Schlagwort: Werkstück

Zerspanende Fertigung: Bohren in der Fertigungstechnik

Bohrmaschinen für Metall – Das Bearbeiten von Metallen erfordert Erfahrung und Techniken. Für die Bearbeitung von Kupfer, Eisen oder Stahlblech ist Spezialwerkzeug nötig. Zwischenruf von Norbert Hahn, Hahn Fertigungstechnik GmbH aus Papenburg

Zerspanende Fertigung: Bohren in der Fertigungstechnik

Bohrwerk WFT 13 CNC – Hahn Fertigungstechnik

Bohren: vom Handbohrer zur Präzision Bohrmaschine

Bohren in diesem Zeitalter ist die falsche Beschreibung, Schleifen und Schaben treffen die Tätigkeit. Das Ergebnis: die Bohrlöcher waren nicht rund und ohne exakte Durchmesser in der Tiefe. Neue Technologien förderten die Entwicklung des Bohrvorganges: Rollenbohrer, Bohrleiern und Rennspindeln aus Metall brachen im 11. Jahrhundert einen Durchbruch. Zinn, Kupfer, Eisen wurden durchbohrt. Im 16.Jahrhundert war das Bohren mühselig – einfache Bohrer mit kurzer Lebensdauer, großer Wiederstand, Überhitzung stellten sich als Problem dar, erläutert Norbert Hahn, Geschäftsführer Hahn Fertigungstechnik GmbH.

1895 stellte der Stuttgarter Wilhelm E. Fein die erste elektrische Handbohrmaschine der Welt vor: 660 kg Gewicht und das erste Elektrowerkzeug.

Herausforderungen: Härte, Drehzahl, Präzision

Weiterentwicklung und Technologie für Präzision waren für den Bau von Schusswaffen, Kanonen, Musketen und Pistolen nötig. Das langwierige Nacharbeiten der Schusskanäle, um eine Zielgenauigkeit zu erzielen, war eine zu lösende Herausforderung. Fortschritt gelang mit der Härtung von Eisen und Herstellung von Stahl. Dank dem gehärteten Metall gelang die Fertigung von neuen Bohrspitzen. Damit wurde die Bohrung von Löchern rund und präzise. Seit 1150 wurden Geschützbohrmaschinen verwendet. Große Apparate, angetrieben von Pferden oder Wasserkraft, gibt Norbert Hahn zu bedenken.

Genauigkeit war bei friedlichen Maschinen gefragt. Der Einsatz von Dampfmaschinen wurde in den Anfangsjahren in Südengland beim Pumpen von Wasser aus den Bergwerken bewundert. Diese Dampfmaschinen waren nicht ausgereift. Der Wirkungsgrad klein: ein Prozent der verheizten Energie verwandelte sich in mechanische Arbeit, erläutert Norbert Hahn. Zwischen Kolben und Zylinder war zu großer Spielraum, der Dampfdruck verpuffte ungenutzt. James Watt, Visionär für Dampfmaschinenkonstruktionen, löste das Problem. James Watt erkannte, dass die Kolben nicht mit Genauigkeit im Zylinder liefen. Der ungenaue Mechanismus zerstörte die teuren wertvollen Maschinen. 1776 erhielt James Watt von seinem Geschäftspartner Matthew Boulton die erfreuliche Mitteilung: „Mr. Wilkinson hat uns verschiedene Zylinder fehlerfrei gebohrt, darunter befindet sich einer von zwölf Inches leichter Weite, die an keiner Stelle um die Dicke eines 6-Pence-Stückes von der wahren Kreisform abweichen“, Zitat von Matthew Boulton. Mr. Wilkinson erreichte die Lösung durch das genaue Bohren einer Zylinderbohrmaschine. Er brauchte für diese Bohrung ca. 30 Tage. Dieser Fortschritt besiegelt die Entstehung des neuen Handwerks- und Industriezweiges der Fertigungstechnik und den Maschinenbau, erläutert Norbert Hahn.

Wilkinsons Zylinderbohrmaschine: wesentlicher Fortschritt für den Maschinenbau

Mit einer doppelseitig gelagerten Bohrstange vermied Mr. Wilkinson, dass sich die Stange während des Bohrens verbog, was bis dahin eine Schwäche derartiger Geräte war. Die stabile Führung des Bohrens sorgte für genaue Zentrierung. Für den Vorschub des Bohrens sorgte bei Wilkinson die Maschine, das Werkstück bewegte sich nicht. Zudem verpasste er seinen Bohrern schneidende Messereinsätze aus hartem Stahl. Der Werkzeug- und Maschinenexperte Karl Allwang bezeichnete diese Maschine als einen Wendepunkt in der Geschichte der Technik, erläutert Norbert Hahn.

Die Hahn Fertigungstechnik GmbH in Papenburg an der Ems in Niedersachsen wurde im Jahr 2000 gegründet und beschäftigt rund 40 Mitarbeiter. Hahn Fertigungstechnik GmbH ist ein mittelständiges Unternehmen und hat sich spezialisiert auf die Bearbeitung von anspruchsvollen Dreh- und Frästeilen. Von der Konstruktion bis zur Fertigung liefert Hahn Fertigungstechnik komplett bearbeitete, einbaufertige Teile oder komplexe Baugruppen aus allen zerspanbaren Materialien. Die Reparatur von Bauteilen ist Bestandteil unseres Leistungsspektrums. Gegenseitige Synergien der Unternehmen Hahn Fertigungstechnik und Maschinenbau Hahn werden in der Konstruktion, der Aus- und Weiterbildung, der Logistik und weiteren Bereichen genutzt. Weitere Informationen unter www.hahn-fertigungstechnik.de

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Erste Anlage der neuen Generation von Durchlauf-Strahlanlagen ist in Betrieb

Mexikanischer Hersteller von Aluminium-Druckgussteilen für die Automobilindustrie betreibt jetzt fünf Anlagen von Walther Trowal.

Erste Anlage der neuen Generation von Durchlauf-Strahlanlagen ist in Betrieb

Die neue THM Muldenband-Strahlanlage mit gekrümmten Wurfschaufeln reduziert die Bearbeitungsdauer.

Vor Kurzem hat Walther Trowal bei einem Kunden in Mexiko die erste Muldenband-Strahlanlage der Serie THM mit neuen Strahlrädern in Betrieb genommen, die das Unternehmen speziell für das Strahlen von Teilen aus Aluminium optimiert hat. Die Anlagen arbeiten mit deutlich höherer Abwurfgeschwindigkeit des Strahlmittels als die Vorgängermodelle und senken so die Bearbeitungsdauer deutlich.

Der mexikanische Kunde betreibt bereits vier Strahlanlagen von Walther Trowal und erweitert mit der neuen Anlage seinen Maschinenpark erneut.

Im Trend: Aluminium, das sanfte Strahlmittel

Beim Strahlen von Druckguss- oder Schmiedeteilen aus Aluminium gehen – wie die deutlich steigenden Verkaufszahlen von Walther Trowal belegen – immer mehr Anwender dazu über, Aluminium auch als Strahlmittel zu verwenden. Mit diesem Werkstoff lässt sich die Oberfläche der Werkstücke deutlich schonender bearbeiten. Typische Schmiedeteile für die Automobilindustrie, die gestrahlt werden, sind beispielsweise Achsschenkel oder Schwenklager. Aluminium-Druckgussteile, die in THM-Anlagen behandelt werden, sind zum Beispiel Gehäuse, Deckel, Kappen oder Hebel.

Wegen des geringeren spezifischen Gewichtes ist der Impuls jedes einzelnen Strahlmittelkorns beim Aufprall auf die Werkstückoberfläche im Vergleich mit anderen Strahlmitteln erheblich geringer. Deshalb hat Walther Trowal gekrümmte Wurfschaufeln entwickelt, die eine deutlich höhere Abwurfgeschwindigkeit erzeugen. Hinzu kommt, dass sich das Schleuderrad in den Mulden-Durchlaufanlagen nah am Werkstück befindet. Da die Anlagen außerdem ein vielfach größeres Volumen an Strahlmittel fördern, ergeben sich trotz des geringen spezifischen Gewichtes des Aluminiums deutlich kürzere Bearbeitungszeiten – bei gleichzeitig schonender Behandlung der Werkstückoberfläche. So erzielen die Anlagen eine hohe Effektivität, obwohl das Strahlmittel sehr leicht ist.

Das Aluminium hat außerdem den Vorteil, dass die Betriebskosten im Vergleich mit Edelstahl als Strahlmittel deutlich geringer sind, denn der Verschleiß der Schleuderräder und der gesamten Anlage ist auf nahezu Null reduziert.

Walther Trowal stattet die Anlagen je nach Bedarf mit einer unterschiedlichen Zahl von Schleuderrädern aus. Bei geschmiedeten Aluminiumteilen bewährt sich besonders die neue Maschine THM 700/4/E mit vier Schleuderrädern, die über eine Leistung von 15 kW pro Rad verfügt.

Von Kopf bis Fuß auf Aluminium eingestellt

Um den Anforderungen des Strahlmittels Aluminium gerecht zu werden, haben die Konstrukteure von Walther Trowal viele Komponenten – unter anderem die Zuteilung des Strahlmittels und die Strahlräder – neu konstruiert. Ein Detail: Da raue Wurfschaufeln die Aluminiumpartikel in kürzester Zeit zerkleinern würden, glättet Walther Trowal die Oberfläche der Schaufeln mit Gleitschleif-Maschinen aus dem eigenen Maschinenpark. Das Resultat: minimaler Verbrauch an Strahlmittel, erheblich reduzierte Staubemission und deutlich längere Standzeiten der Schleuderräder.

Schonender Transport

Die THM Muldenbandanlagen sind sowohl für Schüttgut als auch für komplexe, empfindliche Einzelteile konzipiert. Besonders bei empfindlichen Werkstücken haben THM-Durchlaufanlagen deutliche Vorteile: In der Maschine werden die Werkstücke über die Länge der Mulde verteilt. Die einzelnen Teile kollidieren nicht miteinander, sondern tuschieren höchstens leicht. Außerdem fallen sie nicht aufeinander, sondern rollen sanft auf der Polyurethan-Beschichtung der Muldenstäbe ab. Das ist speziell für sehr filigrane Teile wichtig, die heute zunehmend gestrahlt werden. Das Muldenband-System gewährleistet, dass die Werkstücke die Anlage ohne Beschädigungen verlassen.

Sichere Investitionen

Bei der Neuentwicklung hat Walther Trowal auch den Schutz der Investition derjenigen Anlagen bedacht, die bei den Kunden bereits in Betrieb sind: Viele Anwender, die bereits Maschinen der Baureihe THM betreiben, können ihre Anlagen mit den neuen Schleuderrädern ausstatten. So steigern sie die Effizienz beim Strahlen mit minimalem Aufwand.
Für Anlagen, die weiterhin mit Stahl- oder Edelstahlstrahlmittel betrieben werden, fertigt Walther Trowal die neuen, gekrümmten Wurfschaufeln aus hochfestem Werkzeugstahl und erzielt auch hier eine höhere Standzeit der Schleuderräder.

Über Walther Trowal

Walther Trowal konzipiert, produziert und vertreibt seit über 85 Jahren modularisierte und individuelle Lösungen für vielfältige Herausforderungen der Oberflächentechnik.

Ausgehend von der Gleitschleiftechnik hat Walther Trowal das Angebotsspektrum kontinuierlich erweitert. Hieraus entstand ein breites Spektrum von Anlagen und Dienstleistungen für das Vergüten von Oberflächen, das Gleitschleifen, das Reinigen, Strahlen und Trocknen von Werkstücken sowie das Beschichten von Kleinteilen.

Walther Trowal realisiert vollständige Systemlösungen: Durch Automatisierung und Verkettung unterschiedlicher Module passt Walther Trowal die Verfahrenstechnik optimal an die kundenspezifischen Anforderungen an. Dazu zählen auch Peripherieeinrichtungen wie die Prozesswassertechnik. Umfangreiche Serviceleistungen wie die Musterbearbeitung oder der weltweite Reparatur- und Wartungsservice runden das Programm ab.

Walther Trowal beliefert Kunden in unterschiedlichsten Branchen weltweit, so beispielsweise in der Automobil- und Flugzeugindustrie, der Medizintechnik und der Windenergieindustrie.

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Heinrich Georg Maschinenfabrik: Neue Bearbeitungszentren sparen 40 Prozent der Bearbeitungszeit

Komplettbearbeitung bis 250 Tonnen Werkstückgewicht mit drastisch reduzierten Nebenzeiten

Heinrich Georg Maschinenfabrik: Neue Bearbeitungszentren sparen 40 Prozent der Bearbeitungszeit

Das Horizontal-Bearbeitungszentrum der Siemens AG bearbeitet Werkstücke mit Gewichten bis zu 180 t

Auf der AMB präsentiert GEORG die Horizontal-Bearbeitungszentren der Serie ultraturn MC, die Werkstücke mit einem Gewicht bis zu 250 Tonnen Gewicht und 4.000 mm Durchmesser bearbeiten. Mit der erfolgreichen Inbetriebnahme der ersten Maschine bei der Siemens AG in Berlin sowie der Montage zweier weiterer Maschinen ist GEORG der weltweit einzige Hersteller von Bearbeitungszentren dieser Größenordnung, der das Konzept des Bearbeitens und Vermessens auf derselben Maschine realisiert.

Auf der diesjährigen AMB stellt GEORG die neuen Horizontal-Bearbeitungszentren der Serie ultraturn MC in der virtuellen Realität vor: Im „GEORG-Cinema“ erleben die mit 3D-Brillen ausgestatteten Messebesucher die bis zu 30 m langen Maschinen zum Greifen nah.

GEORG hat die neuen Bearbeitungszentren für die Komplettbearbeitung von komplexen Werkstücken mit bis zu 250 t Gewicht und 4.000 mm Durchmesser entwickelt. Sie werden unter anderem für die Herstellung von Turbinen- und Generatorenläufern sowie für Kompressoren verwendet.

Vor Kurzem hat die Siemens AG für das neue Bearbeitungszentrum im Werk Berlin die Abnahme erteilt. Es ist das weltweit einzige für Werkstücke mit einem Gewicht von bis zu 180 t, in der das Bearbeiten und Vermessen in der gleichen Maschine realisiert ist. Es bearbeitet Werkstücke mit einem Durchmesser von bis 4.000 mm und einer Werkstücklänge bis zu 10.000 mm. Siemens besitzt weltweit bereits etwa 20 Maschinen von GEORG.

Die Erfahrungen aus dem Betrieb dieser Anlage der neuen Baureihe belegen, dass sich neben der deutlichen Steigerung der Präzision der Werkstücke eine drastische Zeitersparnis bei der Bearbeitung von rund 40 Prozent ergibt, unter anderem weil sie Nebenzeiten drastisch verkürzt. Eine Maschine der neuen Generation ersetzt in der Fertigung mehrere andere, die vorher nicht nur Personal für Fertigung und Wartung, sondern auch Platz und Kapital gebunden haben. Außerdem vereinfacht sie die Produktionsplanung deutlich, da nur noch ein Bearbeitungszentrum alle Arbeitsschritte ausführt.

Zwei weitere ultraturn MC Bearbeitungszentren hat GEORG bereits ausgeliefert, sie werden in Kürze in Betrieb gehen. Die Maschine, die GEORG zurzeit bei Doosan-Skoda in Pilsen/Tschechische Republik montiert, ist für ein Werkstückgewicht von bis zu 140 t bei einem Durchmesser von bis zu 3.500 mm und eine maximale Werkstücklänge von 12.000 mm ausgelegt.

Jan Ebener, der Vertriebsleiter Werkzeugmaschinen bei GEORG, erläutert, warum sein Kunde sich für die ultraturn MC entschieden hat: „Wir sind der weltweit einzige Anbieter, der für Werkstücke mit wahrhaft gigantischen Abmessungen neben der Fräs- auch die Dreh- und die Schleifbearbeitung auf der Maschine in einem schlüssigen Konzept kombiniert. Und wie bei dem Auftrag von Siemens konnten nur wir die Werkstückvermessung auf derselben Maschine realisieren.“

Bei Iskra Turbogaz in Perm/Russland montiert GEORG zurzeit eine weitere ultraturn MC. Dort werden in Zukunft Werkstücke mit einem Gewicht von bis zu 25 t, einem Durchmesser bis 2.500 mm und einer Werkstücklänge von bis zu 7.000 mm gefertigt. Sie werden unter anderem für Kompressoren und Pumpen für die Öl und Gas fördernde Industrie benötigt. Bei der Innenbearbeitung dieser Bauteile punktet die Maschine mit Merkmalen wie der kombinierten Dreh- und Fräsbearbeitung sowie dem Bearbeiten von komplexen Konturen, die nicht parallel zur Mittelachse des Werkstückes verlaufen.

Alle drei Maschinen hat GEORG als an Kundenanforderung angepasste Komplettlösungen einschließlich der Peripheriesysteme geliefert.

Hintergrund: Messen ohne Umspannen

Bei der Bearbeitung von Werkstücken der genannten Größenordnung in unterschiedlichen Maschinen waren bisher für den Wechsel zwischen den Bearbeitungsschritten meist vier bis acht Stunden pro Maschine anzusetzen, was sich bei komplexen Werkstücken oft zu Wochen und Monaten summierte.

Neu ist, dass GEORG die Qualitätskontrolle jetzt in die Fertigung integriert. Die ultraturn MC ist das weltweit erste Bearbeitungszentrum, in dem für das Messen der Durchmesser nicht – wie bisher üblich – lediglich ein einzelner Taster verwendet wird. Das am Torständer angebrachte, mitfahrende Zwei-Punkt-Werkstückmesssystem arbeitet – wie eine große Mikrometerschraube – mit zwei Tastern und vermisst die Werkstücke direkt in der Maschine mit hoher Präzision.

Während das Messen von Durchmessern oder Planlauf bei Werkstücken von bis 2.000 mm mit Messmaschinen durchaus mehrere Stunden in Anspruch nehmen kann, benötigt das integrierte System lediglich wenige Minuten. Mit dieser Funktion ist Georg weltweit Vorreiter. Hinzu kommt, dass die Messung automatisch erfolgt und keine Mitarbeiter anderer Abteilungen zur Hilfe gerufen werden müssen.

Heinrich Georg auf der AMB 2016 in Stuttgart
13. bis 17. September 2016:
Halle 9 / Stand D51

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Heinrich Georg Maschinenfabrik reduziert die Fertigungszeit großer und komplexer Werkstücke um Wochen

Neues Horizontalbearbeitungszentrum für Werkstücke von 12 bis 250 t Gewicht

Heinrich Georg Maschinenfabrik reduziert die Fertigungszeit großer und komplexer Werkstücke um Wochen

Die ultraturn MC eignet sich für die Bearbeitung von Walzen einschließlich des Schleifens

Kreuztal, 28. Mai 2015. Mit einem Kundentag hat Georg das neue Bearbeitungszentrum „ultraturn MC“ der Fachwelt vorgestellt. Mehr als 80 Fachleute von Herstellern von Großbauteilen waren nach Kreuztal gereist, um die Premiere der neuen Maschine, die Werkstücke mit einem Gewicht von 12 bis 250 t bearbeitet, „live“ mitzuerleben. Die ultraturn MC weist eine Fülle von Innovationen auf, die höchste Präzision bei der Bearbeitung mit optimaler Produktivität und Flexibilität vereinen. Bei Werkstücken der genannten Größenordnung reduziert die Maschine die Fertigungszeit um bis zu 40 Prozent. Auch mit dem in die Maschine integrierten 2-Punktmesssystem und der vollständigen Einhausung setzt die Maschine neue Maßstäbe.

GEORG hat das neue Horizontal-Bearbeitungszentrum ultraturn MC für die vollständige Bearbeitung von Werkstücken mit einem Durchmesser zwischen 1.100 und 4.000 mm und nahezu beliebiger Länge entwickelt. Die Spitzenweite des Systems, das GEORG beim Kundentag vorgestellt hat, beträgt 10.000 mm. Die Maschine wird in Kürze an einen Kunden in Deutschland ausgeliefert, zwei weitere Bearbeitungszentren sind von Unternehmen in Russland und der Tschechischen Republik beauftragt.

Die Maschine ist für die Bearbeitung komplexer, schwerer Werkstücke konzipiert, beispielsweise für Großschmiedeteile oder Walzen, für Turbinen-, Motoren- und Generatorenläufer sowie für Kompressoren oder Pumpen für die Öl und Gas fördernde Industrie. Bei der Innenbearbeitung von Bauteilen punktet die Maschine mit Merkmalen wie der Dreh-Fräsbearbeitung oder dem Bearbeiten von komplexen Innenkonturen, die nicht parallel zur Mittelachse des Werkstückes verlaufen.

Neu in dieser Größenordnung: Eine Maschine ersetzt mehrere andere

Da die gesamte Bearbeitung – zum Beispiel das Drehen, Bohren, Fräsen oder Schleifen – und auch das Messen auf der selben Maschine erfolgen, spart die ultraturn MC viel Zeit in der Produktion: Die bisher erforderlichen, zeitraubenden Transporte zwischen unterschiedlichen Maschinen sowie die damit verbundenen Warte- und Rüstzeiten entfallen.

Durch die Arbeit in einer einzigen Maschine reduziert die ultraturn MC nicht nur den Zeitaufwand drastisch, sondern auch die Risiken beim Transport der komplexen und teuren Werkstücke. Das Resultat: deutlich erhöhte und gesicherte Qualität der fertigen Werkstücke sowie optimierte Planung und Terminierung der Fertigung.

Die gesamte Maschine ist auf höchste Produktivität mit kurzen Neben- und Rüstzeiten ausgerichtet. Alle Wechselvorgänge erfolgen automatisch – ein Novum für Maschinen dieser Größenordnung. Ein Sechs-Achs-Roboter wechselt die Werkzeuge; sie sind in einer mitfahrenden Werkzeugarena gelagert, sodass die Zugriffs- und Verfahrzeiten minimal sind. Die Vorsatzköpfe sind in einem Pick-up-Magazin gelagert und werden ebenfalls automatisch und innerhalb kürzester Zeit gewechselt.

Unter anderem durch die 2.000 mm breiten Maschinenbetten, die hydrostatisch gelagerten Führungsbahnen der Linearachsen und spielfreie, NC-gesteuerte Achsantriebe erzielt die Maschine höchste Präzision.

GEORG liefert das Bearbeitungszentrum in mehreren Versionen mit Spitzenweiten bis zu 25.000 mm. Die auf dem Kundentag vorgestellte Maschine verfügt über eine Spitzenweite von 10.000 mm. Sie erzielt auf der Supportseite im S1-Betrieb eine Fräsleistung bis zu 94 kW bei einem Drehmoment von 7.000 Nm direkt an der Spindel. Der Support ist mit einem hydrostatisch gelagerten RAM mit einem Querschnitt von 700 x 550 mm ausgestattet, er hat einen Verfahrweg von 1.600 mm.

Neu: Bearbeiten und Messen ohne Umspannen

Neu für die Bearbeitung sehr großer Teile ist auch, dass GEORG die Qualitätskontrolle in die Fertigung integriert. Die ultraturn MC ist das weltweit erste Bearbeitungszentrum, in dem nicht – wie bisher üblich – lediglich ein einzelner Taster verwendet wird. Das am Torständer angebrachte, mitfahrende Zwei-Punkt-Werkstückmesssystem arbeitet wie eine große Mikrometerschraube mit zwei Tastern und vermisst die Werkstücke direkt in der Maschine mit hoher Präzision. Während das Messen von großen Durchmessern bis 2.000 mm in Messmaschinen durchaus mehrere Stunden in Anspruch nehmen kann, benötigt das integrierte System lediglich wenige Minuten.

Neu: Vollständige Umhausung

Auch die vollständige Einhausung der Maschine mit integrierter Absaugung des Emulsionsnebels ist neu für außergewöhnlich große Bearbeitungszentren: Es gelangen keinerlei nennenswerte Dämpfe mehr in die Halle. Außerdem beansprucht die ultraturn MC sehr wenig Platz, denn die Umhausung schließt direkt mit dem Werkstück ab. Die gesamte Maschine ist tief in den Boden eingelassen, sodass alle Komponenten ohne Stufen erreichbar sind.

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