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13.09.2016|IMTS -  2. Generation ULTRASONIC 20 linear

Komplettbearbeitung mit verbesserter ULTRASONIC

In neuem Look und mit durchgehend mehr Leistung für alle Funktionen beeindruckt die neue 2. Generation der ULTRASONIC 20 linear bei der Umsetzung anspruchsvoller Ultraschallanwendungen.

ULTRASONIC 20 linear
Zu den entscheidenden technischen Neuerungen der 2. Generation der ULTRASONIC 20 linear gehört ein vollständig digital gesteuerter Ultraschallgenerator mit ULTRASONIC-Aktoren höherer Leistung. 

DMG MORI bietet seit vielen Jahren Hochleistungs-Werkzeugmaschinen an, welche durch die in Zusammenarbeit mit SAUER entwickelte ULTRASONIC-Technologie eine extrem genaue 5-Achs-Bearbeitung komplexer Werkstücke aus Advanced Materials durchführen können. Mit der neuen ULTRASONIC 20 linear der 2. Generation erobert diese Baureihe jetzt eine völlig neue Klasse. Der technische Vorsprung der Maschine wurde durch vielfältige Neuerungen bei allen Leistungsmerkmalen noch weiter ausgebaut. Die Verbesserungen reichen von einem optimierten Ultraschallsystem über die höhere Leistung bis hin zur Anzahl der verfügbaren Optionen. Spindeldrehzahlen mit optional bis zu 60.000-1, stärkere Antriebsmotoren, eine noch geringere Stellfläche plus CELOS mit speziell für die ULTRASONIC entwickelten Apps gehören zu den Innovationen, von denen die Anwender aus den Bereichen Optik, Uhren, Medizin und Hochpräzisions-Formenbau zukünftig profitieren werden.

Reduzierte Prozesskräfte für filigrane Strukturen, Oberflächenqualitäten bis zu Ra < 0,1 µ und längere Werkzeugstandzeiten

ULTRASONIC 20 linear
Zu den entscheidenden technischen Neuerungen der 2. Generation der ULTRASONIC 20 linear gehört ein vollständig digital gesteuerter Ultraschallgenerator mit ULTRASONIC-Aktoren höherer Leistung. 

Zu den entscheidenden technischen Neuerungen der 2. Generation der ULTRASONIC 20 linear gehört ein vollständig digital gesteuerter Ultraschallgenerator mit ULTRASONIC-Aktoren höherer Leistung. Die Werkzeughalter mit angepasster Aktor-Technologie können einfach und vollautomatisch in die Frässpindel gewechselt werden. Jeder dieser Halter ist mit Piezoelementen ausgestattet, die über ein programmgesteuertes Induktionssystem mit Hochfrequenz zwischen 20 und 50 kHz aktiviert werden. Der ursprünglichen Werkzeugdrehung werden so zusätzliche Werkzeugbewegungen mit definierter Amplitude in Längsrichtung überlagert. Die resultierende Auslenkung der Schneidkanten bzw. der Schleifflächen wird über das NC-Programm gesteuert und kann in einem Bereich von bis zu 10 µm oder sogar darüber liegen. Beim Schleifen, Bohren und Fräsen haben diese überlagerten Schwingungen einen direkten, positiven Einfluss auf die Prozesskräfte, die Abtragleistung und die Werkzeugstandzeit und führen damit zu reduzierten Kosten und höherer Präzision.

Im Detail erzielt die ULTRASONIC-Technik bei der Bearbeitung von Advanced Materials wie Glas, Keramik, Korund und Verbundstoffen sowie Hartmetallen eine höhere Zerspanungsgeschwindigkeit, eine präzisere Kantenbearbeitung und um bis zu 40 Prozent reduzierte Prozesskräfte. Verformungen werden minimiert, wobei gleichzeitig die Präzision der Werkstücke und die Zuverlässigkeit des Prozesses gesteigert wird. Darüber hinaus führt die oszillierende Unterbrechung des Werkzeugkontaktes zu einer verbesserten Schmierung und Kühlung der Schneidkanten und zur optimalen Entfernung abgetragener Partikel aus dem Arbeitsbereich. Resultat ist eine längere Standzeit der Werkzeuge und eine ausgezeichnete Oberflächengüte von bis zu < 0,1 µ bei hart-spröden Hochleistungsmaterialien. Die 2. Generation der ULTRASONIC 20 linear kombiniert damit in idealer Weise das Hochgeschwindigkeitsschneiden mit dem hocheffizienten ULTRASONIC-Schleifen von Advanced Materials auf einer einzigen Maschine. Sie ermöglicht die Bearbeitung einer nie dagewesenen Bandbreite von unterschiedlichen Materialien.

Intelligente ULTRASONIC-Technologie mit prozessoptimierten Amplituden

ULTRASONIC 20 linear
Die Option MT für das Innen-/Außenrundschleifen mit der ULTRASONIC 20 linear erlaubt eine Komplettbearbeitung von rotationssymmetrischen Werkstücken mit Schleifen und Bohren sowie Innen- und Außenbearbeitung in einer einzigen Aufspannung.

Bei der 2. Generation der ULTRASONIC 20 linear wird als neuer Ultraschallgenerator der Typ smartSONIC eingesetzt. Dieser erkennt automatisch die Ultraschallfrequenz, die für den Aktor und das verwendete Werkzeug am besten geeignet ist. Eine weitere weltweit zum ersten Mal genutzte Funktion ist die Überwachung von Frequenz und Amplitude bei laufendem Bearbeitungsprozess. Dazu verfolgt der smartSONIC automatisch den Frequenzverlauf und kompensiert alle äußeren Einflüsse wie etwa die Dämpfung der Ultraschallschwingungen durch die primären Prozesskräfte. So lässt sich eine durchgehende Nachregelung auf die Sollamplitude bzw. auf den im NC-Programm festgelegten Wert erreichen. Der Anwender kann dadurch seinen Prozess voll ausreizen und die Werkzeugausnutzung steigern, die Zykluszeiten reduzieren und insbesondere durch die Verminderung der Prozesskräfte noch filigranere, präzisere und hochwertigere Bearbeitungsergebnisse erzielen.

Hochdynamisches, langzeitstabiles 5-Achsen-Maschinenkonzept - kompakt auf nur 3,5 m² Stellfläche

ULTRASONIC 20 linear
Komplettbearbeitung eines Orthopädie-Implantats aus HIP-Zirconium

Bei der 2. Generation der ULTRASONIC 20 linear baut DMG MORI auf eine langzeitstabile Gantry-Maschinenkonstruktion, um alle Anforderungen der Ultraschallbearbeitung sicher erfüllen zu können. Trotzdem konnte der Werkzeugmaschinenhersteller die Grundfläche der Maschine auf nur noch 3,5 m² reduzieren. Ein Doppelantrieb für die Y-Achse und das Konzept der integrierten Kühlung, das die Temperaturüberwachung der Antriebe, Spindeln und der Steuerung sowie aller Medien nutzt, garantieren höchste Präzision und Werkstückgüte. Die Linearmesssysteme von Magnescale sind ein gutes Beispiel für die Hightech-Komponenten, die DMG MORI hier eingesetzt hat.

Bremsscheibe
Bremsscheibe

Bei der Neuentwicklung hat DMG MORI auch die Leistung der Antriebe erheblich ausgebaut: um 47 Prozent bei der A-Achse, um 27 Prozent bei der C-Achse und um 34 Prozent bei der Z-Achse. Die Linearantriebe erreichen Maximalbeschleunigungen von mehr als 1,2 g und bieten Eilgänge von bis zu 50 Metern pro Minute. Durch den von -15° bis 130° reichenden großen Schwenkbereich der A-Achse des Arbeitstisches und die voll integrierte 360°-Endlos-Rotationsachse - beide mit Torque-Technologie - ist die 2. Generation der ULTRASONIC 20 linear optimal für eine 5-Achsen-Simultanbearbeitung geeignet. Die optional für die C-Achse mögliche Drehzahl von 1.500-1 erlaubt auch ein Rundfräsen/Rundschleifen sowie den Dreh-/Fräsbetrieb.

Einzigartige Integration von Technologien

Zahntechnische Implantate
Zahntechnische Implantate ​​​​​​​

Insbesondere erweitert die 2. Generation der ULTRASONIC durch ihre Besonderheiten den Einsatz der Ultraschallunterstützung bei spezifischen Materialien, wobei insbesondere das Fräsen und Bohren von Nickel- oder Titan-“Superlegierungen“ oder Materialien wie Magnesium, Wolfram sowie Verbundstoffe zu nennen sind. Bei Fräsanwendungen in Titan konnten die Prozesskräfte um bis zu 30 Prozent reduziert werden. Bei Stahl sind doppelte Vorschubgeschwindigkeiten möglich, bei anderen Materialien, etwa Magnesium, können die Vorschubgeschwindigkeiten teilweise bis auf das Fünffache erhöht werden. Hinzu kommt, dass eine bessere Oberflächengüte erreicht wird. Das ULTRASONIC-Verfahren wirkt sich deutlich auf das Spanbruchverhalten und auf die Abführung der Späne vom Werkzeug aus. Neben den kürzeren Spänen ergibt sich dadurch auch ein drastisch reduzierter Werkzeugverschleiß. Dadurch wird die Technologie für nahezu alle zukunftsorientierten Zielmärkte mit Hightech-Produkten interessant. Die Möglichkeit des Einsatzes der ULTRASONIC-Technologie hat durch ihre spezifischen Vorzüge auch die Flexibilität auf eine neue Stufe gehoben. Es ist jetzt möglich, Werkstücke aus den unterschiedlichsten Materialien, von weich bis zu hart-spröde, in fünf Achsen für den Formenbau, die Medizintechnik, die Automobilbranche und die Luft- und Raumfahrt zu bearbeiten.

2. Generation der ULTRASONIC 20 linear in neuem Design und mit CELOS

Optikkomponenten
Optikkomponenten

Hochwertige, langlebige Abdeckungen als äußeres Erkennungsmerkmal mit funktionalem Mehrwert durch die optimale Zugänglichkeit sind die wichtigsten Eigenschaften des neuen, vereinheitlichten Designs von DMG MORI. Auch die 2. Generation der ULTRASONIC 20 linear hat diesen neuen Look, dessen Einfluss auf die Wertbeständigkeit nicht zu unterschätzen ist. Die Maschinen bieten darüber hinaus auch CELOS. Diese Bedienerschnittstelle mit ihrem einzigartigen Multi-Touchscreen ist so einfach zu nutzen wie ein Smartphone. Diese Anwenderfreundlichkeit wird durch speziell für die Ultraschallbearbeitung entwickelte CELOS-Apps noch weiter gesteigert. Sie visualisieren die ULTRASONIC-Technologiezyklen und die wichtigsten Prozessparameter wie Frequenz, Amplitude und Ausgangsleistung. Die Apps überwachen gleichzeitig die Prozesskräfte der Aktoren und unterstützen auch das Einrichten der Werkzeuge.

Highlights

​​​​​​​Die neuste Generation von Steuerungen:

  • CELOS mit Sinumerik 840D Solutionline
  • Digitale ULTRASONIC-Steuerung
  • ULTRASONIC Parameter Detection (UPD) zur automatischen Erfassung der ULTRASONIC-Betriebsfrequenz
  • ULTRASONIC Auto Tuning (UAT) zur automatischen, auf den laufenden Prozess abgestimmten Regelung von Ultraschallfrequenz und -amplitude
  • ULTRASONIC CELOS-Apps für den optimalen Support des Anwenders
    - Anzeige von Frequenz, Amplitude und Ausgangsleistung
    - Anzeige der Restkapazität für die Prozessoptimierung
    - Warnung bei Störungen des ULTRASONIC-Aktors oder des Werkzeugs

Integration eines NC-Schwenkrundtisches der neusten Generation

  • Leistungsstärkere Antriebsmotoren der A-, C- und Z-Achse für größere Dynamik und maximales Haltemoment
  • Höhere 5-Achsen-Werkstücktragkraft: 15 kg
  • Torqueantriebe mit optimaler Synchronisierung für perfekte Oberflächen

Einzigartige Technologie-Integration:

  • ULTRASONIC-Schleifen von Advanced Materials plus HSC-Fräsen mit nur einer Maschine, maximale Drehzahl von 40.000-1 schon bei der Standardausführung
  • Bewährter, schneller Werkzeugwechsel durch Wechselrad
  • HSC-Fräsen mit bis zu 60.000-1 / HSK-32E (Option)
  • Flexibler Werkzeugwechsel durch standardisierte Aufnahmen HSK-32/40E
  • Kraftvolle Hochleistungsspindel mit zusätzlicher Wellenkühlung / HSK-40E für ULTRASONIC & HSC (Option)

FD-Option für Innen- und Außenrundschleifen sowie den Dreh-/Fräsbetrieb

  • Rundtisch (C-Achse) mit bis zu 1.500-1 / (Option)
  • Rotationssymmetrische Komplettbearbeitung einschließlich Innen- und Außenrundbearbeitung in einer einzigen Aufspannung
  • Innen- und Außenrundschleifen von Advanced Materials bei präzisen Geometrien und perfekter Oberflächenqualität

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