Maschinenhersteller: Warum es auf die inneren Werte ankommt

Die Basis für Stabilität

Beginnen wir ganz unten: beim Maschinenbett.Was zunächst unspektakulär klingt, besitzt für das gesamte Maschinenkonzept eine zentrale Bedeutung. Während der Zerspanung entstehen erhebliche mechanische Belastungen. Werkzeug und Werkstück treten miteinander in Kontakt, Kräfte verändern sich und bewegliche Komponenten beschleunigen innerhalb kürzester Zeit.Die Konstruktion muss diesen Belastungen standhalten.

Die Wahl des Werkstoffs beeinflusst dabei maßgeblich das konstruktive Verhalten der ganzenAnlage. Neben klassischen Gusskonstruktionen nutzen verschiedene Hersteller alternative Materialien mit spezifischen mechanischen Eigenschaften.HERMLE setzt unter anderem auf Maschinenbetten aus Mineralguss.Das Material zeichnet sich durch seine guten Dämpfungseigenschaften aus und bildet damit eine stabile konstruktive Grundlage für unsere Bearbeitungszentren.

Selbst ein hochwertiges Material entfaltet jedoch seine Eigenschaften erst innerhalb einer geeigneten Konstruktion.Das Maschinenbett ist deshalb weit mehr als ein besonders schweres Fundament. Es bildet einen wesentlichen Bestandteil des gesamten Maschinenkonzepts.

Konstruktionsprinzipien der 5-Achs-Bearbeitung

Die 5-Achs-Bearbeitung gehört heute zu den etablierten Verfahren für komplexe Werkstückgeometrien.Eine wichtige Rolle spielt dabei, wie Maschinenhersteller die einzelnen Bewegungsachsen konstruktiv anordnen. HERMLE verfolgt bei seinen 5-Achs-Modellen ein charakteristisches Prinzip: Drei Achsen befinden sich im Werkzeug, zwei weitere im Werkstück.

Die linearen Bewegungen übernimmt das Werkzeug. Das Werkstück erhält seine räumliche Ausrichtung über einen Schwenkrundtisch.Diese Achsanordnung prägt das Kinematik-Konzept der HERMLE 5-Achs-Bearbeitungszentren.Das Besondere: Die drei Linearachsen bewegen nicht das Gewicht des aufgespannten Werkstücks. Dadurch bleibt die Dynamik dieser Achsen unabhängig von der jeweiligen Werkstückmasse.

Vor allem bei anspruchsvollen Bearbeitungsaufgaben zeigt sich, wie wichtig die richtige Kombination mechanischer Komponenten ist.Denn letztlich entscheidet nicht allein die Anzahl der Achsen, sondern ihr Zusammenspiel über die technischen Möglichkeiten einer Maschine.

Modifizierte Gantrybauweise: Aufbau mit System

Wer sich mit den Bearbeitungszentren von HERMLE beschäftigt, begegnet früher oder später einem bestimmten Begriff: der modifizierten Gantrybauweise.Gantry bezeichnet grundsätzlich eine portalartige Maschinenkonstruktion. Je nach Ausführung unterscheiden sich die Anordnung der beweglichen Komponenten und die konstruktive Umsetzung.

HERMLE nutzt eine modifizierte Gantrybauweise, die in Verbindung mit dem Maschinenbett aus Mineralguss die mechanische Grundlage zahlreicher Bearbeitungszentren bildet.Das Konzept zeichnet sichdurch eine hohe Steifigkeit und eine vorteilhafte Anordnung der einzelnen Bewegungsachsen aus.Die Herausforderung: Eine Werkzeugmaschine benötigt ausreichend Bewegungsfreiheit, gleichzeitig muss ihre Konstruktion den auftretenden Bearbeitungskräften standhalten.Die modifizierte Gantrybauweise bildet bei HERMLE deshalb nicht einfach ein äußeres Konstruktionsmerkmal. Sie prägt die Entwicklung unterschiedlicher Modellgenerationen.

Ein großer Arbeitsraum braucht nicht zwangsläufig eine riesige Maschine

Eine weitere konstruktive Herausforderung liegt im Verhältnis zwischen Arbeitsraum und Aufstellfläche: Schließlich braucht eine Anlage ausreichend Platz für das Werkstück, das Werkzeug und sämtliche notwendigen Bewegungen.Gleichzeitig sind die räumlichen Möglichkeiten innerhalb der Produktion begrenzt.

Gefragt sind deshalb Lösungen, die einen großzügigen Arbeitsraum mit einem möglichst kompakten Flächenbedarf verbinden.HERMLE berücksichtigt dieses Verhältnis bei der Maschinenentwicklung ausdrücklich; dabei spielt nicht nur die Größe des möglichen Werkstücks eine Rolle. Genauso wichtig sind der tatsächlich nutzbare Bewegungsraum, die Erreichbarkeit unterschiedlicher Bearbeitungspositionen und die Anordnung einzelnerKomponenten.Die äußeren Abmessungen einer Werkzeugmaschine sagen nur bedingt etwas über den tatsächlich nutzbaren Arbeitsraum aus. Maßgeblich ist vielmehr, wie effizient die Konstruktion den verfügbaren Raum im Inneren nutzt.

Das Zusammenspiel der Komponenten

Maschinenbau ist immer auch die Kunst, verschiedene technische Disziplinen miteinander zu verbinden: mechanische Konstruktion, Werkstofftechnik, Antriebstechnik und Steuerung.Denn jede Änderung an einer Komponente hat möglicherweise Einfluss auf eine andere.

Ein leistungsstärkerer Antrieb stellt beispielsweise zusätzliche Anforderungen an die mechanische Konstruktion. Ein größerer Schwenkrundtisch benötigt entsprechenden Bewegungsraum. Und die Bearbeitung schwerer Werkstücke verlangt eine geeignete Dimensionierung sämtlicher tragender Komponenten.

Hier zeigt sich, weshalb die Entwicklung moderner Bearbeitungszentren weit über die Auswahl von Bauteilen hinausgeht.

Als Unternehmen mit Fokus auf hochpräzise Bearbeitungszentren verfolgt HERMLE dabei einen klaren konstruktiven Grundgedanken – vom kompakten Bearbeitungszentrum bis zu Maschinen für große und schwere Werkstücke: Die Modelle unterscheiden sich in Dimensionierung, Ausstattung und Einsatzbereich, basieren jedoch auf jeweils abgestimmten technischen Prinzipien, aus denen sich ihre spezifischen Stärken ergeben.

Fazit: Konstruktion mit System

Wer eine moderne Werkzeugmaschine betrachtet, sieht zunächst ihre äußere Form, ihre Steuerung und ihren Arbeitsraum.Die eigentliche Ingenieurleistung steckt meist tiefer – im konstruktiven Aufbau. In der Anordnung der Bewegungsachsen, in der Wahl geeigneter Werkstoffe und vor allem im Zusammenspiel der einzelnen Komponenten. Denn sie bestimmen maßgeblich die technischen Eigenschaften moderner Bearbeitungszentren.

HERMLE zeigt mit seiner modifizierten Gantrybauweise, den Maschinenbetten aus Mineralguss und dem charakteristischen Achskonzept, wie sich unterschiedliche konstruktive Anforderungen zu einem schlüssigen Maschinenkonzept verbinden lassen.