ULTRASONIC: Hochpräzise Ultraschallbearbeitung von DMG MORI
Kurze Bearbeitungszeiten, hohe Produktivität und Genauigkeit in der Herstellung sowie beim Zerspanen von sprödharten Werkstoffen (Advanced Materials) wie Keramik, Glas, Korund, Hartmetall oder auch Faserverbundwerkstoffen (Composites): Das alles bietet das ultraschallunterstützte Schleifen, Fräsen und Bohren mit der ULTRASONIC Baureihe von DMG MORI.
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ULTRASONIC Machining: Vorteile der Ultraschalltechnik
Durch die Überlagerung des rotierenden Werkzeugs mit einer longitudinalen Ultraschallschwingung, ergibt sich bei der Bearbeitung eine Verringerung der Prozesskräfte um bis zu 50 Prozent. So lassen sich je nach Anforderung Vorschübe und Zustellungen erhöhen, die Qualität der Oberfläche verbessern, der Verschleiß des Werkzeugs minimieren und somit die Herstellung hochpräziser Werkstoffe realisieren. Mikrorisse im Material, sogenannte SSD (Sub-Surface Damages) werden auf ein Minimum reduziert und somit nachgelagerte Polierprozesse wesentlich verkürzt.
Durch diese Eigenschaften ist die Ultraschalltechnik insbesondere für die Fertigung in der Optik- und Halbleiterindustrie ein hochproduktives und prozesssicheres Verfahren. Ob 5-Achs-Schleifen von Keramik, Bohren von Glas, Einbringen von Mikrobohrungen in Werkstücke oder eine Kombination aus allem – die ULTRASONIC-Baureihe bietet für jede Anwendung das passende Maschinenkonzept.
- Ideal für die Bearbeitung komplexer Bauteilgeometrien in hart-spröden Advanced Materials wie z.B. Keramik, Glas, Korund, Hartmetall oder auch Composites
- Bis zu 50% reduzierte Prozesskräfte durch ULTRASONIC
- Bis zu 40 % weniger Tiefenbeschädigungen
- Bis zu 3-mal höhere Produktivität
- Oberflächengüten von Ra ≤ 0,1 µm möglich
- Integration über HSK-Schnittstelle, herkömmliche Maschinenfeatures zum Fräsen / Drehen vollständig nutzbar
- Flexibel konfigurierbar
- ULTRASONIC Bohrbearbeitung
- ULTRASONIC-Schleifbearbeitung von Keramik, Glas mit Emulsion oder Öl
- ULTRASONIC 3rd Generation – Optimale Prozesskontrolle durch intelligente Steuerung
- Automatische Frequenzerkennung und -nachführung ULTRASONIC complete (Standard)
- Individuelle Optimierung von Bearbeitungsstrategien durch Amplitudenregelung (ULTRASASONIC Programming cycle) sowie automatische Vorschubanpassung ( ULTRASASONIC feed control) (Option)
- Adaptive Vorsatzspindel bis max. 32.000 min-1
- Einsatz von Hohl- / Spiralbohrern ab ø 0,1 mm
- Automatische Bohrkraftregelung (< 1 N)
- IKZ mit bis zu 40 bar und präziser Volumenstromüberwachung (< 1ml)
- Automatischer Auswerfer für Bohrkerne (bei Hohlbohrern) zur Vermeidung von Werkzeugbruch
Maschinenübersicht
Baureihen mit höchster Qualität in der Ultraschallbearbeitung
Mit den ULTRASONIC-Baureihen hat DMG MORI innovative Lösungen für das Schleifen, Bohren, Fräsen oder Drehfräsen geschaffen, die in Kombination mit der Ultraschallbearbeitung auch anspruchsvollsten Werkstoffen gerecht werden. Die Anwender profitieren beim Einsatz von DMG MORI Maschinen neben einer exzellenten Bauteilqualität vor allem von einem Plus an Prozesssicherheit und höheren Werkzeugstandzeiten.
ULTRASONIC Precision
In der neuen ULTRASONIC Precision-Baureihe kombiniert DMG MORI die ULTRASONIC-Technologie mit den Highlights einer flexiblen und hochpräzisen Bearbeitungsmaschine und ist damit der Maßstab bei der effizienten Bearbeitung von hartspröden Werkstoffen wie Keramik, Glas und Zerodur. Die Maschinen der ULTRASONIC Precision-Baureihe stellen eine komplett überarbeitete und weiterentwickelte Maschinengeneration dar. FEM optimierte Gussbetten, breitere Führungen sowie ein ganzheitlich optimiertes Temperaturmanagement garantieren höchste Maschinen- und Bauteilgenauigkeiten über den gesamten Lebenszyklus der Maschinen.
ULTRASONIC Universal
Die ULTRASONIC Universal Maschinen von DMG MORI sind etablierte Maschinenkonzepte aus dem traditionellen Bearbeitungsbereich der Zerspanung, mit integrierter ULTRASONIC-Technologie. Unterschiedlichste Branchen nutzen die ULTRASONIC Modelle von der 5-Achs-Simultanbearbeitung über das Außen- und Innenrundschleifen mit bis zu 1.200 min-1 Tischdrehzahl bis zur Herstellung kleinster Bohrungen mit microDRILL. Für alle Verfahren gilt: Die Ultraschallbearbeitung macht jedes bearbeitete Bauteil aus hartspröden Materialien zum Meisterstück. Große Verfahrwege von bis zu 6.000 mm und eine hohe Tischbeladung bis zu 25 Tonnen sind realisierbar, ebenso wie zahlreiche auf die Maschinenkonzepte spezialisierte Automationssysteme für hauptzeitparalleles Rüsten für maximale Produktivität in der Fertigung
ULTRASONIC Production
Die Maschinen der ULTRASONIC Production Baureihe überzeugen durch ihre optimale Symbiose aus Präzision und Wirtschaftlichkeit. Sie sind das Maß der Dinge, wenn es nicht um das letzte µm geht, jedoch die prozesssichere und produktive Bearbeitung hart-spröder Werkstoffe im Vordergrund steht. ULTRASONIC Production Maschinen ermöglichen den optimalen und kostengünstigen Einstieg in die Ultraschallbearbeitung.
Wichtige Fragen zur Ultraschalltechnik
Wie funktioniert die Ultraschallbearbeitung?
Ein Ultraschallgenerator erzeugt eine hochfrequente Wechselspannung, die durch die patentierte induktive Energieübertragung berührungslos auf den rotierenden Werkzeughalter – auch Aktor genannt – übertragen wird. Im Aktor wandeln Piezoelemente die Wechselspannung in eine mechanische Ultraschalloszillation um. Die so erzeugte Schwingung wird auf das Werkzeug übertragen.
Um während der Bearbeitung zu jeder Zeit die optimalen Prozessparameter zu gewährleisten, ist der Ultraschallgenerator mit intelligenten Regelungsalgorithmen ausgestattet. Je nach Art der Bearbeitung oszilliert das Werkzeug bis zu 65.000 Mal pro Sekunde mit einer Amplitude von bis zu 15 µm. Dadurch löst das Werkzeug kleinste Partikel von der Oberfläche des Werkstoffs. Parallel entfernt das Diamantwerkzeug das abgetragene Material mittels zusätzlicher Rotation.
Welche Strategien und Verfahren werden eingesetzt?
Die perfekte Bearbeitungsstrategie wird für jedes Material und jede Bearbeitungsaufgabe entwickelt und durch ausgewählte ULTRASONIC-Zyklen leicht bedienbar gemacht. Basierend auf einem Werkzeughalter HSKE32 / HSK-E 40 / HSK-A63 / HSK-A100 kann das patentierte ULTRASONIC-Aktorsystem flexibel in nahezu alle 5-Achs-Fräsmaschinen von DMG MORI integriert werden.
Die Maschinenkonzepte reichen dabei von der Standard 3-Achs-Bearbeitung, über die 4-Achs- bis zur 5-Achs-Simultanbearbeitung. Optionale hochdrehende Direct-Drive C-Achsen oder Fräs-Dreh-Pakete ermöglichen zusätzliche Bearbeitungsvorteile z.B. für das Außenrundschleifen / Innenrundschleifen hart-spröder Advanced Materials.
Was ist der Unterschied zum Ultraschallschwingläppen?
Abgeleitet aus dem Englischen „to lap“ beschreibt auch das Ultraschallschwingläppen ein spanendes Fertigungsverfahren von hoher Genauigkeit. Das Ultraschallschwingläppen wird gemäß DIN 8589 aber dem Läppen zugeordnet. Im Unterschied zu anderen Verfahren kommt es ausschließlich beim Bohren und Trennen zum Einsatz. Das Werkzeug schwingt mit Ultraschallfrequenz in Längsrichtung. Anders als bei der Ultraschallbearbeitung mit ULTRASONIC Maschinen befindet sich das Diamantkorn nicht auf dem Werkzeug, sondern im Läppmittel.