Ultrapräzisionsbearbeitung 

Die Ultrapräzisionsbearbeitung (UP-Bearbeitung) definiert nicht nur die Bauteilgenauigkeit hinsichtlich Maß und Form, sondern auch die Oberflächengüte. Während viele Unternehmen hohe Präzision erreichen, erzielen andere hohe Oberflächengüten. Die Kombination beider Ziele führt zu scheinbar unüberwindbaren Herausforderungen und prägt die Definition von „Ultrapräzisionsbearbeitung“.

Obwohl es keine genauen zahlenmäßigen Grenzwerte gibt, kann ein Maschinensystem als ultrapräzise definiert werden, wenn die Wiederholpositioniergenauigkeiten im Mehrachsbetrieb und die Spindelfehler unter 50 nm liegen. Maschinensysteme sind hochkomplex und erfordern versierte Bediener. Der Druck zur Effizienzsteigerung und Automatisierung wächst zwar stetig, jedoch legen die Spindellösungen von Levicron den Grundstein für eine Erweiterung in Richtung hochautomatisierter CNC-Bearbeitung.

Levicron’s Mission

„To make Ultra-Precision Machine Tools
more productive“

Abgeleitete Anforderungen an ultrapräzise Bearbeitungsmaschinen
  • Positionierwiederholgenauigkeit: < 50 nm
  • Spindelfehler (ISO230-7): < 50 nm
  • Temperaturstabilität: < 0.2 °C
  • Regelpositionsabweichung: < 5 nm
Abgeleitete Anforderungen an ultrapräzise Bauteilergebnisse
  • Maß- und Formhaltigkeit: < 100 nm
  • Oberflächengüten: <20 Nm
Geeignete Fertigungsverfahren mit Spindellösungen von Levicron
1. Diamond turning

Das Diamantdrehen ist ein Zerspanungsverfahren, bei dem eine definierte, feststehende Schneide verwendet wird, meist aus MKD *) oder PKD **).

Ein Verfahren, bei dem sowohl das Werkzeug als auch das Werkstück rotieren, wird als Dreh-Fräsen bezeichnet.

2. Milling

Das Fräsen ist ein Zerspanungsverfahren, bei dem eine definierte, rotierende Schneide verwendet wird, meist aus MKD *) oder PKD **).

Es kann sowohl als 1-Schneidenverfahren (Flycutting) als auch als Mehrschneidenverfahren ausgeführt werden.

3. Grinding

Das Schleifen ist ein Zerspanungsverfahren, das eine undefinierte Schneide (Korn) verwendet. Die Schleifmaterialien sind meist aus Diamant oder CBN ***) und werden in Keramik-, Kunststoff- oder Metallbindung verarbeitet.

Schleifwerkzeuge können abrichtbar oder nicht abrichtbar sein. Bei nicht abrichtbaren Schleifwerkzeugen sind der Spindelrundlauf sowie die synchronen Spindelfehler von entscheidender Bedeutung. Bei abrichtbaren Schleifwerkzeugen spielt zudem der asynchrone Spindelfehler eine wichtige Rolle.

Das präziseste Verfahren mit der längsten Bearbeitungsdauer ist das Polierschleifen.

Weitere Verfahren: Erodieren und Laserbearbeitung 

*) MKD = Monokristalliner Diamant; **) PKD= Polykristalliner Diamant; ***) Kubisches Bornitrid

Unsere Empfehlung für Ultrapräzisionsmaschinen
ASD-Px
Die vielseitigste Spindellösung mit diversen Gehäuse- und Aufspannoptionen mit bis zu 12.000 Upm

Die ASD-Px, konzipiert als besonders belastbare Werkstückspindel und ausgestattet mit einer speziellen Synchronmotortechnologie mit Luftspaltwicklung sowie unserem patentierten Lagersystem, hat sich als Referenz für ultrapräzise Werkstückspindeln auf dem internationalen Markt etabliert.

Bereit für Ihre ultrapräzise Dreh- oder Positionieraufgaben.

Spindelfehler (Error-Motion)

Über einen Zeitraum von fünf Jahren weist unsere ASD-Px folgende durchschnittlichen Spindelfehler gemäß DIN ISO 230-7 auf:

  • Synchron: radial 6,5 nm, axial 5,3 nm
  • Asynchron: radial 2,8 nm, axial 1,4 nm
U/ASD-Cx & ASD-CLT
Für das Drehen von Kontaktlinsen mit einer automatischen, pneumatisch betätigten Präzisionsspannzange

Während andere Anbieter von Spindellösungen für das Drehen von Kontaktlinsen auf konventionelle oder Hochgeschwindigkeitsspindeln setzen, haben wir unsere ultrapräzise Werkzeugspindel ASD-Cx, mit Spindelfehlern von weniger als 30 nm, angepasst. Dadurch ermöglichen wir dem Anwender Linsenqualitäten mit Oberflächenrauheiten von unter 2 nm Ra.

U/ASD-H25(A)
Die Referenz für die Bearbeitung von Gesenken für optische Bauteile mit HSK-E 25 Schnittstelle

Unsere Werkzeugspindel zeichnet sich durch exzellente dynamische und thermische Langzeitstabilität, hohe Nullpunktsteifigkeit und minimale Spindelfehler (Error-Motion) aus, wodurch sie die ideale Wahl für die Bearbeitung optischer Formgesenke und anspruchsvoller Direktbauteile in Fräs- und Schleifprozessen ist.

Diese herausragenden Eigenschaften werden durch einen schnellen, automatischen Werkzeugwechsel ergänzt, der speziell für die Anforderungen der Ultrapräzisionszerspanung entwickelt wurde.

Ausgesuchte Referenzen