Obwohl Motorblöcke, Zylinderköpfe und Fahrzeugstrukturteile bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungskomponenten für die Automobilindustrie aus demselben Material bestehen, unterscheiden sich ihre Verarbeitungsanforderungen erheblich. Die Bearbeitung von Motorblöcken erfordert tiefe Schnitte und hohe Schnittkräfte -häufig werden Planfräser eingesetzt-, sodass herkömmliche 5{6}Achsen-Werkzeugmaschinen im Cradle-Stil-die gängige Wahl sind. Im Gegensatz dazu sind bei Strukturbauteilen aus Aluminium {{7}ob druck--gegossen oder extrudiert- viel geringere Schnittkräfte erforderlich; Für sie Maschinen zur Bearbeitung von Motorblöcken einzusetzen, wäre übertrieben. Angesichts der steigenden Nachfrage nach Aluminiumbearbeitungsdienstleistungen, die durch den Trend zum Leichtbau in Fahrzeugen mit neuer Energie angetrieben wird, ist die Auswahl der richtigen Ausrüstung von entscheidender Bedeutung, um Präzision, Effizienz und Kosteneffizienz in Einklang zu bringen.
Die Bearbeitungseigenschaften von Strukturbauteilen aus Aluminiumlegierungen bestimmen die Logik hinter der Auswahl der Ausrüstung. Ganz gleich, ob es sich um Präzisionsgussteile oder extrudierte Profile handelt: Automobilstrukturteile erfordern keinen Abtrag großer Materialmengen; In den meisten Fällen ist nur eine minimale Bearbeitung erforderlich, sodass keine strenge Anforderung an eine extreme Steifigkeit der Werkzeugmaschine besteht. Die Priorität besteht darin, das Gewicht der Ausrüstung zu minimieren und gleichzeitig Geschwindigkeit und Automatisierung zu maximieren, sofern die Präzisionsstandards eingehalten werden. Basierend auf diesem Ansatz erweist sich die modulare CNC-Maschine im Säulen--Stil als optimale Lösung. Während die Bearbeitungsgenauigkeit typischerweise innerhalb von 0,1 mm liegt (wobei 0,02 mm für kritische Oberflächen erforderlich sind), sind die Teile relativ klein und haben im Vergleich zu Motorblöcken einen geringeren Mehrwert, erfordern jedoch einen höheren Automatisierungsgrad.
Der modulare Säulenaufbau ist der Hauptvorteil dieser Art von Ausrüstung. Benutzer können einzelne, doppelte oder mehrere Spalten basierend auf spezifischen Teile- und Prozessanforderungen flexibel konfigurieren; Säulen können in entgegengesetzter oder gleich-seitiger Konfiguration angeordnet werden. Es stehen vielfältige Tischoptionen zur Verfügung, die die Bearbeitung auch kompletter Fahrzeugstrukturbauteile zur Korrektur von Schweißabweichungen ermöglichen. Die Aluminiumkarosserien des Porsche 911 und des Audi e-tron nutzen ähnliche Fertigungsansätze. Das Hinzufügen einer Portalstruktur an der Oberseite der Säule -anstelle einer herkömmlichen Bohrmaschinenkonfiguration- erhöht die Steifigkeit, ohne die Kosten wesentlich zu erhöhen, und ermöglicht so schwerere Fräsköpfe und eine größere Säulenhöhe. In der Massenproduktion reduziert diese flexible Konfiguration die Leerlaufzeiten der Geräte erheblich.
Die Konfiguration des Fräskopfes ist ein weiteres wichtiges Unterscheidungsmerkmal. Fünf-Achsenfähigkeiten können durch die Kombination eines Schwenkkopfs mit einem einzigen -Freiheitsgrad-- und einem vertikalen Drehtisch oder durch die Verwendung eines Fräskopfs mit zwei Freiheitsgraden erreicht werden. Systeme können sogar mit mehreren Spindeln ausgestattet werden, -jede mit kundenspezifischen Verbundwerkzeugen ausgestattet-, wodurch die Zeit für den Werkzeugwechsel- und die Kosten für Werkzeugmagazine entfallen. Vollständig abgedichtete Doppel-Fräsköpfe-CNC-Maschinen unterstützen die Mehrkanalsteuerung und ermöglichen die gleichzeitige Bearbeitung verschiedener Abschnitte eines einzelnen Teils oder zweier separater Teile; Mit Eilganggeschwindigkeiten von bis zu 80 m/min ist die Bearbeitungseffizienz mehr als doppelt so hoch wie bei Standard-CNC-Maschinen. Für Fabriken, die Aluminiumteile herstellen, ist die Doppel-Fräskopflösung-eine effektive Möglichkeit, die Kapazitätsauslastung zu steigern.
Drehtischkonstruktionen erhöhen die Anlagenflexibilität zusätzlich. Ein horizontaler Drehtisch gepaart mit einem nach links-rechts neigbaren Fräskopf schafft eine klassische Dreh-{2}}Fräskonfiguration, die für Rotationsteile geeignet ist, während ein vertikaler Drehtisch gepaart mit einem nach vorne-hinten neigbaren Fräskopf ideal für große Rotationskomponenten wie Verbundwerkstoffklingen ist. Der Drehtisch kann unabhängig von den gleichzeitigen Achsbewegungen der Maschine arbeiten und ausschließlich zum Wenden des Werkstücks oder zum Wechseln von Teilen dienen; In Kombination mit einem automatisierten Be-/Entladeroboter bildet es eine flexible Fertigungszelle. In Szenarien mit hoher Mischung und geringer Stückzahl ist die schnelle Umrüstbarkeit des indexierenden Drehtisches besonders wichtig.
Ein vertikal indexierender Drehtisch ist eine ideale Konfiguration für die Bearbeitung von Strukturbauteilen aus Aluminiumlegierungen für die Automobilindustrie. Der Tisch ist in Vorder- und Rückseite unterteilt; Während auf der Innenseite ein Werkstück bearbeitet wird, ermöglicht die Außenseite die Produktionsvorbereitung oder den automatisierten Teileaustausch durch einen Roboter. Dies spart Platz in der Produktionslinie und macht sperrige Palettenwechselsysteme überflüssig. Sobald die Teile in die Bearbeitungszone einlaufen, werden sie gleichzeitig von zwei Fräsköpfen -jeweils mit drei motorisierten Spindeln-bearbeitet, wodurch ein Werkzeugwechsel entfällt. Der Werkstückwechsel dauert nur Sekunden, was zu einer Anlagenauslastung von nahezu 100 % führt. Die effiziente Produktion von CNC-Aluminiumteilen basiert auf diesem Design ohne Ausfallzeiten.
Für Strukturbauteile aus Aluminiumlegierungen in der Luft- und Raumfahrt, die einen erheblichen Materialabtrag erfordern, ist eine „Flip-{0}}Fräskonfiguration- unter Verwendung eines Kipptisches in Kombination mit einem Gabelfräskopf mit zwei-Freiheitsgraden-{5}}eine ideale Lösung.- Für Maschinenwerkstätten, in denen Kleinserien mit hoher-Vielfalt produziert werden, bietet dieser leichte Aufbau eine einfache Bedienung: Teile werden für die vertikale Bearbeitung horizontal platziert, während das Entgraten oder Teilen{10}}umdrehen gleichzeitig an einer sekundären Station durchgeführt werden kann. Da der Arbeitstisch außerhalb des Maschinengehäuses positioniert ist, ist eine automatisierte Be- und Entladung problemlos realisierbar. In flexiblen Fertigungsumgebungen bietet dieser Flip-{13}}Ansatz eine außergewöhnliche Kosten-effektivität.
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