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Produktion Bild 3: Genauigkeit im Mikrometerbereich: Um die teilweise geforderten Genauigkeiten der Kunststoffteile von ±1/100 mm zu erreichen, müssen die Werkzeuge auf ±1 µm exakt gefertigt werden ment alle wichtigen Maschinenbereiche auf einer konstanten Temperatur hält, und zwar im Bereich von gerade mal ±0,1 °C. Ohne diese Temperierung könnte es durch externe Wärme einträge, die bei der Bearbeitung oder durch Schwankungen der Außentemperatur entstehen, zu unkontrollierten Ausdehnungen der Werkstücke oder der Maschinenelemente kommen und in der Folge zu Ungenauigkeiten am Werkstück. Fünf Kühlkreisläufe sichern konstante Präzision Solche Fehler kann sich Michael Bürtlmair nicht leisten. Konstante Präzision ist für ihn umso wichtiger, je mehr Zeit die Bearbeitung eines Werkzeugs in Anspruch nimmt. Denn so manche Fräsbearbeitung dauert bei PKT ein bis zwei Tage. Würde dann ein Werkstück entstehen, das nicht exakt passt, ist langwierige Nacharbeit nötig oder es ist im schlechtesten Fall sogar komplett unbrauchbar. Als Bürtlmair noch keine KERN- Maschine hatte, musste er während langer Fräsbearbeitungen immer wieder den Nullpunkt kontrollieren und nachjustieren. „Bei der Pyramid Nano ist das nicht nötig, denn hier kann ich mir sicher sein, dass das Werkstück genauso von der Maschine kommt, wie ich es programmiert habe“, betont Bürtlmair. Erreicht haben die Entwickler von KERN diese Leistungsfähigkeit durch nicht weniger als fünf Kühlkreisläufe, erläutert KERN- Vertriebstechniker Stephan Zeller, der früher selbst in der Maschinenentwicklung und der Fertigung bei KERN tätig war. Temperiert werden alle wärmeeinbringenden Komponenten wie beispielsweise Frässpindel, Hydraulik und das Kühlschmiermittel. Geringere Werkzeugkosten Bild 4: Mit dem Mikrowerkzeuginspektor „µ-view“ von KERN kann Michael Bürtlmair leicht feststellen ob und wofür Werkzeuge noch einsetzbar sind und damit die Werkzeugkosten senken Die KERN Pyramid Nano hat PKT Bürtlmair auch geholfen, die Werkzeugkosten auf einen Bruchteil zu reduzieren. Denn die exzellente Dämpfung der hydrostatischen Führungen minimiert den Verschleiß der Fräswerkzeuge drastisch. „Auf der Pyramid Nano haben sich die Werkzeugstandzeiten vervielfacht“, bestätigt der PKT-Geschäftsführer. Um die Werkzeugkosten noch weiter zu optimieren nutzt er noch eine von KERN entwickelte Technologie: den Mikrowerkzeuginspektor „KERN µ-view“. Er erlaubt es, jedes Werkzeug mit 40- bis 450-facher Vergrößerung auf einem Bildschirm zu inspizieren und sofort zu erkennen, ob und wofür es noch einsetzbar ist. Dass Werkzeuge sicherheitshalber weggeworfen werden, weil man nicht weiß, ob sie noch intakt sind, gehört damit der Vergangenheit an. Erkennbar angegriffene Werkzeuge lassen sich mitunter noch zum Schruppen verwenden, bis sie endgültig unbrauchbar sind. Darüber hinaus kann der „KERN µ-view“ auch bei der Eingangskontrolle der Werkzeuge gute Dienste leisten. Denn selbst neu gelieferte Fräser sind laut Michael Bürtlmair leider nicht immer einwandfrei. KERN Microtechnik GmbH info@kk-pr.de www.kern-microtechnik. com Bild 5: Viele Teile mit hochwertigen Oberflächen, die quasi versandfertig aus dem Werkzeug fallen, fertigt PKT Bürtlmair für die Brillenindustrie 30 meditronic-journal 3/2017
Metall-Laserschmelzen erobert Operationssaal 3D-gedruckter Knochenbohrer verbessert Operationsverfahren Produktion Durchgängiges Kühlungskonzept im Inneren des Bohrers Das Metall-Laserschmelzen kommt in vielen Branchen zum Einsatz. Die Vorteile des Verfahrens gegenüber der spanenden Fertigung lassen nicht nur im Energiesektor oder der Luftfahrt Höchstleistungen zu. Auch im Bereich der Medizintechnik können damit weitreichende Erfolge erzielt werden. So lassen sich durch den Einsatz eines additiv hergestellten Knochenbohrers Gewebeschäden verhindern, die beim Operieren mit einem konventionell gefertigten Bohrer entstehen können. Gewebeschäden durch Hitze Für das Forschungs- und Entwicklungsvorhaben „Entwicklung eines Werkzeuges für die spanende Knochenbearbeitung zur Vermeidung thermisch induzierter Osteonekrose“ (WesKo) hat sich das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover an Toolcraft gewandt. Bei der spanenden Bearbeitung von Knochen kann es aufgrund der entstehenden Hitze zu Gewebeschäden kommen. Diese treten ab einer Temperatur von ca. 48 °C auf. Durch Kühlung des Werkzeuges besteht die Gefahr, dass Fluid in die Wunde gelangt. Daher ist der Einsatz von konventionellen Werkzeugen mit Kühlung nicht möglich. So erfolgen Operationen bislang iterativ, d. h. das Bohren wird immer wieder unterbrochen, um die Temperatur möglichst niedrig zu halten. Durchgängige Kühlung möglich Durch das Metall-Laserschmelzen ist die Herstellung von Bohrern mit integrierten Kühlkanälen möglich. So kann der Kühlstoff innerhalb des Werkzeuges fließen – entlang der Helix und wieder zurück zur Werkzeugaufnahme – ohne in die Wunde zu gelangen. Zusätzlich zum Aufbau des Bohrers entwickelte Toolcraft einen nicht rotierenden Vorspindelaufsatz mit Zu- und Abflussfunktion für das Kühlmittel. Ein angeschlossenes Kühlmittelreservoir mit Pumpe stellt die kontinuierliche Versorgung sicher. Als Vorlage für den innengekühlten Prototypen diente ein herkömmlicher Knochenbohrer mit einem Durchmesser von 6 mm. Die Geometrie musste erhalten bleiben, um den Umstieg der Anwender zu erleichtern. Zudem ist die medizinische Verträglichkeit des Materials unabdingbar. Ein Vor- und Rücklauf sorgt für einen ständigen Kühl- Messung mit eingeschalteter und ausgeschalteter Innenkühlung bei f = 0,07 mm Messung mit eingeschalteter und ausgeschalteter Innenkühlung bei f = 0,35 mm meditronic-journal 3/2017 31
