Die Wolf Maschinenbau AG aus dem schwäbischen Brackenheim hat ein Konzept für ihre modular aufgebaute Teller-Schalttisch-Maschine TSM 280 entwickelt, das für die Fertigung von sehr kleinen Teilen ausgelegt ist. Mit hoher Präzision werden damit Zahnimplantate aus Titan gefertigt.
Ein international tätiges Unternehmen auf dem Sektor der Entwicklung und Fertigung von Dental-Implantaten trat Anfang des Jahres mit einer Anfrage nach einer Fertigungsmaschine für Zahnimplantate an die Wolf Maschinenbau AG heran. Die Aufgabenstellung bestand in der Konstruktion einer Maschine, mit der Schrauben aus Titan mit hoher Präzision und Wirtschaftlichkeit hergestellt werden können. Das Ausgangsmaterial sollte komplett überdreht werden und die Wiederholgenauigkeit ±5 µm im Durchmesser nicht überschreiten.
„Ein Schwerpunkt lag in der hochpräzisen Bearbeitung des Werkstoffes Titan. Es hat die Eigenschaft, mit reinem Stickstoff zu reagieren, was besonders bei der spanenden Bearbeitung aufgrund der daraus entstehenden Hitzeentwicklung zu beachten ist“, berichtet Martin Wolf, Vorstand des Maschinenbauunternehmens. Ein weiterer sehr wichtiger Faktor für die anspruchsvolle Bearbeitung von Titan liege in der harten und zähen Konsistenz des Materials selbst. „Beim Bearbeiten entstehen lange Späne, die sich im Maschineninnenraum verteilen. Diese Späne können sich um oder auf die vorhandenen Werkzeuge legen und dadurch Oberflächenbeschädigungen an den zu produzierenden Teilen hervorrufen“, erklärt Wolf.
Den Entwicklungsingenieuren des Unternehmens ist es durch die Auswahl und Anordnung der geeigneten Werkzeuge gelungen, eine Lösung für das oben genannte Problem in der Teller-Schalttisch-Maschine TSM 280 zu realisieren. „Die größte Herausforderung bei der Konstruktion einer Maschine für die Herstellung der Implantat-Teile war jedoch die wirtschaftliche Optimierung des Prozesses“, so Martin Wolf. „Wir haben eigens hierfür eine CNC-Kontur-Dreheinheit entwickelt.“ Diese Einheit erschließe bei der Produktion kleiner Drehteile bisher ungeahnte Einsatzmöglichkeiten und könne in der Teller-Schalttisch-Maschine TSM 280 eingesetzt werden.
Die neuentwickelte CNC-Kontur-Dreheinheit ist eine hydraulische 2-achsige CNC-Kontur-Dreheinheit und besonders für die Fertigung komplizierter und aufwändig herzustellender Drehteile geeignet. Sie soll bisher aufwendige, aufeinander folgende Produktionsabläufe wie Plan-, Längs- und Runddrehen in einem Arbeitsschritt vereinen und die Herstell- und Werkzeugkosten in erheblichem Umfang reduzieren.
„Durch das Einsparen und Integrieren einzelner Produktionsabläufe in die hydraulische 2-achsige CNC-Kontur-Dreheinheit können teuere und komplizierte Formwerkzeuge entfallen“, erklärt Wolf. Der Einsatz einfacher, kostengünstiger und standardi-sierter Werkzeuge ermöglicht schnelle Werkzeugwechsel, wobei aufwändige Einstellarbeiten auf ein Minimum reduziert werden. Die Funktionen der Formwerkzeuge übernimmt ein einzelnes Werkzeug, das ohne Unterbrechungen des Produktionsablaufs gleichmäßig und kontinuierlich im Einsatz verbleibt, bis die jeweiligen Konturen am Drehteil bearbeitet sind. Diese Bedingungen ermöglichen hohe Taktzeiten, die Reduzierung von fehlerhaften Drehteilen sowie, den Verschleiß der Werkzeuge zu minimieren und somit langfristig eine kostengünstige Produktion unter optimaler Nutzung von Maschine, Werkzeug und Material zu erreichen. Toleranzabweichungen beziehungsweise Ungenauigkeiten, hervorgerufen durch mögliche Positionswechsel der Drehteile oder erneut zum Einsatz gebrachter weiterer Werkzeuge, können ausgeschlossen werden.
Die Teller-Schalttisch-Maschinen TSM 280 sind von ihrem strukturellen und modularen Aufbau Maschinen mit hoher Präzision. Es werden reproduzierbar Positionier- und Wiederholgenauigkeiten von 0,01 mm in axialer Richtung und von 0,005 mm in radialer Richtung erreicht. Diese Präzision erlaubt es, mit einer TSM 280 zuverlässig und prozesssicher den Produktionsablauf zu planen und durchzuführen, wodurch die Rate möglicher Fehlteile auf ein Minimum reduziert wird. Geeignete Messsysteme ermöglichen eine 100%ige Teileprüfung während des Produktionsablaufs im Bearbeitungsraum.
Die hydraulische 2-achsige CNC-Kontur-Dreheinheit wird mittels einer, dem ISO-Standard entsprechenden, neu entwickelten CNC-Steuerung bedient. Die Bedienung der Steuerung konnte durch logisch aufgebaute Programme erreicht werden, so dass sich die Bediener der Maschine einfach und schnell einarbeiten können und eine sichere Bedienung der Maschine erreicht wird.
Inge Peters Wolf Maschinenbau, Brackenheim
Ihr Stichwort
- Kontur-Dreheinheit
- Titan-Implantate
- Präzise Fertigung
- Formwerkzeuge
- CNC-Steuerung
- Standard-Axialhub 40 mm kann innerhalb eines großen Bereiches angepasst werden
- Übersetzung des Planschieberkopfes individuell nach vorgegebenem Durchmesser und Genauigkeit
- Für die simultane Bearbeitung können mehrere 2-achsige CNC-Kontur-Dreheinheiten eingesetzt werden.
- Maximale Drehzahl bis 10 000 min-1
Technische Daten
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