Eine von zwei Ausstellern gemeinsam angebotene Maschinenlösung zur Bearbeitung von Getriebe-Futterteilen zeigt auf, wie sich Fertigungsverfahren sinnvoll kombinieren lassen. Im ersten Maschinenteil erfolgt eine Bearbeitung der Referenzflächen durch das Rotationsdrehen. Dabei kann ein Außen-, Innen- und Plandrehen von weichen oder bereits gehärteten Getriebebauteilen mit herausragenden Oberflächenrauheiten (Rz = 1 µm) erfolgen (J.G. Weisser Söhne Werkzeugmaschinenfabrik GmbH & Co. KG, St. Georgen). Über ein integriertes Bauteilhandhabungssystem erfolgen ein Umdrehen des Bauteils und der Materialtransport zum zweiten Maschinenteil. Dort erfolgt das Fertigschleifen von geraden oder schrägen Verzahnungen (Kapp GmbH, Coburg).
Der Laser wird mehr und mehr als Fertigungsinstrument akzeptiert. In Bereichen, wo hochharte keramische Werkstoffe bisher nur durch Schleifen bearbeitet werden konnten, können Lasersysteme integriert werden. Ein Aussteller von Drehmaschinen nutzt den Laser zur hybriden Außenbearbeitung von Siliziumnitridkeramiken. Die Energie des vor der Schneide fokussierten Laserstrahls setzt die Fließgrenze des Materials herab, so dass eine Drehbearbeitung mit Diamantwerkzeugen möglich ist. Durch den Lasereinsatz ergeben sich für metallische Werkstoffe weitere Möglichkeiten wie das Aufhärten, das Zuführen von Hartstoffpartikeln oder das Mikrostrukturieren lokaler Bauteilabschnitte. Im Falle der Verwendung von Hartstoffpartikeln werden Wolfram- oder Titan-Karbide verwendet, die mit ihren keramischen Eigenschaften und insbesondere der hohen Härte die Verschleißbeständigkeit verbessern. Die Innenbearbeitung befindet sich derzeit in der Entwicklung (A. Monforts Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG, Mönchengladbach). In Bearbeitungszentren können Lasersysteme parallel zu klassischen Zerspanwerkzeugen verwendet werden, um damit 5-achsig Bauteiloberflächen mit Mikrostrukturen zu versehen. In Abhängigkeit des zu bearbeitenden Werkstoffs und der Abtragsleistung kann zwischen Faser-, Dioden- und Pikosekundenlasern ausgewählt werden. Ein Anbieter zeigte beispielhaft das Einbringen einer genarbten Oberfläche in die Gesenke aus dem Werkzeug- und Formenbau (Sauer GmbH I Lasertec, Pfronten).
Das gezielte Einbringen von thermischer Energie wird auch bei der Herstellung von Kugelrollspindeln durch Trocken-Hartwirbeln genutzt. Das Wirbelwerkzeug ist dazu mit Wendeschneiplatten aus kubischem Bornitrid ausges-tattet, die den gehärteten Rundstahl trocken bearbeiten. Die Premium-Variante der Maschinenreihe ist mit einem massiven Granitbett ausgestattet, das durch seine Steifigkeit und thermische Trägheit Schwingungen und Verlagerungen vermeidet. Es werden exzellente Oberflächenqualitäten erreicht (Reitec GmbH & Co. KG, Hagen).
Für große Werkstücke, an denen vielfältige Bearbeitungsaufgaben durchgeführt werden müssen, bietet ein Hersteller eine Fahrständer-Fräsmaschine mit ausgewogenem Preis-Leistungs-Verhältnis an. Durch Eilganggeschwindigkeiten bis zu 40 m/min werden schnelle Verfahrbewegungen erreicht. Bei häufigen Positions- und Werkzeugwechseln kann dadurch die Nebenzeit verringert werden. Die Leistungskennwerte der Hauptspindel (Drehzahl bis zu 5 000 min-1, Leistung bis zu 30 kW und ein maximales Drehmoment von 850 Nm) reichen für allgemeine Zerspanoperationen aus (Union Werkzeugmaschinen GmbH Chemnitz, Chemnitz).
Speziell für schwer bearbeitbare Werkstoffe, beispielsweise Nickel- und Titanlegierungen für die Luft- und Raumfahrt, bietet ein Hersteller ein Bearbeitungszentrum an, das einen Kühlschmierstoffdruck von bis zu 150 bar bereitstellt. Damit können auch höhere Zeitspanvolumina, bei denen ein Großteil der eingebrachten Leistung in thermische Energie umgesetzt wird, effizienter bearbeitet werden. Um Drehoperationen auch an nicht-rotationssymmetrischen, kubischen Werkstücken im Bearbeitungszentrum durchführen zu können, ist ein Rundtisch integriert, der Werkstückdurchmesser bis zu 1 200 mm erlaubt (Okuma Corporation, Oguchi, Aichi-Pref., Japan).
Sind die erreichbaren Drehzahlen bei Rundtischen bisher auf 1 000 min-1 begrenzt, so zeigte ein Aussteller ein Lagersystem, das in direkt angetriebenen Rundtischen Grenzdrehzahlen von bis zu 2 000 min-1 ermöglicht. Unter Beibehaltung der Steifigkeit und Genauigkeit wurden das Reibmoment und die auftretende Temperatur im Lager reduziert. Die Verdopplung der Grenzdrehzahl ist insbesondere dann wichtig, wenn auf Bearbeitungszentren kleine Werkstückdurchmesser bei technologisch angemessenen Schnittgeschwindigkeiten gedreht werden sollen (Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, Herzogenaurach, Ina Drives & Mechatronics GmbH & Co. oHG, Suhl).