BAZ-Abdeckung

Portalfräsmaschine unter Dach und Fach

Wo gefräst wird, fliegen nicht nur Späne, es bildet sich auch ein feiner Nebel aus Kühlschmiermitteln, der einen öligen Film in der Werkshalle hinterlässt. Zumindest, wenn ein Bearbeitungszentrum nach oben hin offen ist. Um dies zu verhindern, greift der Prototypenhersteller Kegelmann Technik bei Fräsarbeiten auf Dachabdeckungen von Hema zurück.

Die maßgeschneiderte Dachabdeckung mit flexiblen Faltenbälgen von Hema verhindert, dass Späne und Kühlmittel nach außen gelangen.

„Prototyp war gestern, Serie ist heute“ – Stephan Kegelmann weiß, wovon er da spricht auf der Hannover Messe Industrie. Er ist einer der Gastredner der Veranstaltung „Grenzen sprengen – 3D-Druck im Maschinenbau“ der Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing des VDMA. Der Diplomingenieur und gelernte Maschinen- und Formenbauer hat die Anfänge des 3D-Drucks miterlebt, mitgeprägt. Sein Betrieb startete 1989 als Ein-Mann-Unternehmen mit einer der europaweit ersten Stereolithographie-Anlagen – die Technologie wurde später unter anderem im Bereich des Rapid Prototypings im Markt bekannt. „In meinen Augen war die Stereolithographie die perfekte Ergänzung, um CAD-Daten direkt in physikalische Prototypen umzusetzen“, erklärt Kegelmann. „Ich war in der Lage, meinen Kunden zeitnah ein Produkt zu liefern. Das war mein Schlüssel zum Erfolg. Erst heute sprechen alle über die Technologie und den 3D-Druck. Damals konnte noch niemand etwas damit anfangen.“

Schwere Portalfräsmaschinen in Gantry-Bauweise sind optimal für die präzise Bearbeitung von großen Bauteilen oder harten Materialien geeignet.

Die technologische Kompetenz des Unternehmens im Bereich Rapid Prototyping und Rapid Tooling wuchs kontinuierlich. Kegelmann Technik hat sich heute zu einem bedeutenden Arbeitgeber in der Region Rodgau (Jügesheim) entwickelt und berät mit über 90 Mitarbeitern bedeutende nationale und internationale Industriekunden von der ersten Skizze bis zum fertigen Produkt. Zu den Hauptkunden des mittelständischen Unternehmens zählen vor allem die Entwicklungsabteilungen der Automobil- und Konsumgüterindustrie. „Wir sind für die Firmen quasi die verlängerte Werkbank und dienen als Partner für physikalische Prototypen während der Entwicklungsphase, da wir das adäquate Know-how und die adäquaten Technologien besitzen“, sagt Kegelmann. Von der Konstruktion bis zum Start der Großserie kann Kegelmann Technik durch eine umfangreiche Bandbreite an innovativen Fertigungstechnologien Kundenwünsche individuell und flexibel realisieren.

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Maßgeschneidert

Zur Bearbeitung von Projekten im Bereich Werkzeug- und Formenbau kommt bei Kegelmann Technik unter anderem eine Portalfräsmaschine von Zimmermann zum Einsatz. Damit ist eine sehr schnelle und genaue Bearbeitung von Aluminium und Modellbaublockmaterial bei einer hohen Fertigungsqualität und einem optimalen Ergebnis möglich. Mit der Portalfräsmaschine FZ100 von Zimmermann kann eine 6-achsige Bearbeitung realisiert werden, wobei auch der neue 3-Achs-Fräskopf M3 ABC zum Einsatz kommt. Das Konzept bietet in allen Bereichen Vorteile, wo herkömmliche 2-Achs-Gabelköpfe mit A- und C-Achse im 5-Achs-Simultanbetrieb an ihre Grenzen stoßen.

Die Kabine des Bearbeitungszentrums bietet zwar ausreichenden Schutz um die Maschine herum, sie ist aber nach oben hin offen, sodass Dämpfe, Kühlschmiermittel oder Späne nach außen gelangen können. Um dies zu verhindern, hat Hema eine maßgeschneiderte Dachabdeckung mit flexiblen Faltenbälgen konstruiert, die für den optimalen Schutz nach oben sorgt.

Die Herausforderung bestand darin, dass Hema im Vorfeld keine genauen Daten zu der bereits im Einsatz befindlichen Portalfräsmaschine aus dem Hause Zimmermann vorlagen und dass die Ingenieure direkt vor Ort ein Konzept entwickeln mussten. „Ursprünglich war die Umhausung der Maschine nicht für die Montage einer Dachabdeckung ausgelegt, das heißt, wir mussten sie vor Ort entsprechend kürzen und anpassen“, erzählt Fikri Dursun, Bereichsleiter Entwicklung Schutzsysteme bei Hema. Zudem mussten Führungsauflagen und Stützen für die Dachabdeckung konstruiert und an der Maschine montiert werden. Die maximale Verfahrgeschwindigkeit beträgt dabei 65 m/min und die Beschleunigung der Linearachsen 5 m/s².

Der mit Lamellen armierte Faltenbalg der Dachabdeckung wurde in der X-Achse mit einem Scherensystem stabilisiert, um einen vibrationsarmen Betrieb zu gewährleisten.

Die Gesamtkonstruktion ist 3.860 mm breit sowie 9.362,5 mm lang und besteht aus mehreren Teilen: In der X-Achse besitzt die Fräsmaschine jeweils eine Abdeckung vor und eine hinter dem Portal sowie einen Rahmen für die Y-Achse vor der Portal-Brücke für die Unterbringung von zwei Faltenbälgen, die in Y-Richtung nach rechts und links verfahren. Das Unternehmen konstruierte extra einen Spindelrahmen um die Werkzeugspindel herum, so dass kein Kühlschmiermittel-Nebel mehr in die Werkshalle gelangt. Für die X-Abdeckungen wurden Aluminiumprofile verwendet, die Stoffteile passgenau zugeschnitten und auf die Profile geklemmt. Die verwendeten Bleche wurden der Farbe der Maschine angepasst pulverbeschichtet. Auch das Material und die Farbe der Faltenbälge konnten vom Kunden ausgewählt werden. Die Rahmenkonstruktion der Dachabdeckung enthält darüber hinaus individuelle Befestigungsoptionen. Eine lückenlose Dokumentation und Prüfung nach ISO 9001:2008 gewährleistet, dass bei Verschleiß alle Bauteile jederzeit reproduziert und ersetzt werden können. Ein weiterer Vorteil der Abdeckung bei Kegelmann Technik ist, dass sie sich manuell ver- und entriegeln lässt. Eine automatische beziehungsweise pneumatische Lösung wäre optional auch möglich gewesen. Das Rodgauer Unternehmen nutzt die Öffnung der Dachabdeckung zum Beispiel, wenn größere Werkstücke mit einem Kran in das Bearbeitungszentrum hinein- oder herausgehoben werden sollen.

Hema hat für solche Einsätze das Verschlusssystem Cover Shutter entwickelt. Der Cover Shutter ist eine rein mechanisch funktionierende Abdeckung mit integriertem Verschlusssystem, die sich ohne manuelles Eingreifen leicht und schnell öffnen und schließen lässt. ee

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