen Bearbeitung durch Schleifen aus. Es lassen sich Geometrien verwirklichen, die schleiftechnisch nicht machbar sind. Schneidwerkstoffentwicklung und Verbesserung der Werkzeuggeometrien machen den Laser zu einem unentbehrlichen Werkzeug. Allerdings ist die Gestaltung einer valablen Laserbearbeitung schwierig, weil der Abtrag nicht einfach mit einer definierten Geometrie eines Werkzeugs erzeugt wird, sondern mit einem Intensitäts- und Absorptionsprofil des Leistungsstrahls das sich je nach physikalischen Gegebenheiten, d.h. Felddifferentialgleichungen nebst deren vom Werkstück selber definierten Randbedingungen verändert. Daneben sind auch die hohen Kosten und mangelnde Energieeffizienz in Kauf zu nehmende Nachteile. Diese Nachteile spielen insbesondere eine Rolle, weil in der Werkzeugproduktion vor allem auf ultrakurz gepulste Laser zurückgegriffen werden muss. Neue Materialien, Geometrien und deren Modifikationen, Schneidkantenpräparationen und miniaturisierte Werkzeuge sind Anwendungsbereiche des Lasers in der Werkzeugtechnik.

Simon Girardin, Lars Henzi - Agathon AG            

Wirtschaftliches Bearbeiten von Superhartstoffen mit Lasertechnologie

Die Firma Agathon AG ist als Familienunternehmen seit über 100 Jahren, in der Schweiz tätig. Vor mehr als 90 Jahren, präsentiert Agathon die erste Hartmetall-Werkzeugschleifmaschine.
Seit 2017 ist Agathon auch in der Laserbearbeitung tätig. Die Kernaktivitäten der Agathon konzentrieren sich heute auf die Herstellung von Schleif- und Lasermaschinen zur Bearbeitung von Wendeschneidplatten, die Herstellung von hochpräzisen Führungselementen und dem Service und Ersatzteilgeschäft für Maschinen.
Mit der Laserbearbeitungsmaschine Neo sind speziell im Bereich der Fertigbearbeitung von Spannbohrungen und Spannmulden in Superhartstoffen, neue und höchst wirtschaftliche Bearbeitungsmöglichkeiten geschaffen worden. Durch den Einsatz einer industriellen Laserquelle können maximale Abtragsgeschwindigkeiten erreicht und trotzdem die geforderte Oberflächenqualität gehalten werden. Somit bietet Neo die perfekte wirtschaftliche Lösung im Spannungsfeld von Geschwindigkeit und Qualität.
Zusätzlich kann Neo zum Vorbearbeiten von superharten Wendeschneidplatten eingesetzt werden. Dies ist die optimale Lösung als Vorprozess zum Schleifen. Dabei erreichen wir auf der Schleifmaschine, beste Prozesssicherheit, wirtschaftliches Bearbeiten von Superhartstoffen und Minimierung des Schleif- und Abrichtscheibenverschleisses.

Dr.-Ing. Andreas Nestler - Technische Universität Chemnitz, Professur Mikrofertigungstechnik

Charakterisieren und Messen von Schneidkanten – Standardisierung durch VDI-Richtlinien 2654
Der geometrischen Gestalt von Schneidkanten kommt eine herausragende Bedeutung zu, da sie sowohl das Verschleißverhalten der Werkzeuge als auch die Oberflächeneigenschaften der Werkstücke beeinflusst. Die nach dem Schleifen der Werkzeuge oftmals scharfen, aber zugleich schartigen Schneidkanten werden daher üblicherweise einer entsprechenden Präparation unterzogen, wodurch eine Verrundung und Homogenisierung der Schneidkante erreicht werden sollen.
Im Zusammenhang mit der Qualitätssicherung spielt die messtechnische Bewertung der Schneidkanten eine zentrale Rolle. Die geometrische Charakterisierung von Schneidkanten ist jedoch mit verschiedenen Herausforderungen verbunden. Dies hat dazu geführt, dass es bisher keine allgemeingültigen Vorgaben zur Charakterisierung von Schneidkanten gibt. Das resultiert in Abhängigkeit vom Messprinzip sowie dem verwendeten Auswertealgorithmus in oftmals nicht unwesentlichen Abweichungen der Messergebnisse.
Der Fachausschuss 4.44 des VDI hat sich daher zum Ziel gesetzt, Richtlinien zum Charakterisieren und Messen von Schneidkanten zu erarbeiten. Diese sollen den gesamten Bereich von der Zeichnungserstellung über die Messdatenerfassung und -auswertung bis hin zur Kalibrierung der Messgeräte abdecken. Der Beitrag gibt einen Überblick zum aktuellen Stand der Normierung und geht dabei auf praxisrelevante Problemstellungen ein.

Soran Jota - OTEC Präzisionsfinish GmbH           

Effiziente Kantenpräparation kleiner Werkzeug-Chargen durch intelligente Automation

Der Vortrag soll einen Überblick über die Möglichkeiten der Schneidkantenpräparation mittels Gleitschleifen schaffen und zeigen, wie durch eine intelligent gestaltete Automationslösung die Bearbeitung kleinerer Werkzeug-Chargen effizient gestaltet werden kann.

Nach einer kurzen Vorstellung der Firma OTEC wird die Technologie des Gleitschleifens, speziell das Streamfinish-Verfahren, vorgestellt und erklärt. Wie durch Streamfinish die Werkzeug-Performance über eine gezielte Schneidkantenpräparation verbessert werden kann, wird anhand von ausgewählten Fallbeispielen gezeigt. Im Fokus des Vortrags steht die neu entwickelte, vollautomatische Streamfinish-Anlage SF-PLS für die automatisierte Endbearbeitung von bis zu 360 Werkstücken unterschiedlicher Größe. Hierbei werden innerhalb der Beladevorrichtung nach Bestückung der Maschine über codierte Paletten die Werkstücke einzeln vermessen und die Anlage wählt anhand der Werkstück-Dimensionen und hinterlegter Rezepturen das passende Finish-Programm aus. Somit kann eine effiziente Lösung für die mannlose Bearbeitung von Kleinchargen und im Nachschleif-Bereich für die Werkzeugindustrie bereitgestellt werden.

Markus Friedrich - Universität Bayreuth, Lehrstuhl Umweltgerechte Produktionstechnik

Automatisierte optische Werkzeugverschleißerkennung und -klassifizierung - einfach und kostengünstig

Im Bereich der Zerspanung ist Werkzeugverschleiß ein allgegenwärtiges Thema. Beispielsweise sorgt der konservative Austausch noch funktionsfähiger Werkzeuge aus Gründen der Qualitätssicherung für eine nicht effiziente Nutzung der Ressourcen. Die kontinuierliche Überwachung des Werkzeugverschleißes ist deshalb das Ziel vieler Forschungsarbeiten. Fortschritte in der Kameratechnik und der digitalen Bildverarbeitung ermöglichen eine Automatisierung dieses Prozesses durch den Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz in Form von Computer Vision. Im Vortrag wird ein System zur direkten Werkzeugverschleißüberwachung und -klassifizierung innerhalb des Maschinenbauraums vorgestellt, welches aufgrund der Nutzung von Techniken des Computer Vision die Verwendung kostengünstiger Kameratechnik ermöglicht und somit eine ideale Möglichkeit zur effizienten Nachrüstung bestehender Maschinen darstellt.

Martin Winterstein - ANCA Europe        

Flexible Automatisierung für die integrierte Werkzeugfertigung aus einem modularen Baukasten

Automatisierung, Industrie 4.0 und Technologien, die alle Aspekte der Produktion digital verbinden können, bieten Werkzeugherstellern die Möglichkeit zur Steigerung der Produktivität, höherer Genauigkeit und stabileren Prozessen. Die Anbindung der Fertigung an die Unternehmenssysteme ermöglicht transparente Maschinenverfügbarkeit und -auslastung und eine zentrale Datenhaltung. Die zentrale Arbeitsvorbereitung, automatische Beschickung und Beladung der Schleif- und Messmaschinen sowie anderer vor- oder nachgelagerter Prozesse kann Schichtarbeit überflüssig machen, Ausschuss reduzieren, Nacht- und Wochenendschichten einsparen, Fachkräftemangel entgegenwirken und den Arbeitsplatz attraktiver machen. Fertiger können dem hohen Wettbewerbsdruck mit gesteigerter Qualität und Flexibilität sowie niedrigere Kosten begegnen. AIMS (ANCA Integrated Manufacturing System) ist ein Baukasten für die Fertigungsautomation, mit einer Serverlösung für die Prozesssteuerung und Anbindung an die Unternehmenssysteme, Monitoring-Software, automatischer Beschickung mittels spezieller Werkzeugpaletten und Flurförderfahrzeugen sowie Beladeschnittstellen für Rohlings- und Werkzeugschleifmaschinen, Messmaschinen, Lasermarkiermaschinen.