Wie die Exotenzerspaner Maschinen an ihre Grenzen bringen

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Gliederung in Schmelztechnologie, Analytik und Umformtechnik

Das TAZ Spiegelau, mit Fokus auf technischem Glas, das die alte Glastradition von einer neuen Perspektive beleuchtet, ist in drei Arbeitsgruppen gegliedert: in Schmelztechnologie, Analytik und Umformtechnik.

Für die Umformtechnik nennen die Forscher eine Präzisionsblankpresse ihr Eigen. „In Europa ein absoluter Exot, es gibt nur einige wenige dieser Maschinen auf dem europäischen Kontinent“, so Kasberger stolz. Im Umformverfahren werden darauf kleine Hochpräzisionsoptiken hergestellt. Damit fertigt das TAZ Optiken mit Formgenauigkeiten im unteren Mikrometerbereich, was allerdings einen Haken hat: „Wenn ich eine Umformmaschine habe, dann brauche ich ein Formwerkzeug“, so Benedikt Scharfe, operativer Leiter des TAZ.

Daher entschlossen sich die Forscher, auch die Formenbauprozesse künftig eingehender zu untersuchen. „Anfangs war dieser Schritt im Konzept nicht vorgesehen, sondern sollte durch externen Zukauf erfolgen, was allerdings oftmals seine Tücken hat“, erinnert sich Kasberger zurück. Denn der externe Formenbau ist kostenintensiv und hat bei speziellen Teilen oftmals lange Lieferzeiten.

Die Suche nach einer kleinen Maschine entpuppte sich als größtes Problem

„Ich finde in der Industrie auch keinen, der sich fünf Mal hinstellt und versucht, die letzten Mikrometer Genauigkeit am Teil auch noch zu erreichen. Als Wissenschaftler haben wir, im Gegensatz zur Industrie, die Möglichkeit, das Augenmerk auf extreme Genauigkeiten zu legen“, sagt Kasberger. Daher der Entschluss, diesen Bereich in künftige Vorhaben stärker miteinzubeziehen.

Denn eine der wesentlichen Fragen bei der Herstellung von hochgenauen Glaserzeugnissen ist das formgebende Werkzeug. Deshalb sollte ein Bearbeitungszentrum Abhilfe schaffen, bei dem, insbesondere weil es sich um öffentliche Mittel handelt, das Preis-Leistungs-Verhältnis stimmen musste. Als größtes Problem stellte sich dabei die Suche nach einer kompakten Maschine heraus.

Miniaturausgabe eines vollwertigen Bearbeitungszentrums

„Die Präzisionsblankpresse hat einen Werkzeugträger von 140 mm, das ist auch das Maximale, was ich an Werkzeugen physisch reinpacken kann. Eine große Maschine wäre bei uns, wie mit Kanonen auf Spatzen zu schießen“, erklärt Kasberger das damalige Dilemma. Fündig wurden sie 2013 dennoch – und zwar bei Haas und der Super-Mini-Mill. Auf dieser Miniaturausgabe eines vollwertigen Bearbeitungszentrums begann alles mit einem Vorrichtungsbau aus Kunststoff für die Messtechnik. Nach ersten Erfolgen steigerten sich die Forscher bereits kurze Zeit später auf gehärteten Werkzeugstahl für erste Versuchswerkzeuge. Auf der Super-Mini-Mill zerspant die Arbeitsgruppe für den eigenen Versuchsformenbau und für den Vorrichtungsbau drei Werkstoffgruppen: gehärtete Stähle, Sondermetalle und Kunststoff.

„Mit Liebe zum Detail und einem gewissen Gespür für die Maschine lassen sich auf dem kompakten Bearbeitungszentrum auch mit schwierigen Materialien beachtliche Ergebnisse mit Genauigkeiten unter 1/100 mm erzielen“, bestätigt Kasberger, der anmerkt, dass dieses Ergebnis für die doch sehr kleine Maschine eine große Leistung ist.

Ein Kriterium für die Arbeitsgruppe des TAZ, die nicht aus der CNC-Ecke kommt, war, dass es zur Super-Mini-Mill entsprechende Schulungsmöglichkeiten vor Ort gab. „Der große Vorteil bei Haas ist die übersichtliche und intuitive Steuerung, sodass sich die Maschine schnell und einfach bedienen lässt. Zudem gab es für uns als Hochschule einen universellen Steuerungssimulator von Haas inklusive, was auch die Einarbeitung und Ausbildung unserer Studenten deutlich vereinfacht“, resümiert der gelernte Maschinenbauingenieur. Dass das TAZ damit zufrieden ist, sieht man nicht zuletzt daran, dass die Super-Mini-Mill bereits auf die vierte Achse hochgerüstet wurde. Damit ist in Zukunft auch ein größeres und komplexeres Teilespektrum möglich.

„Die Super-Mini-Mill wurde in großen Stückzahlen gebaut und verkauft. Sie ist eine typische Maschine, die bei Schulen und Forschungseinrichtungen zum Einsatz kommt, aber mittlerweile hat man festgestellt, dass sie sich durchaus auch für die Produktion eignet“, ergänzt Harald Andreae, Geschäftsführer und Inhaber der Weman GmbH, die Haas-Maschinen in Nord- und Ostbayern vertreibt und betreut.

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