01Maschinen Ultrakurzpuls-Technologie meistert schwierigste Aufgaben beim Werkzeugschleifen Werkzeugbearbeitung via Laser Der US-Schneidwerkzeughersteller Shape-Master Tool Company musste seine Schleiffähigkeiten über die seiner konventionellen Maschinen hinaus erweitern, welche bei der Bearbeitung herkömmlicher Schneidstoffe und komplexer Geometrien hervorragende Arbeit leisteten. Mit der Weiterentwicklung von Schneidstoffen und den damit verbundenen größeren Herausforderungen bei der Bearbeitung musste das Werk entweder aufrüsten oder das Risiko eingehen, Aufträge an die Konkurrenz zu verlieren. ■■■■■■ Als das Unternehmen vor 40 Jahren in Kirkland im US-Bundesstaat Illinois mit dem Schleifen von Schneidwerkzeugen begann, arbeitete es hauptsächlich an natürlichen Diamantmaterialien. Moderne Schneidstoffe hingegen umfassen Hartmetall, künstlichen monokristallinen Diamant (MKD), polykristallinen Diamant (PKD), chemischen Dampfphasenabscheidungsdiamant (CVD), kubisches Bornitrid (CBN) und Keramik. Entsprechend hat sich das Sortiment an Werkzeugtypen von Shape-Master erweitert: von steckbaren PKD- und PCBN-Werkzeugen bis zu allen Arten von Form- und Rotationswerkzeugen. Um die besonderen Herausforderungen der modernen Schneidstoffe zu meistern, erwarb Shape-Master zwei Laser-Werkzeugbearbeitungsmaschinen – die ersten ihrer Art in Nordamerika. Die Laser-Technologie erweitert nicht nur die Schneidwerkzeugfertigung von Shape-Master und erfüllt selbst schwierigste Anforderungen, sie trägt auch maßgeblich dazu bei, dass das Unternehmen im Wettbewerb mit größeren Spezialwerkzeuglieferanten bestehen kann. Mit der durch Lasertechnik ermöglichten Fertigungsflexibilität führt man jetzt kostengünstig Aufträge mit Losgrößen aus, die von 50 Stück bis zu Tausenden in einem jährlich wiederkehrenden Turnus reichen – stets unter Beibehaltung der Qualität und Lieferzeiten. Nach nur wenigen Monaten Schulung und praxisorientierten Lernens begann Shape-Master seine Laser-Maschinen auch für die Erweiterung seiner Produktpalette zu nutzen und neue Arten von Aufträgen, darunter rotierende Werkzeuge, anzuneh- In-Prozess-Messung der Werkzeugschneiden. Bild: Ewag 30 März 2017
Um die besonderen Herausforderungen der modernen Schneidstoffe zu meistern, erwarb Shape-Master zwei Laser-Werkzeugbearbeitungsmaschinen – die ersten ihrer Art in Nordamerika. Bild: Ewag men. Ein Teil der Aufträge, die durch die Systeme laufen, sind nun rotierende Werkzeuge und das Werk plant, sein Produktangebot auch darüber hinaus zu erweitern. Des Weiteren konnte das Unternehmen nun gewisse Teile wieder selbst herstellen, die es zuvor außer Haus geben musste. Diese Fähigkeit ist besonders wichtig, weil sie der Philosophie und dem Ziel von Shape- Master entspricht, möglichst viele Arbeiten im Hause durchzuführen. Ultrakurzpuls-Lasertechnologie zur Herstellung von hochwertigen Schneidwerkzeugen Bei den Laser-Maschinen von Shape-Master handelt es sich um Ewag Laser Line Ultras von United Grinding. Die Maschinen verwenden modernste, ultrakurze Impuls-Laser-Technologie zur Herstellung von hochwertigen Schneidwerkzeugen mit komplexen Geometrien mittels einer einzigen Aufspannung. Mit ihrer patentierten Ewag Laser Touch Machining Technologie bearbeiten die Ma- Die Maschinen verwenden modernste, ultrakurze Impulslaser-Technologie zur Herstellung von hochwertigen Schneidwerkzeugen mit komplexen Geometrien mittels einer einzigen Aufspannung. Bild: Ewag schinen alle modernen, kommerziell erhältlichen Schneidstoffe, einschließlich Hartmetall, CBN, PKD, CVD und MKD. Dabei erzeugen sie keine Wärmeeinflusszonen. Die daraus resultierenden Werkzeuge weisen eine außergewöhnlich hohe Oberflächengüte auf und halten länger. Laser Touch Machining ist ein Bearbeitungsprozess mit einem tangentialen Laserstrahl, der Werkzeugschneiden und -Geometrien durch Formen der Werkzeugflächen mittels der Außenfläche des Laserstrahls in ultrakurzen 10-Pikosekunden-Impulsen erzeugt. Diese ultrakurzen Laserimpulse verdampfen das Material direkt ohne wesentliche Wärmeentwicklung. Die Werkzeug- Geometrien werden durch ein sich wiederholendes Schraffur-Muster der Laser-Ab - tasteinheit in Verbindung mit der gleichzeitigen Bewegung der acht CNC-Achsen der Maschine erzeugt. Mit knapp 30 Mitarbeitern stößt Shape- Master mit seinen Laser-Bearbeitungsmaschinen und CNC-Schleifmaschinen pro Monat Tausende von Werkzeugen aus. Die meisten Werkzeuge, die das Unternehmen fertigt, bestehen aus CBN, obwohl auch ein erheblicher Prozentsatz an Diamantwerkzeugen von diesem Werk kommt. Das Werk setzt außerdem auf Automatisierung, um die Produktion über den Standard-Produktionsplan von 1,5 Schichten pro Tag hinaus aufrecht zu erhalten. Beide Laser Line Ultra Maschinen von Shape-Master sind automatisiert. Eine der Maschinen verfügt über einen integrierten 6-Achsen-Ewag-Roboter, ein Zwei-in-Eins HSK-63 Werkzeuggestell und Paletten – all das ermöglicht die lückenlose, vollautomatische und unbemannte Herstellung einer Vielfalt von rotierenden Werkzeugen. Diese Maschine automatisiert auch die Großserienfertigung von Steck-Diamantwerkzeugen im Werk. Die andere Laser Line Ultra Maschine verfügt über eine Stapler-Einheit, die ihre Kapazität je nach der Höhe ihrer Paletten verdoppelt. Bei der Bearbeitung kürzerer Werkzeuge mit niedrigerem Profil passen mindestens acht Paletten in den Stapler, von März 2017 31
