Formen bilden die präzise Grundlage für die industrielle Massenproduktion. Die endgültige Genauigkeit von Merkmalen – wie etwa die Oberflächenstruktur von Spritzgussformen, die Schnittspaltmaße von Stanzwerkzeugen oder die Kühlführung von Druckgussformen – hängt letztlich von der Geometrie der Schneidwerkzeuge ab. Eine einzige Präzisionsform erfordert Dutzende von Werkzeugen, vom Schruppfräsen bis zum Feinbohren. Die Effizienz und Genauigkeit der Werkzeugvoreinstellung bestimmen direkt die Lieferzeiten und die Qualität des Formschlusses.
I. Herausforderungen bei der Werkzeugvoreinstellung für die Präzisionsformenfertigung
Präzisionsformenbauwerkstätten stellen deutlich höhere Anforderungen an die Werkzeugvoreinstellung als allgemeine Bearbeitungsbetriebe. Sie zeichnen sich durch eine große Werkzeugvielfalt, hohe Präzisionsstandards, häufige Werkzeugwechsel und kontinuierliche Mehrschichtproduktion aus. Daraus ergeben sich folgende Kernprobleme:
Uneinheitliche Genauigkeit führt zu Formausschuss.
Die Toleranzen von Formhohlräumen liegen oft innerhalb von ±5 µm. Die manuelle Werkzeugeinstellung mittels Probeschnitt ist anfällig für menschliche und schichtbedingte Fehler, wobei Messfehler mehrere Mikrometer erreichen können. Nachbearbeitungsfehler wie Grat oder Fehlausrichtung treten auf, die eine Nachbearbeitung der Form erforderlich machen oder zum Totalausfall der Form führen können.
Zeitaufwändige Werkzeugeinrichtung und geringe Maschinenauslastung
Für eine mittelgroße Spritzgussform werden über 30 Werkzeuge benötigt. Manuelle Messungen und papierbasierte Aufzeichnungen dauern mehrere zehn Minuten; bei der parallelen Fertigung mehrerer Formen stehen die Bearbeitungszentren still und warten auf die Werkzeugparameter, was die Gesamtkapazität einschränkt.
II. Die Lösung: KELC V3xx
Die KELCH V3xx begegnet den Herausforderungen der Werkzeugeinstellung im Formenbau mit einem robusten Gusseisengehäuse, einer hochpräzisen SK50-Spindel mit Präzisionslagern und einem telezentrischen optischen CCD-Messsystem. Sie erfasst automatisch Werkzeugparameter im Mikrometerbereich und überträgt die Daten mithilfe der Easy V10-Software direkt an die Werkzeugmaschine. Als kostengünstiges Modell aus deutscher Fertigung bietet sie vielfältige Konfigurationsmöglichkeiten für einen einfachen Einstieg.
Hochpräzisionsspindel mit ±2μm Messstabilität
Die Spindel verfügt über eine integrierte Kalibrierkugel und unterstützt verschiedene Werkzeughalter (HSK, BT, SK usw.) mittels Adapterhülsen. Damit deckt sie das gesamte Spektrum der in der Formenherstellung verwendeten Werkzeuge ab – vom Schruppfräsen bis zum Schlichtbohren. Das pneumatische Werkzeugspannsystem bietet wahlweise mechanische oder Vakuumspannung und sorgt automatisch für eine gleichmäßige Kraftverteilung, um durch manuelle Bedienung verursachte Spannungsschwankungen zu vermeiden.
Vollautomatisches 3-Achs-System, kompatibel mit einer breiten Palette von Werkzeugspezifikationen
Die pneumatische Steuerung ermöglicht schnelle Bewegungen und präzise Positionierung; das vollautomatische Modell verfügt über ein visuelles Bedienfeld zur Steuerung der X-, Y- und Z-Achse. Der Messbereich umfasst einen Verfahrweg in der X-Achse von -100 mm bis 400 mm (optional erweiterbar auf 600 mm) und einen Verfahrweg in der Z-Achse von 600 mm und erfüllt damit die Anforderungen an die Werkzeugmessung für kleine Präzisionsformen bis hin zu mittelgroßen und großen Formen.
III. Ergebnisse der Umsetzung
Einheitliche Messnormen gewährleisten eine stabile Bearbeitungsgenauigkeit
Nehmen wir beispielsweise spiegelglatte Spritzgussformhohlräume: Die Oberflächenanforderungen erfordern eine Rauheit (Ra) von ≤ 0,1 µm, was eine präzise Kontrolle des Werkzeugrundlaufs im Mikrometerbereich notwendig macht. Die Wiederholgenauigkeit des V3xx von ±2 µm liefert einen zuverlässigen Maßreferenzwert für die Bearbeitung und gewährleistet so konsistente Messergebnisse über verschiedene Schichten und Bediener hinweg. Dadurch werden Maßabweichungen, die durch menschliches Versagen oder zeitliche Unterschiede an der Quelle verursacht werden, eliminiert.
Schnelle Offline-Voreinstellung steigert die Produktivität der Werkstatt
Mit der V3xx dauert das Messen und Ausgeben von Daten für einen Präzisionsformensatz mit 30 Werkzeugen nur etwas über zehn Minuten . Die Werkzeugvoreinstellung beansprucht keine wertvolle Maschinenzeit mehr; Bearbeitungszentren können vollständig für Zerspanungsvorgänge eingesetzt werden, was die effektive Produktivität der Formenbauwerkstatt direkt steigert.
