Im September 2019 stellte Ceratizit auf der EMO die erste Standardproduktreihe für sein innovatives High Dynamic Turning (HDT) mit FreeTurn-Verfahren vor. Damit hat der Werkzeughersteller den nächsten Schritt zur Revolutionierung des Drehens getan. Zu Ceratizit kamen führende Hersteller von Werkzeugmaschinen und Steuerungssystemen sowie Anbieter von CAD/CAM-Systemen. Diese neue Entwicklung ist nun verfügbar und wird dem nordamerikanischen Markt auf der IMTS in Chicago im September 2020 vorgestellt.
High Dynamic Turning (HDT) von Ceratizit hat die konventionellen Drechselverfahren in eine neue Richtung gelenkt. Mit dieser neuen Drehtechnologie, kombiniert mit dem dynamischen FreeTurn-Werkzeug des Unternehmens, ist es nun möglich, alle herkömmlichen Drehoperationen wie Schruppen, Schlichten, Kontur-, Plan- und Längsdrehen mit nur einem Werkzeug durchzuführen. HDT mit FreeTurn stellt eine völlig neue Art des Drehens dar.
Seit 100 Jahren werden neue Schneidstoffe, neue Spanbrecher und einige neue Werkzeugsysteme erfunden, um das Drehen zu optimieren. Der eigentliche Basic Turning Prozess ist jedoch im Wesentlichen unverändert geblieben. Auch heute noch wird eine Kontur mit einer Wendeschneiplatte in einem festen Winkel zum Werkstück erzeugt. An diesem Verfahren hat sich auch durch den Einsatz von steuerbaren Achsen in modernen Dreh-Fräszentren nichts geändert, Maschinen, die nur einem Zweck dienen sollen, nämlich der möglichst vollständigen Herstellung eines Bauteils innerhalb eines einzigen Maschinenarbeitsraumes. Ceratizit hat sich die Eigenschaften dieser Dreh-Fräszentren zu Nutze gemacht und das High Dynamic Turning (HDT) System entwickelt. Die einfache Idee hinter HDT: Der Werkzeuganlauf und der Konatktpunkt in der Maschine kann im Gegensatz zum konventionellen Drehen mit einem festen Werkzeug variiert werden.
Anstelle der klassischen, statischen Position der Wendeplatte im Halter wird nun die Frässpindel verwendet, um den entsprechenden Anstellwinkel zum Werkstück zu erzeugen. Der Einsatz des Spindelantriebs in Verbindung mit der schlanken, axialen Werkzeugausführung der FreeTurn-Werkzeuge von Ceratizit schafft einen Freiheitsgrad von 360° ohne Kollisionsgefahr und bietet damit eine bisher nicht gekannte Flexibilität. Durch die Drehung um die eigene Werkzeugachse kann der Schneidenwechsel ohne Unterbrechung des Schneidprozesses erfolgen. Zusätzlich ist der Anstellwinkel jederzeit frei wählbar und kann sogar während des Schneidens verändert werden. Dies ermöglicht nicht nur die flexible Bearbeitung nahezu jeder Werkstückkontur, sondern auch einen optimalen Spanbruch, höhere Vorschübe und eine Erhöhung der Werkzeugstandzeit. Je nach den Möglichkeiten der Maschine kann die Technologie funktional in allen Bereichen der Drehbearbeitung eingesetzt werden. Die Annäherung der Frässpindel in der Y/Z-Achse bei Dreh-Fräszentren ist weit verbreitet. Dadurch können mit HDT weitere Möglichkeiten erreicht werden, die bisher unerreichbar schienen. So ist beispielsweise die Bearbeitung von oben und unten möglich. Je nach Bearbeitungsbereich und Werkstückgröße kann diese Freiheit ein wichtiger Faktor in der Produktion sein.
FreeTurn-Wendeschneidplatten mit mehr als 2 variablen Merkmalen.
In der Zukunft von HDT werden die statischen Drehwerkzeuge der Vergangenheit durch dynamische Werkzeuge ersetzt werden. Eine solche dynamische Werkzeuglösung ist FreeTurn von Ceratizit. Das bestimmende Merkmal der FreeTurn-Werkzeuge ist ihre einfache Struktur. Der Werkzeughalter bildet zusammen mit seinem schlanken Schaft und dem axialen Konzept, das die Richtung der Schnittkräfte in die Spindel optimiert, eine stabile Einheit. Am Schneidende befindet sich eine mehrseitige Wendeplatte, die einfach eingeschraubt wird. Das Prinzip ist ganz einfach: Die patentierte FreeTurn-Wendeschneidplatte kann aus mehreren Schneidkanten mit unterschiedlichen Eigenschaften bestehen.
Dies ermöglicht unterschiedliche Winkelpunkte, Eckenradien oder Spanbrecher – auch unterschiedliche Beschichtungen und Schneidstoffe sind denkbar. Das Werkzeug kann somit an die Bearbeitungsanforderungen angepasst werden, was den weiteren Vorteil bietet, mehrere Werkzeuge an einem Auftrag zu ersetzen. Dies wiederum führt zu erheblichen Einsparungen bei den Werkzeugwechselzeiten, den Werkzeugmagazinbestückungen und den Werkzeugkosten insgesamt. Das Ergebnis ist die Herstellung von Bauteilen mit hochkomplexen Konturen ohne Einschränkung mit nur einem FreeTurn-Werkzeug. Diese Flexibilität stellt sicher, dass komplexe Bauteilaufnahmen schnell und effektiv an die neue Bearbeitungssituation angepasst werden können.
Die Zukunft des Drehens beginnt jetzt.
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Mit High Dynamic Turning und den FreeTurn-Werkzeugen von Ceratizit ist eine neue Ära des Drehens angebrochen. HDT übertrifft den konventionellen Drehprozess in der Effizienz um ein Vielfaches und wird, wie die Experten von Ceratizit täglich demonstrieren, die klassischen Ansätze eher früher als später ablösen. Diese neue Drehtechnologie wird auch in Zukunft Möglichkeiten eröffnen und aufzeigen, Drehprozesse schneller und präziser zu gestalten. Die Zukunft des Drehens wird sich mit HDT rasch verändern und die Entwickler von Ceratizit freuen sich darauf, ihre Kunden auf diesem Weg zu unterstützen, so ein Unternehmenssprecher
Einsparung von Werkzeugen und Bearbeitungszeit.
Bei einer kürzlich erfolgten Anwendung beim spanischen Radhersteller ROTOR wurde eine Wendeschneideplatte mit zwei verschiedenen Schneidkanten zur Herstellung einer Aluminiumradnabe verwendet. Eine Schneidkante wird zum Schruppen (1.500 U/min, ap = 2mm, f = 0,44 mm/U) und eine zum Schlichten (2.000 U/min, ap < 1 mm, f = 0,25 mm/U) verwendet. Beim Einsatz von HDT kann der Anfahrwinkel während der Bearbeitung geändert werden, so dass alle Konturen in nur einer Aufspannung bearbeitet werden können, auch Hinderschnitte, die bei einem Standardanfahrwinkel von 90° nicht möglich wären. Das Werkzeug kann auch in beide Richtungen schneiden, was zeitaufwendige Eilgänge erspart und die Effizient erhöht. Im Vergleich zu dem normalerweise von ROTOR für Radnaben verwendeten Drehverfahren wurden bei diesem Bearbeitungsverfahren vier Werkzeuge weniger eingesetzt und die Bearbeitungszeit um 30% reduziert.
Die ersten HDT-Lösungen.
Seit Ceratizit die hochdynamischen Dreh- und FreeTurn-Werkzeuge vorgestellt hat, haben eine Reihe von großen Maschinen- und Steuerungsherstellern begonnen, Lösungen für einen automatisierten Prozess zu entwickeln. Auch CAD/CAM-Anbieter haben damit begonnen, Lösungen für die Programmierung HDT-spezifischer Programmabläufe zu entwickeln. Eine Reihe vielversprechender CAM-Programme wurden auf der EMO 2019 vorgestellt, darunter Open Mind und Siemens NX. Auch die Ceratizit-HDT- und FreeTurn-Werkzeuge stießen bei den Live-Präsentationen der Maschinenhersteller DMG Mori und Mazak auf großes Interesse.
FreeTurn ist jetzt bereit.
Seit Beginn des HDT-Prozesses setzt Ceratizit auf ein Open-Source-Modell, das allen Interessenten die relevanten Informationen zur Verfügung stellt, damit sie an der Entwicklung ihres HDT-Drehprozesses mitwirken können.
In der Zwischenzeit widmete der Werkzeughersteller seine Aufmerksamkeit seinem Kerngeschäft und entwickelte eine Standardreihe von FreeTurn-Werkzeugen. Zunächst wurden vier Wendeschneidplattengeometrien eingeführt. Dieses Sortiment umfasste Wendescheideplatten für die Bearbeitung von Stahl/Edelstahl (2x Schruppen und 1 x Schlichten, 3x Schruppen, symmetrisch) und für Aluminium (3 Schneidkanten, symmetrisch). Diese anfängliche Palette deckt eine Reihe von Anwendungen ab. Die Halter sind mit verschiedenen Auskragungslängen für jede Größe erhältlich und für die Maschinenschnittstellen HSK-T und PSC erhältlich. Ceratizit stellt dieses Beilagenpaket Interessenten auf Basis eines Testprogramms zur Verfügung.
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