Was sind angetriebene Werkzeuge?

Angetriebene werkzeuge sind multifunktionale Hilfsmittel, die direkt an CNC-Drehmaschinen und Drehzentren angebaut werden, um zusätzliche Bearbeitungsschritte ohne Werkzeugwechsel durchzuführen. Im Gegensatz zu herkömmlichen, festen Werkzeugen besitzen sie einen eigenen Antrieb, der es ermöglicht, Fräs-, Bohr- oder Gewindeschneidprozesse während des Drehens simultan auszuführen. Diese Werkzeuge werden oftmals mit speziellen Motoreinheiten, sogenannten Antriebssystemen, ausgestattet, die präzise Steuerung und hohe Leistungsfähigkeit gewährleisten.

Der Begriff „angetriebene werkzeuge“ umfasst dabei verschiedene Bauarten, wie Radialköpfe, Axialköpfe und Schwenkköpfe, die je nach Einsatz und Anforderungen ausgewählt werden. Sie sind speziell für die Integration in bestehende Fertigungssysteme konzipiert und lassen sich auf nahezu jeder gängigen Maschine montieren. Damit erweitern sie die Funktionalität der Drehmaschine erheblich und ermöglichen komplexe Bearbeitungsschritte in einem einzigen Arbeitsgang.

Vorteile für die Fertigungseffizienz

Der Einsatz angetriebener werkzeuge bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich, die unmittelbar zu einer Steigerung der Fertigungseffizienz beitragen:

• Reduzierte Rüstzeiten: Dank der Fähigkeit, Fräs- und Bohroperationen direkt in den Bearbeitungsprozess zu integrieren, entfallen häufige Werkzeugwechsel und Umrüstzeiten. Dies führt zu einer erheblichen Verkürzung der Produktionszyklen.
• Höhere Produktivität: Mehrere Bearbeitungsschritte werden in einem Durchlauf durchgeführt, wodurch die Auslastung der Maschine maximiert und die Durchlaufzeit minimiert wird.
• Verbesserte Genauigkeit: Die präzise Steuerung der Antriebssysteme sorgt für gleichbleibende Qualität und enge Toleranzen, was insbesondere bei Serienfertigungen von Vorteil ist.
• Flexibilität bei komplexen Bauteilen: Angetriebene werkzeuge ermöglichen anspruchsvolle Bearbeitungen wie Schwenk- oder Fräsoperationen direkt an der Drehmaschine, ohne dass separate Einrichtungen erforderlich sind.
• Kosteneinsparungen: Weniger Werkzeugwechsel, kürzere Zykluszeiten und geringerer Wartungsaufwand führen zu erheblichen Kostenvorteilen im Produktionsprozess.

Anwendungsbereiche in der Drehtechnik

Automobilindustrie

In der Automobilbranche ermöglichen angetriebene werkzeuge die effiziente Herstellung komplexer Komponenten wie Kurbelwellen, Achsen oder Ventilträger. Die Fähigkeit, Fräs- und Bohrprozesse direkt auf der Drehmaschine durchzuführen, reduziert die Anzahl der Arbeitsschritte erheblich und sorgt für hohe Fertigungsgenauigkeit.

Medizintechnik

Hier sind Präzision und Oberflächenqualität von höchster Bedeutung. Angetriebene werkzeuge erlauben die Bearbeitung von hochwertigen Implantaten und chirurgischen Instrumenten mit engen Toleranzen, wobei gleichzeitig die Produktivität gesteigert wird.

Luft- und Raumfahrt

Die Fertigung wingsalter Komponenten erfordert hochpräzise Bearbeitungen von Titan, Inconel oder anderen hochfesten Legierungen. Angetriebene werkzeuge bieten die Flexibilität und Leistung, um diese anspruchsvollen Materialien effizient zu verarbeiten.

Auswahl der richtigen Werkzeuge für Ihre Drehmaschine

Kompatibilitätskriterien und Standards

Bei der Auswahl angetriebener werkzeuge ist die Kompatibilität mit der vorhandenen Maschine entscheidend. Dabei spielen Standardisierungen wie VDI (Verein Deutscher Ingenieure) und ISO eine zentrale Rolle. Werkzeuge sollten gemäß den gängigen Normen wie VDI 40, VDI 50 oder VDI 30 ausgelegt sein, um einen problemlosen Austausch und eine sichere Integration zu gewährleisten.

Wichtig ist auch die Überprüfung der jeweiligen Spannsysteme und Werkzeugaufnahmen, die auf die spezifischen Anforderungen der Maschine abgestimmt sein müssen. Hersteller wie Hoffmann Group, Gerardi SPA oder Mimatic bieten ein breites Portfolio, das auf diese Standards abgestimmt ist.

Wichtigste Hersteller und Marken

Der Markt für angetriebene werkzeuge ist geprägt von mehreren namhaften Herstellern, die für Qualität, Innovation und Langlebigkeit stehen:

• Heimatec: Bietet eine umfangreiche Produktpalette an hochpräzisen Antrieben und Werkzeugaufnahme-Systemen.
• Mimatic: Spezialisiert auf Präzisionswerkzeuge und individuell anpassbare Systeme für anspruchsvolle Fertigungsprozesse.
• Garanz: Bekannt für robuste und vielseitige Werkzeuge, die speziell für die Automatisierung und hohe Materialbeanspruchung entwickelt wurden.
• Gerardi SPA: Innovativer Anbieter mit Fokus auf CNC-Drehzentren und multifunktionale Werkzeuglösungen.

Tipps für die Investition und Wartung

Beim Kauf angetriebener werkzeuge sollte stets auf eine gründliche Analyse der technischen Spezifikationen, Kompatibilität und der Service- und Wartungsangebote der Hersteller geachtet werden. Investitionen in qualitativ hochwertige Werkzeuge amortisieren sich langfristig durch geringere Ausfallraten und eine höhere Prozessstabilität.

Regelmäßige Wartung, Reinigung und präzise Kalibrierung sind essenziell, um die Leistungsfähigkeit zu erhalten. Einsatz von Schutzvorrichtungen und Schulungen des Bedienungspersonals sichern die Betriebssicherheit und minimieren Sicherheitsrisiken.

Praktische Einsatzbeispiele und Best Practices

Optimale Einsatzszenarien

Am effektivsten sind angetriebene werkzeuge bei der Serienfertigung großer Stückzahlen, bei komplexen Geometrien sowie beim Fräsen und Bohren in einer Arbeitsgang. Beispielsweise kann die Herstellung einer Automobilwelle in einem einzigen Durchlauf durch den Einsatz eines Radialkopfes mit Fräsfunktion erheblich beschleunigt werden.

Fehlerquellen und Problemlösungen

Typische Herausforderungen sind Instabilitäten im Werkzeug, unzureichende Spannungen oder Kompatibilitätsprobleme. Diese lassen sich durch sorgfältige Auswahl der Werkzeuge, korrekte Montage sowie durch Überprüfung der Maschinenparameter minimieren. Automatisierte Überwachungssysteme helfen, Fehler frühzeitig zu erkennen und die Fertigung stabil zu halten.

Messung der Leistungsverbesserung

Die Wirksamkeit angetriebener werkzeuge lässt sich anhand von Kennzahlen wie Zykluszeit, Werkzeugverschleiß, Toleranzgenauigkeit und Oberflächenqualität bewerten. Moderne Messtechniken und Echtzeit-Datenanalyse unterstützen die kontinuierliche Optimierung der Prozesse.

Neue Technologien und zukünftige Entwicklungen

Innovative Werkzeugsysteme

Die Entwicklung hochpräziser, leichter und modularer Systeme ermöglicht schnellere Wechsel und bessere Anpassung an verschiedene Bearbeitungsaufgaben. Adaptive Steuerungssysteme, die auf Messdaten reagieren, verbessern die Bearbeitungsqualität weiter.

Automatisierung und Smart Tools

Intelligente angetriebene werkzeuge integrieren Sensoren zur Zustandüberwachung, um Verschleiß oder Schäden frühzeitig zu erkennen. Vernetzte Systeme erlauben die automatische Optimierung der Bearbeitungsparameter und minimieren Stillstandszeiten.

Trends in der Metallbearbeitung

Der Fokus liegt zunehmend auf Digitalisierung, Künstlicher Intelligenz und der Verbindung aller Fertigungsschritte in integrierte Industrie-4.0-Lösungen. Zukunftsorientierte Werkzeuge passen sich automatisch an Materialeigenschaften und Produktionsanforderungen an.

Wartung, Pflege und Sicherheitsrichtlinien

Regelmäßige Wartungstipps

Grundlage ist eine zyklische Überprüfung aller beweglichen Teile, Schmierung der Antriebssysteme, Kalibrierung und Reinigung. Die Anwendung von Originalersatzteilen garantiert die Funktionalität und Lebensdauer der Werkzeuge.

Sicherheitsmaßnahmen im Betrieb

Schutzausrüstung, Sicherheitsabdeckungen und Not-Aus-Schalter sind Pflicht. Bediener sollten regelmäßig geschult werden, um Risiken durch rotierende Teile, hohe Temperaturen oder scharfe Kanten zu minimieren.

Schulungen und Weiterbildungsangebote

Fortbildungen zu Bedienung, Wartung und Fehlerdiagnose sind essenziell, um die Leistungsfähigkeit der Werkzeuge optimal zu nutzen und Sicherheit zu gewährleisten. Hersteller und spezialisierte Schulungsanbieter bieten hierfür zahlreiche Kurse an.