Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Teile während des Fertigungsprozesses mit Prägewerkzeug markieren

12.01.2009
Müssen Teile mit einer individuellen Beschriftung versehen werden, erfolgt dies meistens in einem separaten Arbeitsgang nach der Fertigung. Die Teilebeschriftung kann aber auch rationell in den Zerspanungsprozess integriert werden. Der große Vorteil: Jedes einzelne Werkstück kommt bereits mit der gewünschten Kennzeichnung aus der Bearbeitungsmaschine.

Dank der Ausrüstung der heutigen Werkzeugmaschinen ist das Erstellen von Beschriftungen mit entsprechenden Gravierprogrammen problemlos möglich. Verschiedene Unternehmen wenden dies auch bereits an und gravieren ihre Teile direkt auf der Bearbeitungsmaschine. Je nach Material der zu bearbeitenden Werkstücke ist die Standzeit der Gravierwerkzeuge jedoch oftmals recht gering. Zudem ist für das Gravieren eine Maschine mit hoher Spindeldrehzahl erforderlich und die Beschriftung dauert meistens relativ lange.

Diese Nachteile können durch den Einsatz des Beschriftungswerkzeuges Gravostar eliminiert werden. Das dabei angewandte Verfahren des Punktierprägens wird bereits seit vielen Jahren in stationären Nadelprägesystemen eingesetzt und gilt als sehr schnelle Methode für dauerhafte Teilekennzeichnung.

Punktierprägen trägt kein Material ab

Wie beim Gravieren wird beim Markieren mit Gravostar die Beschriftungskontur von den Maschinenachsen abgefahren. Dabei können jedoch praktisch beliebige Geschwindigkeiten gefahren werden: Werkzeugseitig sind Vorschubgeschwindigkeiten von weit über 5 m/min möglich, wobei ab etwa 3 m/min die einzelnen Punkte in der Beschriftungskontur sichtbar werden. Das Zufahren auf die Beschriftungsposition kann im Eilgang erfolgen.

Im Gegensatz zum Gravieren wird beim Punktierprägen kein Material abgetragen, sondern es findet eine feine Materialverdichtung statt. Diese wird hervorgerufen durch die oszillierende Beschriftungsnadel. Durch das Abfahren der Beschriftungskontur werden viele feine Punkte aneinandergereiht, so dass ein Schriftbild als durchgezogene Linie entsteht. Die Beschriftungsnadel wird über die Werkzeug-Innenkühlung der Bearbeitungsmaschine angetrieben. Durch die im Werkzeug integrierte Impulssteuerung wird die permanente Kühlmittelzufuhr in eine pulsierende Bewegung mit einer Frequenz von etwa 300 Hz umgewandelt. Das Werkzeug kann in jeder beliebigen Maschine eingesetzt werden, die mit einer Werkzeug-Innenkühlung von mindestens 2 bar Kühlmitteldruck ausgerüstet ist.

Für die Beschriftung mit Gravostar ist keinerlei Spindeldrehzahl erforderlich, wodurch der Einsatz in der Regel mit stillstehender Werkzeugspindel erfolgt. Wie jedes andere Werkzeug kann das Beschriftungswerkzeug über den Werkzeugwechsler automatisch eingewechselt werden. Sobald die Innenkühlung eingeschaltet wird, beginnt die Beschriftungsnadel zu schwingen.

Auch rohe Oberflächen können markiert werden

Ein wesentlicher Vorteil des Punktierprägewerkzeuges ist, dass die Markierung auf Beschriftungsflächen von praktisch beliebigem Untergrund möglich ist. So können alle zerspanbaren Werkstoffe beschriftet werden, von weichen Materialien wie Aluminium bis hin zu gehärteten Teilen von einer Härte bis 62 HRC. Auch bezüglich der Beschaffenheit der Beschriftungsfläche sind kaum Grenzen gesetzt. Nebst bearbeiteten Flächen beliebiger Rauheit kann die Beschriftung auch auf rohen Oberflächen, zum Beispiel unbearbeiteten Gussteilen oder auch Brennschnittflächen, erfolgen.

Eine Besonderheit von Gravostar ist, dass der Abstand zwischen Beschriftungsnadel und Werkstück automatisch ausgeglichen wird. Die Beschriftungstiefe bleibt auch bei sich veränderndem Werkstückabstand immer gleich. Je nach eingesetzter Version des Werkzeugs werden dabei Höhenunterschiede bis 5 mm automatisch ausgeglichen. Somit lassen sich zum Beispiel rohe Gussteile auch mit größeren Maßunterschieden und undefinierter Oberfläche sowie auch schräge oder bombierte Flächen ohne Abstandskorrektur markieren.

Für dünnwandige Teile sehr gut geeignet

Da jeweils ein feiner Punkt nach dem anderen aufgebracht wird, ist das Verfahren auch für die Markierung von dünnwandigen Werkstücken sehr gut geeignet. Zudem entsteht aufgrund der spanlosen Verformung kaum Kerbwirkung und es werden keine Materialfasern verletzt. Dadurch hat die Beschriftung praktisch keinen Einfluss auf die Festigkeit des Werkstücks. Dies kann bei mechanisch stark beanspruchten Werkstücken wie Flugzeugteilen ausschlaggebend sein.

Besonders bei der Teilebeschriftung gilt es, hinsichtlich der Prozesssicherheit die folgenden Aspekte zu berücksichtigen. Aufgrund der sehr hohen Standzeit der Beschriftungsnadel hat die Markierung mit Gravostar im Vergleich zum Gravieren den Vorteil, dass die Beschriftungsnadel auch beim Einsatz im Dreischichtbetrieb erst nach mehreren Wochen nachgeschliffen werden muss. Bei zunehmendem Verschleiß nimmt lediglich die Schriftbreite etwas zu, wobei die Betriebssicherheit immer noch erhalten bleibt.

Ein wesentlicher Aspekt besteht in der Zuverlässigkeit, dass jedes Teil neben der sauberen Lesbarkeit auch mit der korrekten Bezeichnung versehen ist und kein Teil vergessen wird. Die Programmierung der Beschriftung erfolgt gleichzeitig mit der Programmierung der Teilebearbeitung. Die Teilemarkierung ist also Bestandteil des automatischen Fertigungsprozesses, wodurch eine sehr hohe Prozesssicherheit gewährleistet ist.

Insbesondere in der Flug- und Fahrzeugindustrie wird von Zulieferern vermehrt die absolute Rückverfolgbarkeit der gefertigten Teile gefordert. Dazu gehören zum Beispiel Fabrikationszeit, Maschinen-Nummer oder Fabrikationsreihenfolge. Um diese Forderung zuverlässig erfüllen zu können, ist es unerlässlich, die Werkstücke direkt auf der Zerspanungsmaschine zu bezeichnen. Aufgrund von Flexibilität und Geschwindigkeit ist das Beschriftungsprinzip mit Gravostar dafür eine effiziente Methode.

Betrachtet man lediglich die Markierzeit, so bringt Gravostar im Vergleich zur konventionellen Beschriftung mit stationären Prägeapparaten oder dem Laser keine Zeiteinsparung (Tabelle). Was jedoch meistens unberücksichtigt bleibt: Der Zusatzaufwand ist bei der nachträglichen Teilekennzeichnung in der Regel wesentlich größer als der eigentliche Beschriftungsvorgang – und dort liegt ein enormes Einsparungspotenzial.

Prozessintegrierte Markierung reduziert Kosten

Gesamtheitlich betrachtet bringt die prozessintegrierte Beschriftung folgende Einsparungen:

-Einsparung eines zusätzlichen Arbeitsganges,

-kein zusätzlicher Transport oder Teilehandling,

-kein Zwischenlagern der gefertigten Teile,

-Verminderung des logistischen Aufwandes und

-Verkürzung der Gesamtfertigungszeit.

Last but not least sollte auch als nicht direkt messbarer Aspekt die emotionale Komponente nicht unberücksichtigt bleiben: Neben der Reduktion von Fehlerquellen wird durch die automatisierte Teilemarkierung der Druck auf die Produktionsmitarbeiter vermindert. Auf jedem Werkstück wird bei Bedarf die erforderliche Beschriftung automatisch aufgebracht, ohne dass sich jemand weiter darum zu kümmern braucht. Dies entlastet die Mitarbeiter von zusätzlichen Tätigkeiten und lässt Raum für die Konzentration auf die Kernkompetenzen.

Als Alternative zu den Punktierprägewerkzeugen besteht auch die Möglichkeit, ein Ritzwerkzeug einzusetzen. Dabei wird eine über Druckverstellung vorgespannte Ritznadel über die Beschriftungsfläche geführt. Der Vorteil dieses Systems: Weil das Werkzeug nach dem Ritzverfahren funktioniert, ist kein Nadelantrieb erforderlich. Der Einsatz des Ritzens beschränkt sich jedoch auf eher feine Markierungen.

Druckluftbetriebene Versionen für Sonderanwendungen

Bei den Punktierprägewerkzeugen gibt es neben den Ausführungen mit Nadelantrieb über die Werkzeug-Innenkühlung ebenso druckluftbetriebene Versionen. Diese werden mehrheitlich bei Sonderanwendungen, jedoch auch in Zerspanungsmaschinen bei automatischer oder manueller Einwechslung eingesetzt. Bei Graviermaschinen kann statt der Gravierspindel ein druckluftbetriebenes Punktierprägewerkzeug verwendet werden. Im Vergleich zum Gravieren kann beim Beschriften von zähen Materialien die Produktivität um mehrere hundert Prozent gesteigert werden.

Urs Schiltknecht ist Geschäftsführer der SEH Technik GmbH in Oberuzwil/Schweiz.

Urs Schiltknecht | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/spanende_fertigung/articles/166272/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Ifremer entwickelt autonomes Unterwasserfahrzeug zur Untersuchung der Tiefsee
24.02.2017 | Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland

nachricht Baukasten-System für die Linienfertigung: Die VL-Baureihe von EMAG
21.02.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie