Die Welt der Mikrodimensionen Mikroanwendungen Hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit Speed Finishing Thermostabilisierung

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1 FORM 200 ms

2 < EDM Hohe Qualität und hoher Wirkungsgrad 2

3 Inhalt Die Welt der Mikrodimensionen Mikroanwendungen Hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit Speed Finishing Thermostabilisierung AC FORM HMI Mechanik EXPERTEN-Systeme Individuelle Anpassung GF AgieCharmilles FORM 200 ms Ein Produktkonzept kann nur verwirklicht werden, wenn kleinste Details und allerhöchste Präzision der Formen wiedergegeben werden. 3

4 Die Welt der Mikro dimensionen Einwandfreie Geometrie dank Beherrschung der Feindetails In den Sektoren Automobilbau, Luft- und Raumfahrt, Stecker und Kontakte, Medizintechnik und Uhrenfabrikation erreicht die Miniaturisierung der Bauteile mittlerweile den Grössenbereich von Kubikmillimetern. Geometrische Formgenauigkeit ist folglich von entscheidender Bedeutung für das einwandfreie Funktionieren der Endprodukte. Dies erfordert Werkzeuge mit immer kleinerer Formen, deren Detailfeinheit die Rentabilität des Fertigungsprozesses nicht beeinträchtigen darf. Um diese ständig steigenden Anforderungen zu erfüllen, bietet die neue FORM 200 ms von GF AgieCharmilles bedeutende Neuerungen hinsichtlich Präzision, Schnelligkeit und Produktivität. Die neue FORM 200 ms stellt einen Meilenstein in der Welt der Elektroerosion dar und definiert die Qualitäts- und Rentabilitätsgrenzen neu, damit Sie die Herausforderungen des Marktes meistern können mm 4

5 Beherrschung der Funkenerosion: Hohe Qualität und hoher Wirkungsgrad Der neue «MicroTEC»-Entladekreis ermöglicht eine Anpassung der Erodierleistungen mit der für die Maximierung des Materialabtrags nötigen Flexibilität sowie eine Reduzierung der Elektrodenuntermasse (< 20 μm). Dies bewirkt eine Steigerung des Wirkungsgrads bei gleichzeitiger Wahrung der Elektroden geometrie dank einer extrem geringen Verschleissrate. Die FORM 200 ms garantiert somit die Qualität der Bearbeitungen und senkt gleichzeitig Bearbeitungszeiten und -kosten Radius (µm) Elektrodenanzahl Beschreibung Elektrode Kupfer Abmessungen 0.12 x 1 x 0.2 mm Untermass 20 µm Oberflächengüte Ra 0.05 µm Unterer eckradius r < mm r 5

6 Mikroanwendungen Know-how inklusive Automatisierte Bearbeitungen In AC FORM HMI steht eine umfassende Auswahl an automatisierten Bearbeitungsmodellen (Kupfer, Grafit, Wolfram-Kupfer) zur Verfügung, welche die überwiegende Mehrheit der Anwendungen abdecken. Die Generierung dieser MicroTEC-basierten Strategien erfolgt automatisch in Abhängigkeit der vom Anwender eingegebenen Daten. AC FORM HMI steuert gestaffelte Leistungsniveaus, um den Wirkungsgrad der Bearbeitung in Abhängigkeit der Untermasse und der Geometrie der Elektroden zu steigern, ohne dass Letztere Schaden nehmen. 12 Einsenkungen in einem Zug (simultan bearbeitet) Grösse jeder Einsenkung 0.8 x 12 x 0.5 mm Material Vergüteter Stahl Elektroden Kupfer Oberflächengüte Ra 0.07 µm Genauigkeit unter 10 µm des oberen Radius 6

7 Hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit Definition neuer Wettbewerbs-Standards in der EDM-Bearbeitung Eine lohnende Entscheidung Die technische Entscheidung der GF AgieCharmilles (für schnelle Z-Achsen AC-Servomotoren), im Vergleich zu Linearmotoren ermöglicht eine hohe Pulsationsgeschwindigkeit und damit, ohne Spülung und ohne Deformation, einen leichteren Abtransport der Bearbeitungspartikel aus den Einsenkungen. Beispiellose Leistungen Die Erhöhung der Z-Achsen-Verfahrgeschwindigkeit und die spektakulären Beschleunigungen ermöglichen eine Leistungssteigerung bei der Bearbeitung mittlerer bis tiefer Rippen in der Grössenordnung von 30 Prozent. Vergleich mit/ohne HS EDM 2 Bearbeitungszeit Ohne High Speed EDM 2 Steigerung: 20% Mit High Speed EDM 2 Erodiertiefe Kenndaten Geschwindigkeit der Z-Achse: 15 m/min Beschleunigung: 10.0 m/s 2 7

8 Speed Finishing Unvergleichliche Oberflächenhomogenität Verringern oder beseitigen Sie kostspieliges Handpolieren Beim Schlichten bieten die FORM 200 ms entscheidende Vorteile. Dank reduzierter Verschleissraten wird die Geometrie der Elektroden und somit auch die Detailgenauigkeit gewahrt. Das Modul «Speed Finishing» erlaubt es, sowohl bei kleinen als auch bei grossen Flächen feine, ja sogar glänzende Oberflächen (Ra < 0.3 μm) zu erzielen, die sich durch unvergleichliche Homogenität auszeichnen. In den meisten Fällen kann kostspieliges und schwieriges manuelles Polieren reduziert oder sogar eliminiert werden. Vergleich mit/ohne Modul Speed Finishing Ra µm Ohne Speed Finishing Technologie: Fläche Mit Speed Finishing Technologie: Fläche Kavität cm 2 8

9 Thermostabilisierung Gewährleistung einer konstanten mechanischen Stabilität, Stunde um Stunde 9

10 Thermo stabilisierung Thermoschock Vergleichende Analyse der Achsabweichungen zwischen einer Maschine mit und ohne Thermostabilisierung. Lufttemperatur C XYZ-Abweichung mit Thermostabilisierung XYZ-Abweichung ohne Thermostabilisierung Mikrometer µm 25 Temperaturschwankung Gefülltes 15 Arbeitsbecken Stunden Leeres Arbeitsbecken Thermoschock Stunden ermostabilisierung Thermostabilisierung g 20 Gefülltes Arbeitsbecken Leeres Arbeitsbecken Stunden Mechanische Stabilität: Eine weltweit einzigartige Lösung Dank des weltweit einzigartigen doppelten Thermostabilisierungssystems der FORM 200 ms wird verhindert, dass die in der Werkstatt unvermeidbaren Temperaturschwankungen die Bearbeitungspräzision der Werkstücke beeinträchtigen. Eine wichtige Innovation, wenn man auf den Mikrometer genau arbeitet. In der Kabine zirkulierende Gebläseluft wird mit Hilfe einer doppelten Differenzialthermosonde in Echtzeit in Abhängigkeit der Dielektrikumtemperatur gekühlt. Der Maschinensockel und die X-, Y- und Z-Achsen werden gleichermassen thermostabilisiert wie die gesamte Maschine. 6 XYZ-Abweichung mit Thermostabilisierung XYZ-Abweichung ohne Thermostabilisierung Temperaturschwankung Funktionsprinzip der doppelten Thermostabilisierung Dielektrikum 1 Thermostat für die Temperaturregelung des Dielektrikums. 2 Wasser/Dielektrikum-Wärmeaustauscher. 3 In den Tisch integrierte Dielektrikumzirkulation Gefülltes Arbeitsbecken 5 2 Leeres Arbeitsbecken 3 Luft 4 Thermostat mit zwei Temperaturmessfühlern für die Temperaturregelung der Luft und des Dielektrikums. 5 Wasser/Luft-Wärmeaustauscher. 6 Elektroventil der Kühlflüssigkeit. 10

11 Da das Dielektrikum, insbesondere auch während der Vorbereitung der Bearbeitung, ständig zirkuliert, gibt es keine Wartezeit für die Thermostabilisierung des Arbeitsraums und es wird eine einwandfreie Positioniergenauigkeit und Geometriepräzision garantiert. Präzisionsbearbeitungsbeispiel Werkstück Stahl W302 Elektrode Kupfer Elektrodenanzahl 7 Tiefe 0.2 mm Ein Barograph (Luftdruckmesser) zeigt permanent das gesamte Thermostabilisierungsniveau der Anlage an und garantiert somit eine einwandfreie Qualität des Endprodukts. 11

12 Achieve more...

13 FORM 200 ms

14 AC FORM HMI Mit Sicherheit rascher steuern Dynamischer Fertigungsprozess Die Entwicklung dieser AC FORM Human Machine Interface (HMI) basiert auf einer Befragung zahlreicher Formenbauer, die mit dem Ziel vorgenommen wurde, den Formenherstellungsprozess zu rationalisieren. Bei der Organisation der Funktionen und der Gestaltung der Bildschirmseiten wurden die aus dieser Studie gewonnenen Erkenntnisse direkt umgesetzt. Die Benutzerfreundlichkeit, die seit jeher entscheidend zum Erfolg der GF AgieCharmilles-Benutzeroberflächen beitragt, wurde nicht nur gewahrt, sondern durch gesteigerte Praxisnähe noch verbessert. Flexible Arbeitsorganisation Ganz gleich ob am PC oder auf die FORM 200 ms, AC FORM HMI schlägt Ihnen die Organisation Ihrer Arbeiten gemäss Ihren Prioritäten vor. Messen der Offsets und Positionen Die auf einer Messstation vorgenommenen, für die Arbeitsvorbereitung unabdingbaren Messdaten können von AC FORM HMI direkt genutzt werden. Mit AC FORM HMI gefertigte Elektroden bieten das ideale Untermass und optimieren die für die Bearbeitung erforderliche Elektrodenanzahl. Die Produktionsstunden maximieren Dazu bietet AC FORM HMI beispiellose Lösungen: Part Express erlaubt die laufende Operation zu unterbrechen, um eine dringende Arbeit einzuschieben. Job List organisiert die Reihenfolge der Arbeiten nach Fertigungsprioritäten. Measurement cycles Produktionsfluss Part Express 14

15 e-doc Das FORM 200 ms ist mit einer neuen integrierten Hilfe ausgestattet, mit der der Anwender die gewünschte Information rasch findet. Dies geschieht mit einem vereinfachten Zugriff auf das Hilfemenu, mit einer übersichtlich organisierten, benutzerfreundlichen und leicht zu verstehenden Navigationsoberfläche, mit Stichwortsuche oder Benutzerindex. Die Bearbeitungsbeispiele werden in Papierformat editiert und übersichtlich präsentiert. Damit der Anwender Bearbeitungen bequem, Stufe für Stufe, realisieren kann, sind die Beispiele in der integrierten Hilfe aufrufbar. Mehr als eine separate beschreibende Dokumentation, ermöglicht e-doc einen effektiven Wissenstransfer, der den Anwender in die Lage versetzt, seine Fähigkeiten ständig zu steigern, ohne dafür tagelange Schulungen absolvieren zu müssen. Überwachte Bearbeitung AC FORM HMI ausgerüstet mit «EXPERTEN-Systeme»- Schutzautomatismen, garantiert Ihnen Ergebnisse, die Ihren Anforderungen gerecht werden. Kontrolle der Arbeitsausführung AC FORM HMI erstellt automatisch nach jeder Bearbeitung einen Bericht, auf den der Anwender über das Netz oder direkt auf der Maschine zugreifen kann. Mitteilung per SMS Alle Informationen über die Bearbeitung können per SMS direkt an den Anwender übermittelt werden. 2D/3D machining cycles DOWN ORB ANGUL EXPAN Interaktive Grafikunterstützung Alle Operationen, wie Mess-, Bearbeitungs- und Positionierzyklen werden durch grafische Darstellungen und Symbole illustriert, die vom Anwender intuitiv und spontan verstanden werden können. Automatische CAD/CAM Verknüpfung Die einzelnen EDM-Bearbeitungssequenzen werden automatisch in AC FORM HMI integriert. VECT CYLINDRE DIAG SPHERE SPHERE Windows-Plattform Integrierter PC Touch Screen CD-ROM-Laufwerk USB-Anschluss Netzanschluss ISOGAP CONE CONE CONE HELIC 15

16 Mechanik Dauerhafte Mechanik, die allem Stand hält Auf Robustheit ausgelegte Mechanik Die kurze C-Konstruktion und überdimensionierte Guss-Komponenten garantieren ein ganzes Maschinenleben lang mechanische Stabilität und Präzision. Das Werkstückgewicht und das Dielektrikumvolumen haben keinen Einfluss. Ausserdem absorbiert die robuste Maschinen konstruktion alle Bearbeitungskräfte, damit ein präziser Funkenspalt zwischen Werkstück und Elektrode aufrechterhalten wird. Kurzer C-Ständer 4 Überprüfung der Position (linearer Glasmassstab) 1 Anweisung CNC G0X Achsbewegung (Motor mit Encoder) Position erreicht? nein Messauflösung der Glasmassstäbe: 50 nm ja STOP Lineare Glasmassstäbe für lebenslange Präzision Dauerhafte Positioniergenauigkeit lässt sich nur mit linearen Glasmassstäben erzielen. Diese eliminieren alle klassischen Fehler wie Umkehrspiel, Wäremausdehnungsund Verschleisseffekte. Das von GF AgieCharmilles entwickelte DLPS (Dual Loop Positioning System) ist ein Messsystem mit geschlossenem Regelkreis, das, unabhängig von der Verfahrweglänge, absolut zuverlässige Präzision liefert. Es macht die periodischen Wartungs- und Kalibrierungs operationen überflüssig. 16

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18 EXPERTEN- Systeme Alle Parameter optimieren TRANS-EXPERT Der neue Algorithmus zur Berechnung der planetaren Translationsbewegungen erlaubt erhebliche Steigerungen der Bearbeitungsgeschwindigkeiten vom Schruppen bis zum Schlichten. SPAC Die GF AgieCharmilles-Exklusivität ermöglicht die sofortige Beseitigung eventueller Kurzschlüsse (CC) mittels einer spezifischen Entladung, die nur einen Sekundenbruchteil dauert. Die Produktivität wird gesteigert, da die Bearbeitung nicht mehr durch Kurzschlüsse verlangsamt wird und mit voller Geschwindigkeit und ohne Unterbrechung erfolgen kann. PILOT-EXPERT 4 Überwachung und Optimierung bei Tag und Nacht. Garantiert Bestleistungen unter permanenter Berücksichtigung der Bearbeitungsbedingungen. Ermöglicht einen Betrieb ohne Anwenderintervention und gewährleistet perfekte Reproduzierbarkeit der Arbeiten. Anwendungsorientierte Programmierung Um die Benutzerfreundlichkeit zu erhöhen, wurde die Programmierung der Arbeiten optimiert, indem sie in möglichst einfacher Weise auf die richtige Strategiewahl ausgerichtet wurde, ohne eine eingehende Kenntnis des EDM-Prozesses zu erfordern. POWER CONTROL EXPERT Steuert jeden einzelnen Funken, um eine perfekte Homogenität der bearbeiteten Flächen zu gewährleisten. Ermöglicht ausserdem die Stärke der Bearbeitungsentladungen in Abhängigkeit der uneinheitlichen Elektrodenoberfläche festzulegen. 18

19 Homogene Oberflächenqualität Die Gleichmässigkeit der Struktur des Spritzgussteils hängt direkt von der Qualität der Formoberfläche ab. Um eine perfekte Oberflächenqualität zu erzielen, hat GF AgieCharmilles die «Surface»-Technologie entwickelt, die es ermöglicht, höchste Homogenitätskriterien zu erfüllen. Verschleiss reduziert auf ein Minimum Höchste Detailtreue ist einer der Hauptvorteile des EDM-Verfahrens. Dank des GF AgieCharmilles entwickelte iq-technologie (innovative Qualität) werden die Leistungseinstellungen so angepasst, dass der Materialabtrag erhoht und gleichzeitig die Geometrie der Elektrode gewahrt wird. Da die Elektrodenform im Laufe der Bearbeitung nicht verändert wird, kann mit einem Minimum an Elektroden ein Maximum an Einsenkungen ausgeführt werden. Bearbeitung des Einspritzkanals Eine speziell für die Bearbeitung winziger, tiefer Einsenkungen konzipierte GF AgieCharmilles-Technologie ermöglicht die Wahrung der Bearbeitungsbedingungen unabhängig von der Einsenkungstiefe. Bearbeitung stromleitender Keramik Ihre Verwendung für spezifische Anwendungen nimmt kontinuierlich zu dank die wohl bekannte und ausserordentliche mechanische Eigenschaften, vor allem die Verschleiss-Festigkeit. Das Know-how von GF AgieCharmilles führt heute zu Bearbeitung von Keramik mit angepassten Einstellungen. 19

20 Individuelle Anpassung Die Wahl der richtigen Optionen ist eine Frage der Strategie Accura-C, Die leistungsstärkste Achse im Markt Nicht selten wird man mit Bearbeitungen konfrontiert, bei denen die Elektroden versetzt werden oder sogar derartige Abmessungen haben, dass ihre Positionshaltung oder Stabilität wahrend der Bearbeitung problematisch wird. Die Pulsationsbewegungen im flüssigen Medium (Dielektrikum) erzeugen seitliche (Flexions- oder Rotations-) Kräfte an der Elektrode, denen die C-Achse standhalten muss. Dank ihrer sehr robusten Bauweise kann die Accura-C sehr hohe Trägheitsmomente, bis zu 5000 kgcm 2, absorbieren. IC Master: starke Produktions leistung auf höchstem Qualitätsniveau Einmaliges Oberflächenfinish und Sinn fürs Detail (vollständiges «GF AgieCharmilles VDI Master»- Sortiment von VDI 0 bis VDI 27) kennzeichnen die Technologien und Produkte von GF AgieCharmilles. Unsere einzigartige Zündsteuerung hinterlässt eine saubere, makellose Werkstückoberfläche, sorgt für eine längere Lebensdauer des Formstücks, vereinfacht das Entformen und reduziert Prozessfehler wie z. B. Ablagerungen nach dem Auswurf. x200, Ra 0.4 µm Höhere Autonomie ohne manuelle Intervention Die Herstellung einer Form erfordert häufig eine Vielzahl von Elektroden, deren Einsatzdauer von Einsenkung zu Einsenkung erheblich variieren kann. Der neue Rotationswechsler der FORM 200 ms bietet mit bis zu 160 Elektroden eine beträchtliche Platzkapazität. Dank einer Doppelzange wird die Anzahl der Bewegungen reduziert und der Ladeprozess deutlich beschleunigt. Renishaw-Messfühler Um eine Positioniergenauigkeit zu garantieren, kann von der FORM 200 ms ein Messfühler mit optischer Signalübertragung angesteuert werden. Die Messung mit optischer Signal übertragung ermöglicht die räumliche Vermessung der bearbeiteten Hohlräume sowie die Abnahme von Referenz daten am Werkstück, ohne dieses entnehmen zu müssen. Das bedeutet einen deutlichen Zeit gewinn. Ein von AC FORM automatisch generierter Messbericht erlaubt eine genaue Datenerfassung. 20

21 Vorbereitung in Multitasking Die Vorbereitung (Montage der Rohelektroden auf die Elektrodenhalter, Palettisierung der Werkstücke, Identifizierung der Chips) und die Referenzmessungen erfolgen in Multitasking in einem gesonderten Bereich. Die erfassten Daten werden automatisch in AC FORM HMI integriert. Rekordproduktivität Ein neues Zellmanagementsystem erweitert und vervollständigt die Funktionalitäten von AC FORM HMI. Dank der fast vollständigen Autonomie jeder Zelle werden die Maschinenzeiten radikal optimiert und gleichzeitig die Benutzerfreundlichkeit erhöht und die Fehlerrisiken eliminiert. Die Werkstattproduktivität schlägt sämtliche Rekorde. Arbeitsflexibilität und Ergebniszuverlässigkeit Die Automatisierung der in AC FORM HMI integrierten Bearbeitungssequenzen sowie die Konzeption und Funktionalität von Part Express erlauben die Maximierung der produktiven Stunden und bieten gleichzeitig die Möglichkeit, dringende Arbeiten problemlos einzuschieben. Die Prozesszuverlässigkeit wird dabei durchgehend gewährleistet. Ziel: 7000 Erodierstunden pro Jahr Das System für autonomes Zellmanagement maximiert die Maschinenzeiten, die von durchschnittlich 2500 Stunden auf beinahe 7000 Stunden pro Jahr steigerbar sind. Der Import der CAD/CAM-Daten und der Referenzaufnahmen in die Benutzeroberfläche AC FORM HMI sowie die Optimierung der Werkzeugwechs lerzyklen und der flexiblen Bearbeitungsprogrammierung sorgen für Ergebnis sicherheit und Produktionskontinuität. 21

22 GF AgieCharmilles Milling EDM Laser Customer Services Automation Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungsfräsen Im Vergleich zu konventionellen Fräsmaschinen charakterisieren sich HSM-Zentren durch eine bis zu 10fach höhere Schnittgeschwindigkeit. Zudem werden höhere Genauigkeit und bessere Oberflächengüte realisiert. Dadurch können auch gehärtete Werkstoffe weitgehend einsatzfertig bearbeitet werden. Elementarer Vorteil von HSM ist, dass bei konsequenter Integration die Prozesskette deutlich verkürzt wird. HSM hat sich neben EDM zu einer der Schlüsseltechnologien im Formen- und Werkzeugbau entwickelt. Elektroerosion Unter Einsatz der Elektroerosion können leitende Materialien von beliebiger Härte (z.b. Stahl oder Titan) mit einer Genauigkeit von bis zu einem Tausendstelmillimeter ohne mechanische Einwirkung bearbeitet werden. Aufgrund dieser Eigenschaften gehört die Elektroerosion zu den Schlüsseltechnologien im Formen- und Werkzeugbau. Zu unterscheiden sind dabei die Draht und die Senkerosion. Lasertexturierung Die Lasertexturierung ergänzt und erweitert die Technologien von GF AgieCharmilles. Mit unserer Lasertechnologie ermöglichen wir das Texturieren, Gravieren, Mikrostrukturieren, Markieren und Beschriften von 2D-Geometrien bis hin zu komplexen 3D-Geometrien. Die Lasertexturierung bietet im Vergleich zur konventionellen Oberflächenbearbeitung per manuellem Ätzverfahren wirtschaftliche, ökologische und gestalterische Vorteile. Operations, Machine und Business Support Customer Services stellt mit drei Supportebenen eine komplette Palette von Dienstleistungen für GF AgieCharmilles Maschinen zur Verfügung. Operations Support bietet eine vollständige Auswahl von Originalverschleißteilen und zertifizierten Verbrauchsmaterialien, einschließlich Drähte, Filter, Elektroden, Harze und andere Materialien, an. Machine Support beinhaltet alle die Dienstleistungen, die mit Ersatzteilen, technischem Support und vorbeugenden Service zu tun haben. Business Support bietet Business Lösungen an, die speziell auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten sind. Tooling, Automation, Software Spann- und Palettiersysteme (Tooling) zur Fixierung von Werkstücken und Werkzeugen, Automationseinrichtungen und Systemsoftware zur Konfiguration von Werkzeugmaschinen sowie zur Erfassung und zum Austausch von Daten zwischen den verschiedenen Systemkomponenten. 22

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24 Kontakt Agie Charmilles SA, 2012 Die technischen Daten und die Abbildungen sind unverbindlich. Sie stellen keine garantierten Eigenschaften dar und unterliegen Änderungen. Achieve more...