
Wrzeciona i elektrowrzeciona: serce każdej frezarki
Własny rozwój i produkcja elektrowrzecion i wrzecion napędowych – który producent maszyn może to zaoferować? Starrag przez dziesięciolecia zdobyło niezrównane doświadczenie w tej dziedzinie. Klienci korzystają z konstrukcji wrzecion dostosowanych do konkretnych zastosowań, wiodących technologii najwyższej jakości, a także szybkiego serwisu w przypadkach jakichkolwiek – choć rzadkich – awarii.
Wrzeciono jest sercem frezarki. Odgrywa ono kluczową rolę dla zapewnienia, że wyniki obróbki spełniają oczekiwania użytkownika – podkreślał Rainer Hungerbühler, dyrektor sprzedaży w dziale lotnictwa i turbin w Starrag
„Cieszę się, że mamy tutaj w Rorschacherberg własny zakład produkcji wrzecion i połączone z nim centrum eksperckie. Dzięki temu możemy zaprojektować wrzeciono dokładnie dla danej maszyny i danego zastosowania, co jest bardzo ważne dla nas jako zorientowanego na rozwiązania dostawcy systemów produkcyjnych „pod klucz”.
Dla naszych klientów jest to bardzo korzystna sytuacja. Otrzymują oni produkty, w których kinematyka maszyny, napędy i wrzeciono idealnie są dopasowane – dostosowane do trudnych do obróbki skrawaniem materiałów, takich jak tytan i Inconel, elementów konstrukcyjnych wykonanych z aluminium lub do innych zastosowań. Rainer Hungerbühler wyjaśnia: „Projektujemy krzywą charakterystyki wrzeciona w taki sposób, aby wymagane parametry skrawania były dostępne dla optymalnej obróbki poszczególnych komponentów”.
Hungerbühler zwraca uwagę na jeszcze jedną zaletę własnej produkcji: „Dzięki własnej produkcji jesteśmy niezależni od zewnętrznych producentów wrzecion. Podczas pandemii koronawirusa widzieliśmy, jak nawet solidni dostawcy mieli problemy z wywiązaniem się ze swoich zobowiązań w zakresie dostaw. Dzięki własnej produkcji nie dotyka to ani nas, ani naszych klientów”.
Długa historia sukcesu wrzecion napędowych
Starrag rozpoczął produkcję wrzecion napędowych w 1920 roku i przez lata zdobył ogromną wiedzę. Obecnie wszystkie maszyny serii STC produkowane w Rorschacherberg są wyposażone w te wrzeciona. Pięcio- i sześcioosiowe centra obróbcze zapewniają niezwykle ekonomiczną obróbkę skomplikowanych elementów konstrukcyjnych i korpusów z długimi czasami cyklu.
„Nasze maszyny z serii STC korzystają z własnego wrzeciona napędowego Starrag na wiele sposobów”, mówi Rainer Hungerbühler. „Ponieważ ich konstrukcja ma wyjątkowo mały kontur kolizji, możemy bardzo zbliżyć się do obrabianego przedmiotu głowicą. Oznacza to, że użytkownik może stosować krótkie narzędzia, co sprzyja stabilnemu procesowi frezowania i zapewnia długą żywotność narzędzia”. Podkreśla jeszcze jedną mocną stronę: „nasze wrzeciono napędowe jest praktycznie niezniszczalne. Oznacza to, że zapewnia ono wysoki poziom bezpieczeństwa procesu i pracy oraz praktycznie nie powoduje przestojów maszyny”.
Ze względu na różne rozmiary i zastosowania maszyn, Starrag oferuje wrzeciona napędowe z dwoma różnymi silnikami i w różnych przełożeniach. Najczęściej stosowana jest wersja 37 kW z maksymalną prędkością 8000 obr/min i momentem obrotowym 940 Nm przy ciągłym obciążeniu (praca w trybie S1). Dostępna jest również wersja z momentem obrotowym 1600 Nm i prędkością 4500 obr/min. „Czymś wyjątkowym jest nasze wrzeciono napędowe, które obraca się z prędkością do 12000 obr / min (moment obrotowy 620 Nm) z interfejsem HSK-A100 wspólnym dla maszyn STC. Nie znam innego dostawcy, który ma takie wrzeciono w swojej ofercie”, mówi Rainer Hungerbühler.
Elektrowrzeciona na drodze do sukcesu
Centrum Eksperckie zajmujące się wrzecionami koncentruje swoje prace przede wszystkim na elektrowrzecionach, poza znanymi od dawna wrzecionami napędowymi. Starrag projektuje i produkuje je od około 25 lat. Jednak zwłaszcza ostatnio przeżywają one swoisty boom.
Silvan Huber jest odpowiedzialny za elektrowrzeciona i napędy bezpośrednie jako inżynier ds. rozwoju od 2014 roku. „Dotychczas zainstalowaliśmy w naszych maszynach prawie 2500 elektrowrzecion. Tylko w zeszłym roku zainstalowaliśmy ich 160, czyli dwa razy więcej niż rok wcześniej” – opowiada. Jest przekonany, że w ciągu najbliższych dwóch lat produkcja ponownie się podwoi.
Przyczynę tego widzi w jakości i wiodącej technologii elektrowrzecion Starrag – co jest przede wszystkim zasługą „naszego zespołu ekspertów, którzy pracują na najnowocześniejszych urządzeniach do projektowania, montażu, remontów i testowania, aby móc zagwarantować klientom produkty najwyższej klasy”. Przekonało to również osoby odpowiedzialne w zakładach w Chemnitz i Vuadens do zastosowania eletrowrzecion Starrag w maszynach serii Heckert H i nowych centrach Bumotec s181 i 191neo.
„Wszystkie 5-osiowe centra do obróbki łopatek turbin z serii LX oraz centrum obróbcze do obróbki łopatek NB 151 są wyposażone w nasze własne elektrowrzeciona. W centrach frezarskich STC, jeśli nie zainstalowano wrzeciona napędowego, używane jest nasze wrzeciono HSK-T100 o prędkości 18 000 obr/min,” wyjaśnia Silvan Huber.
Nowe rozwiązania na najwyższym poziomie
Starrag oferuje niezwykle szeroki wachlarz elektrowrzecion. Zakres zaczyna się od wrzeciona o mocy 2,5 kW i momencie obrotowym 2 Nm. Górną granicę stanowią wrzeciona o momencie obrotowym do 350 Nm. Jeśli chodzi o prędkość obrotową, zakres rozciąga się od 12 000 obr/min do 40 000 obr/min.
Silvan Huber zwraca uwagę na niedawno wprowadzone eletrowrzeciono o mocy 80 kW (250 Nm i 18 000 obr/min; praca w trybie S1), które gwarantuje bezprecedensową produktywność i dlatego jest oferowane dla całej serii STC. Jest ono wyposażone w interfejs narzędziowy HSK-T100, zapewnia siłę zacisku narzędzia > 45 kN, siłę zacisku wału 1400 Nm i jest przystosowane do wewnętrznego zasilania chłodziwem o ciśnieniu do 140 barów.
Według Silvana Hubera, wrzeciono jest atrakcyjne nie tylko ze względu na swoje dane wydajnościowe, ale również ze względu na wysoką jakość, która opiera się na własnej produkcji i komponentach, takich jak łożyska i silniki, które są kupowane wyłącznie od znanych producentów. Przekłada się to na stabilność, czas pracy i żywotność. Wrzeciono wyposażone jest również w czujniki, które zapewniają wysoką precyzję.
Zakład w Chemnitz, który wyposaża swoje centra obróbcze Heckert w to wrzeciono, opracował niedawno wyniki pomiarów osiowego przemieszczenia wałka. Jest ono mniejsze niż 10 μm w całym zakresie prędkości. „Biorąc pod uwagę, że prędkość 18 000 obr/min i wynikające z niej rozszerzalność cieplna powodują przesunięcie o około 200 μm, to udało nam się wyjątkowo dobrze skompensować to odchylenie za pomocą technologii czujników”, mówi dumnie inżynier ds. rozwoju.
Lider technologii
Starrag już pracuje nad dalszymi optymalizacjami. „Obecnie koncentrujemy się szczególnie na zwiększeniu prędkości wrzeciona, a tym samym na zwiększeniu wydajności skrawania. Otwiera to drogę dla innowacyjnych i zoptymalizowanych procesów frezowania ” – wskazuje Silvan Huber.
Najnowsze rozwiązania stosowane są również w innych elementach konstrukcyjnych. Należą do nich dysze rozprowadzające chłodziwo w końcówce wrzeciona, których kąt natrysku można teraz zaprogramować i automatycznie dostosować do długości narzędzia. Kolejną innowacją są wrzeciona do centrów obróbczych Bumotec s181 i 191neo, które służą do kriogenicznego skrawania.
Silvan Huber wyjaśnia: „Opracowaliśmy elektrowrzeciono ze specjalnym obrotowym przepustem, dzięki czemu kriogeniczne chłodzenie CO² może dotrzeć do krawędzi skrawającej narzędzia. Jest to specjalne rozwiązanie, które nadaje się do obróbki protez drukowanych w 3D, ale może być również przynieść znaczące korzyści przy obróbce PEEK (wysokowydajnego tworzywa sztucznego) lub wierceniu części tytanowych. Dzięki rozwojowi elektrowrzecion w ostatnich latach wysunęliśmy się na czoło technologicznego postępu. I nadal będziemy się doskonalić, aż osiągniemy światowy szczyt.”
Jak nowy po remoncie
Kolejny czynnik, na którym koncentrują się konstruktorzy to żywotność elektrowrzecion. Starrag zazwyczaj udziela rocznej gwarancji.
„Żywotność elektrowrzeciona zależy nie tylko od jego jakości, ale także od obciążenia, któremu jest poddawane. Dlatego nie jesteśmy w stanie sformułować żadnych ogólnych stwierdzeń dotyczących żywotności. Oczywiście zawsze służymy pomocą, jeśli klient potrzebuje przeglądu wrzeciona lub zdarzy mu się awaria”, opowiada Rainer Hungerbühler.
Starrag posiada bogate doświadczenie i wiedzę specjalistyczną w zakresie remontów elektrowrzecion, które przeprowadzane są przez wysoko wykwalifikowany personel w Rorschacherberg. Posiadają oni w magazynie oryginalne części zamienne, dzięki którym wrzeciona są przywracane niemalże do nowego stanu – dając nową gwarancją producenta na wymienione komponenty. Starrag posiada magazyny części zamiennych na całym świecie, które mogą wysłać kompletne wrzeciona w ciągu 24 godzin.
O European Technology
Uczestniczą w bardzo skomplikowanych projektach technologicznych, gdzie oprócz obrabiarek CNC dostarczają technologię polegającą na doborze narzędzi, systemów mocowania, parametrów skrawania. Wdrażają oferowane rozwiązania, optymalizując procesy produkcyjne. Dodatkowo firma oferta obejmuje systemy automatyzacji, a w wybranych przypadkach pełne zautomatyzowane linie technologiczne i elastyczne systemy wytwarzania. |