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1-2012

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Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

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Produktion Tuning für den Mikrowasserstrahl Kontinuierlich weiterverbessert: Die Microwaterjet F4-Anlage ist jetzt geschlossen mit einer noch feineren Düse verfügbar: In der Version mit Einhausung eignet sie sich besonders für den Einsatz in der Medizintechnik oder im gleichen Raum mit Drahterodiermaschinen. Bilder: Daetwyler Mit neuem Schneidkopf Abrasiv-Wasserstrahl- Schneiden Als vor wenigen Jahren die ersten Microwaterjet-Anlagen auf den Markt kamen, sorgten sie für einen Technologiesprung und boten eine bis dato unvorstellbare Präzision. Die Strahlund damit die Schnittbreite war gegenüber früheren Anlagen von 0,5 auf 0,3 mm reduziert worden. Außerdem erreichten die Maschinen Positioniergenauigkeiten im µ-Bereich. Dank dieser extremen Genauigkeit können über die gesamte Bearbeitungsfläche von 600 x 1000 mm Teile in einer Toleranz und Wiederholgenauigkeit von ±1/100 mm gefertigt werden. Die Basis dafür bildet solider und hochpräziser Maschinenbau. Dazu gehören ein sehr stabiles Maschinenbett und ein beidseitig gelagertes Portal, das über zwei Kugelrollspindeln angetrieben wird. Damit die Positioniergenauigkeit im µ-Bereich eingehalten werden kann, wurden unter anderem Glasmaßstäbe über die volle Länge installiert. Mit der Reduzierung der Schnittbreite ist nun der nächste Entwicklungsschritt gelungen. Zwar können bereits seit einiger Zeit 0,025 mm dünne Strahlen aus purem Wasser zum Schneiden realisiert werden. Es fehlt ihnen jedoch die „Durchschlagskraft“, so dass sie sich nur für sehr weiche Werkstoffe eignen. Deswegen verwenden die Microwater- Die Einführung des Mikrowasserstrahlschneidens vor wenigen Jahren brachte eine Steigerung der Präzision um den Faktor zehn und Positioniergenauigkeiten im Mikrometerbereich. Nun lassen sich noch filigranere Strukturen schneiden. In der jüngsten Version der Microwaterjet-Anlagen konnte Waterjet als Entwickler Der Microwaterjet auf der Südtec 2012 Eine aktuelle Microwaterjet-Anlage wird auch auf der Südtec 2012 zu sehen sein. Auf einem Gemeinschaftsstand demonstrieren der Mikrowasserstrahl-Dienstleister Dick & Dick zusammen mit BibusMetals, Walter Maurer und seiner Firma Waterjet / AWJMM sowie Daetwyler die Möglichkeiten des neuen Microwaterjet. Gezeigt wird eine Vielzahl komplexer, filigraner Teile, die unter anderem in der Medizintechnik Anwendung finden. des Verfahrens und Daetwyler als Hersteller der Maschinen den Durchmesser des Schneidstrahls um ein Drittel auf 0,2 mm reduzieren – entsprechend schmaler sind die Schnitte der Microwaterjet F4-01. Damit eröffnen sich dem Mikrowasserstrahlschneiden weitere Anwendungsfelder. Bereits im Einsatz befindliche Anlagen können mit der neuen Technik nachgerüstet werden. Zudem ist das neue Modell nun auch als geschlossene Version verfügbar. Die Anlage mit Einhausung bietet Vorteile vor allem beim Einsatz in der Medizintechnik oder wenn im gleichen Raum Drahterodiermaschinen arbeiten. Noch filigranere und präzisere Schnitte ermöglicht die neue 0,2-mm-Düse. 40 meditronic-journal 1/2012

Produktion Wasserstrahlschneiden – kalt und universell Kleinere Teile, feinere Schnitte und engere Radien – die neue 0,2-mm-Düse für Microwaterjet-Anlagen erweitert das Anwendungsspektrum. Während das große Fahrrad mit 0,3-mm-Düse geschnitten wurde, kam bei den kleineren Rädern die neue 0,2-mm-Düse zum Einsatz. jet-Anlagen das sogenannte Abrasiv-Wasserstrahl-Verfahren, bei dem der Schneidstrahl aus einer Mischung von Wasser und einem sehr feinkörnigen Abrasiv besteht. Mit dem nun verfügbaren neuen Schneidkopf steht Daetwyler in der Pole-Position beim Abrasiv- Wasserstrahl-Schneiden. meditronic-journal 1/2012 Bohrungen mit 0,3 mm Durchmesser Die neue 0,2-mm-Düse und die damit verbundene Verringerung des Wasserstrahldurchmessers bieten den Anwendern zahlreiche Vorteile. So ermöglicht der kleinere Schnittspalt die Herstellung deutlich filigranerer Teile – besonders, wenn es sich um sehr komplexe Formen handelt. So werden vor allem kleinere Innenradien realisierbar. Selbst kleinste Bohrungen mit Durchmessern bis hinunter zu 0,3 mm lassen sich noch mit einem kreisend einstechenden Wasserstrahl erstellen. Aber auch bei Teilen, die nicht zwingend einen so dünnen Schneidstrahl erfordern, steigt die Qualität. Selbst die Mitarbeiter, die bei Daetwyler für den Bereich Microwaterjet verantwortlich sind, waren vom Ergebnis positiv überrascht, als testweise die gleichen Buchstaben zuerst mit einem 0,3- und dann mit dem 0,2-mm-Strahl ausgeschnitten wurden. Es war beeindruckend zu sehen, um wie viel schärfer diese Schrift nun wirkt. Zudem ergeben sich erhebliche Kosteneinsparungen. Gegenüber der 0,3-mm-Düse sinkt der Wasserverbrauch von 0,4 auf 0,17 l/min, der Verbrauch des Abrasivs reduziert sich von 60 auf 16 g/min.. Um einen Druck des Strahls von 4000 bar zu erzielen, reicht eine Pumpenleistung von 3 kW gegenüber 6 kW beim 0,3 mm dicken Schneidstrahl. Der im Durchmesser reduzierte Strahl ergänzt die Vorteile des Mikrowasserstrahlschneidens für anspruchsvolle Werkstücke. Die großen Stärken des Verfahrens sind: • Die mechanische Belastung der Werkstücke ist sehr gering. Deshalb werden unter anderem keine teuren Aufspannvorrichtungen benötigt. • Das Schneiden erfolgt spannungsfrei, mit geringer Schnittfugenbreite und ohne Gefügeveränderungen im Werkstück. • Mit dem Microwaterjet lassen sich Teile nicht nur präzise schneiden, sondern auch Oberflächengüten bis Ra = 0,8 µm erreichen, so dass die meisten so geschnittenen Teile praktisch gratfrei sind und sich ohne Nachbearbeitung einsetzen lassen. • Sogar strukturierte Oberflächen und Gravuren können mit dem Microwaterjet hergestellt werden. Schneiden ohne Aufhärtungen im Werkstück Weil der Trennvorgang keinerlei Wärme entstehen lässt, eignet sich das Verfahren für nahezu Die wichtigsten Vorteile des Mikrowasserstrahlschneidens: • keine Gefügeveränderungen • keine thermischen und • geringe mechanische Belastungen alle Werkstoffe – selbst für hitzeempfindliche Materialien, für die Laserschneiden von vorneherein ausfällt. Auch Leitfähigkeit, wie sie für das Drahterodieren erforderlich ist, wird in keiner Weise vorausgesetzt. Außerdem eignet sich das Verfahren gerade bei kleinen Serien, bei Einzelstücken oder wenn sehr schnell produziert werden muss, weil kein Werkzeug benötigt wird. Das Schneiden ohne Aufhärtungen im Werkstück ist beispielsweise in der Medizintechnik von großer Bedeutung, wenn es um filigrane Netze für Implantationen geht, die auch nach dem Schneiden ihre Flexibilität behalten müssen. Aber nicht nur die Medizintechnik und beispielsweise der Flugzeugbau können mit ihren sehr speziellen Werkstoffen sowie hohen Anforderungen an Oberfläche und Gefüge vom Präzisions- Wasserstrahlschneiden profitieren. Auch in der Automobil-, Elektround Uhrenindustrie sowie anderen Branchen werden die Anforderungen an Mikro- und Präzisionsteile immer höher – weshalb die Eigenschaften, die der Microwaterjet bietet, hoch im Kurs stehen. Nachrüsten Die Technik für den 0,2-mm- Strahl lässt sich problemlos nachrüsten. So können alle Microwaterjet-Kunden von der Neuentwicklung profitieren. Der Anwender muss lediglich den Schneidkopf austauschen, der als zentrales Element die Düse enthält, und ein feineres Abrasiv verwenden. Schon steht ihm die Möglichkeit zu noch filigraneren Schnitten offen. • spannungsfreies Schneiden • geringe Schnittfugenbreite • minimale Nachbearbeitung • kaum Grat an der Schnittkante • frei wählbare Schnittqualität • keine Werkzeugkosten Auch als Nachrüstlösung verfügbar: Durch den Austausch des Schneidkopfes und den Einsatz eines feineren Abrasivs lassen sich auch vorhandene Microwaterjet- Anlagen auf den neuesten Stand der Präzision bringen. MDC Max Daetwyler AG industries@daetwyler.com www.daetwyler.com WATERjet AG info@waterjet.ch www.waterjet.ch DICK & DICK Laserschneid- und Systemtechnik GmbH micro@dick-dick.de www.micro-cutting.de 41

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