Komplettbearbeitung mit verbesserter ULTRASONIC

World premiere: ULTRASONIC 20 linear 2^nd generation

Mit der von SAUER entwickelten ULTRASONIC-Technologie bietet DMG MORI seit vielen Jahren leistungsstarke Werkzeugmaschinen für die hochgenaue 5-Achs-Bearbeitung komplexer Werkstücke aus Advanced Materials. In Form der neuen ULTRASONIC 20 linear 2^nd Generation betritt die Baureihe nun eine neue Liga. Umfangreiche Optimierungen auf allen Ebenen von der erweiterten ULTRASONIC-Technologie, der Maschinenkonstruktion über die Performance bis hin zu den verfügbaren Optionen bauen den technischen Vorsprung des Bearbeitungszentrums weiter aus. Spindeldrehzahlen optional bis zu 60.000 min^-1, stärkere Antriebsmotoren, eine noch kompaktere Grundfläche sowie die Ausstattung mit CELOS und eigens entwickelten ULTRASONIC APPs gehören zu den Innovationen, von denen Anwender aus der Optik-, Uhren- und Medizinal-Industrie sowie dem Präzisionsformenbau künftig profitieren werden.

Reduzierte Prozesskräfte für filigrane Strukturen, Oberflächengüten bis zu Ra < 0,1 µm und längere Werkzeugstandzeiten
Die entscheidenden Technologie-Neuerungen der ULTRASONIC 20 linear 2^nd Generation sind ein neuer, vollständig digital gesteuerter ULTRASCHALL-Generator sowie leistungsgesteigerte ULTRASONIC-Aktoren.

Die Werkzeugaufnahmen mit adaptierter Aktortechnik werden einfach und automatisch in die Frässpindel eingewechselt. Jede dieser Aufnahmen beinhaltet sogenannte Piezoelemente, die mittels eines induktiven Systems programmgesteuert mit einer Hochfrequenz zwischen 20 und 50 kHz angeregt werden. Die eigentliche Werkzeugrotation wird so mit einer zusätzlichen Werkzeugbewegung in longitudinaler Richtung überlagert, so dass eine definierte, im NC-Programm programmierbare Amplitude an der Werkzeugschneide oder am Schleifbelag im Bereich von bis zu mehr als 10 µm entsteht. Diese ULTRASONIC-Schwingungsüberlagerung hat beim Schleifen, Bohren und Fräsen direkten und positiven Einfluss auf die Prozesskräfte, die Abtragleistung, die Werkzeugstandzeit und damit auch auf das Bearbeitungsergebnis in Form von Kosteneffizienz und Genauigkeit.

Im Detail bewirkt die ULTRASONIC bei Advanced Materials, z.B. Glas, Keramik, Korund, Composite-Werkstoffen und Hartmetallen, eine höhere Abtragleistung, präzise Kantenbearbeitungen sowie um bis zu 40 Prozent reduzierte Prozesskräfte. Abdrängungen werden minimiert und die Werkstückgenauigkeit als auch Prozesssicherheit gesteigert.

Zudem wird durch die oszillierende Kontaktunterbrechung eine bessere Schmierung und Kühlung der Schneide sowie eine optimale Partikelabfuhr aus der Wirkzone erzielt. Dies erlaubt längere Werkzeugstandzeiten sowie exzellente Oberflächengüten von bis zu Ra < 0,1 µm in hartspröden Hochleistungswerkstoffen wie Glas, Keramik, Korund und sonstige schwer zu zerspanende Materialien, wie Hartmetall oder auch Faserverbundwerkstoffe. Somit kombiniert die ULTRASONIC 20 linear 2^nd Generation auf einzigartige Weise High-Speed-Cutting und hocheffiziente ULTRASONIC-Schleifbearbeitung von Advanced Materials auf einer Maschine. Sie ermöglicht die Bearbeitung eines konkurrenzlos großen Materialspektrums.

Einzigartige Technologieintegration
Insbesondere erweitert die ULTRASONIC 20 linear 2^nd Generation den Einsatz der Ultraschallunter-stützung auf Anwendungen mit definierter Schneide und unter anderem auf die Fräs- und Bohrbearbeitung von Superlegierungen auf Nickel- oder Titan-Basis und Werkstoffen wie Magnesium, Wolfram und auch Composites. Bei Fräsanwendungen in Titanlegierungen reduziert das Verfahren die Prozesskräfte um bis zu 30 Prozent. Vorschübe können in Stahl verdoppelt, bei anderen Materialien, wie zum Beispiel Magnesium, zum Teil verfünffacht werden. Darüber hinaus verbessert sich die Oberflächenqualität. Einen besonderen Effekt hat die ULTRASONIC auf den Spanbruch sowie das Ablaufen der Späne am Werkzeug. Die Späne brechen kürzer und der Werkzeugverschleiß nimmt signifikant ab. Damit ist die Technologie für nahezu alle zukunftsorientierten Zielmärkte mit Hightech-Produkten interessant. Die Möglichkeit, auch bei Werkzeugen mit geometrisch bestimmter Schneide die ULTRASONIC-Technologie einzusetzen, hat die Flexibilität auf ein neues Niveau gehoben. Damit sind nun Bauteile aus unterschiedlichsten Materialien von weich bis hart und spröde für Werkzeug- und Formenbau, Medizintechnik, Automotive oder auch Aerospace in einer Aufspannung komplett 5-achsig bearbeitbar.

Intelligente ULTRASONIC-Technologie für prozessgerechte Amplituden
Als neuer ULTRASONIC-Generator kommt in der ULTRASONIC 20 linear 2^nd Generation der smartSONIC zum Einsatz. Dieser erkennt automatisch die für Aktor und Werkzeug best-geeignete ULTRASONIC-Frequenz. Als weitere Weltneuheit führt er im Bearbeitungsprozess die Frequenz als auch die Amplitudenleistung nach. Dazu verfolgt die smartSONIC den Frequenzverlauf automatisch und kompensiert äußere Einflüsse, wie die Bedämpfung der ULTRASONIC-Schwingung durch die aktuellen Prozesskräfte. Im Ergebnis wird die eingestellte oder im NC-Programm vorgegebene Amplitude konstant ausgeregelt. Der Anwender kann seinen Prozess noch weiter ausreizen, zur Steigerung von Werkzeugausnutzung, Taktzeitminimierung und vor allem Dank der Prozesskraftreduktion hin zu noch filigraneren, präziseren und hochwertigeren Fertigungsergebnissen.

Hochdynamisches, langzeitstabiles 5-Achs-Maschinenkonzept – kompakt auf 3,5 m²
Um den hohen Präzisionsanforderungen der Ultraschallbearbeitung gerecht zu werden, setzt DMG MORI bei der ULTRASONIC 20 linear 2^nd Generation auf die langzeitstabile Gantry-Bauweise. Die Aufstellfläche konnte der Werkzeugmaschinenhersteller dabei auf kompakte 3,5 m² reduzieren. Ein Dual-Antrieb in der Y-Achse und das ganzheitliche Temperierungskonzept inklusive Temperaturüberwachung von Antrieben und Spindel, Schaltschrank und allen Medien, garantieren höchste Präzision und Bauteilgenauigkeit. Als weitere DMG MORI Hightech-Komponenten kommen außerdem Linearmaßstäbe von Magnescale zum Einsatz.

Die Leistung der Antriebe hat DMG MORI in der jüngsten Entwicklung erheblich gesteigert: um 47 Prozent in der A-Achse, 27 Prozent in der C-Achse und 34 Prozent in Z-Achse. Die Linearantriebe erreichen maximale Beschleunigungen von > 1,2 g und 50 m/min im Eilgang. Durch den sehr großen Schwenkbereich in der A-Achse des Arbeitstisches von -15° bis 130° und der voll integrierten 360° endlos drehenden Rundachse – beide mit Torque-Technologie – ist die ULTRASONIC 20 linear der zweiten Generation optimal gerüstet für eine hochflexible 5-Achs-Simultanbearbeitung. Mit bis zu 1.500 min^-1 als Option für die C-Achse sind Fräs-Rundschleif- als auch Fräs-Dreh-Operationen möglich.

Nach der Überarbeitung ist die ULTRASONIC 20 linear 2^nd Generation nun auch für größere Werkzeugdurchmesser bis Ø 50 mm ausgelegt. Das Bauteilgewicht konnte von 10 kg auf 15 kg erhöht werden.

Die Grundmaschine ist standardmäßig mit einer leistungsstarken 19 kW Motorspindel, HSK-32-Werkzeugaufnahme und 42.000 min^-1 ausgestattet. Höhere Drehzahlanforderungen werden durch eine optionale Spindel mit beeindruckenden 60.000 min^-1 abgedeckt. Eine HSK-40-Spindel, wahlweise auch mit Dauerfettschmierung, rundet das Angebot in diesem Segment ab. Der modulare Baukasten von DMG MORI erlaubt auch im Fall der ULTRASONIC 20 linear 2^nd Generation sehr anwendungsspezifische Ausstattungen. So ist die Maschine optional mit 1.500 min^-1 Fräs-Drehtisch erhältlich, was die Komplettbearbeitung auf Schleifen, Fräsen und Drehen von rotationssymmetrischen Bauteilen in einer Aufspannung ausweitet. Neben dem serienmäßig verbauten 24-fach-Werkzeugwechsler mit Pick-Up ist das Kettenmagazin optional für 60 Werkzeuge erhältlich.

ULTRASONIC 20 linear 2^nd Generation im neuen Design und mit CELOS
Hochwertige und langlebige Verkleidungen als äußeres Merkmal und der funktionale Mehrwert durch eine optimale Zugänglichkeit sind die wesentlichen Eigenschaften des neuen gemeinsamen Designs von DMG MORI. In diesem Gewand erscheint auch die ULTRASONIC 20 linear 2^nd Generation, was der Maschine eine hohe Wertstabilität verleiht. Darüber hinaus ist sie mit CELOS ausgestattet. Diese einheitliche Bedienoberfläche mit einem einzigartigen Multi-Touch-Bildschirm ist so einfach zu bedienen wie ein Smartphone. Dies unterstützen auch speziell für die Ultraschallbearbeitung entwickelte CELOS APPs, die ULTRASONIC-Technologiezyklen und wichtige Prozessparameter wie Frequenz, Amplitude oder Leistung visualisieren. Außerdem beobachten sie die Prozesskräfte des Aktors und unterstützen die Einrichtung der Werkzeuge.

Highlights ULTRASONIC 20 linear 2^nd Generation

Neueste Steuerungsgeneration

• Neueste Steuerungsgeneration
• CELOS mit SIEMENS 840D solutionline
• Digitale ULTRASONIC Steuerung
• ULTRASONIC Parameter Detection (UPD) zur automatischen Bestimmung der ULTRASONIC-Arbeitsfrequenz
• ULTRASONIC Auto Tuning (UAT) zur automatischen Regelung von ULTRASONIC Frequenz und Amplitude adaptiv im laufenden Prozess
• ULTRASONIC CELOS APPs zur Anwenderunterstützung
  – Anzeige Frequenz, Amplitude, Ausgangsleistung
  – Aufzeigen von Leistungsreserven zur Prozessoptimierung
  – Meldung von ULTRASONIC-Aktor- und -Werkzeugfehlern

Integrierter NC-Schwenkrundtisch der neuesten Generation

• Verstärkte Antriebsmotoren in A, C und Z für hohe Dynamik sowie maximales Haltemoment
• Erhöhtes 5-Achs-Ladegewicht: 15 kg
• Torqueantriebe mit hoher Gleichlaufgüte für optimale Oberflächen

Einzigartige Technologieintegration

• ULTRASONIC-Schleifbearbeitung von Advanced Materials sowie HSC-Fräsen auf einer Maschine mit max. 40.000 min-1. im Standard
• Bewährte, verkürzte Werkzeugwechsel in Pick-up Technologie
• HSC-Fräsen mit bis zu 60.000 min-1 / HSK-32E (Option)
• Flexibler Wechsel auf Basis einer normierten HSK-32/40E
• ​Leistungsstarke Hochleistungsspindel mit zusätzlicher Schaftkühlung / HSK-40E für ULTRASONIC & HSC (optional)

FD-Option zum Außen- und Innen-Rundschleifen sowie Fräs-Drehen

• Rundtisch (C-Achse) mit bis zu 1.500 min-1 (Option)
• Komplettbearbeitung von Bauteilen mit rotationssymmetrischen Merkmalen inkl. Innen- und Umfangsbearbeitung in einer Aufspannung
• ​Außen- und Innen-Rundschleifen von Advanced Materials für präzise Geometrien und optimale Oberflächengüten