Kern Fortis HD: Fünffachbearbeitung mit höchster Präzision

Das Fünffachbearbeitungszentrum Kern Fortis HD bietet die bekannte, unglaubliche Kern-Präzision in neuer Dimension.

Christian Maier
Projektleiter, Kern Microtechnik

„Dank der Mikrospalt-Hydrostatik und des präzisen Temperaturmanagements erreichen wir bei der Fortis HD die gleiche hohe Genauigkeit wie bei der Micro HD – selbst bei nahezu verdoppelten Verfahrwegen.“

Vor acht Jahren begann für das Kern-Team der Traum, die außergewöhnliche Genauigkeit des 5-Achs-Berabeitungszentrums Micro HD auch in anderen, bis zu doppelt großen Dimensionen erreichen zu können. Nun ist dieser Traum Wirklichkeit geworden und hat einen Namen: Kern Fortis HD. Auf der EMO 2025 wurde die Maschine erstmals einem breiten Fachpublikum vorgestellt; die Auslieferung ist ab Mitte 2026 möglich. In den Fokus rücken damit unter anderem Branchen wie Werkzeug- und Formenbau sowie verschiedenste Teilefertigungen.

Kern-Geschäftsführer Simon Eickholt ist die Freude über die neue Innovation ins Gesicht geschrieben. Dennoch erklärt er sachlich: „Die Fortis HD ist nicht nur optisch sehr nah an unserer Micro HD. Sie war auch in technischer Hinsicht und in puncto Bedienbarkeit gewissermaßen die Vorlage für unsere Entwickler und hat entsprechend viele Ähnlichkeiten.“ Emotionaler ergänzt er dann: „Dass es uns gelungen ist, die unerreichte Präzision auch auf etwa doppelt so große Verfahrwege und Bauteile zu übertragen, finde ich noch immer unglaublich. Denn es ist nicht so, dass wir die Kern Micro HD einfach mal zwei nehmen. Die Kern Fortis funktioniert zwar nach den gleichen Prinzipien, aber letztlich eine komplett neue Maschine.“

Der großzügige Bearbeitungsraum der Kern Fortis HD ermöglicht etwa doppelte Verfahrwege gegenüber der Kern Micro HD. Heißt: Rohlinge dürfen bis zu 565 mm Durchmesser haben und 350 mm hoch sein.

Kern Genauigkeit trotz neuer Dimension

Um insbesondere den Begriffen Bauteilgröße, Verfahrwege und „unerreichte Präzision“ ein Gesicht zu geben: Rohlinge dürfen für die Fortis HD bis zu 565 mm Durchmesser haben und 350 mm hoch sein (Micro HD: D = 350 mm, H = 200 mm). Die Verfahrwege liegen bei: X = 780 mm, Y = 420 mm und Z = 450 mm (Micro HD: 350, 220, 250 mm). Die Maschine benötigt eine Aufstellfläche von 4,07 m x 3,05 m und hat eine Höhe von 3,48 m (Micro HD: 2,65 m x 1,7 m und H = 2,65 m).

Was die Bauteil-Genauigkeit betrifft, so beweist die Fortis HD trotz der nahezu doppelten Größe gleiche Ergebnisse wie die Micro HD. Die Basis hierfür liegt unter anderem in der Positionsgenauigkeit der Linearachsen. Diverse Messungen haben ergeben, dass die Werte der beiden Maschinen fast identisch sind. Kreisformtests bestätigten der Fortis bei gleichem Verfahrweg Genauigkeiten unter 1 µm – und das sogar in Serie. Nach Überzeugung des Kern-Teams kann dies bis dato keine andere 5-Achs Maschine dieser Größe.

Dank einer zweiteiligen Zugangstüre ist die Fortis HD optimal zugänglich und übersichtlich.

Große Zerspanungsvolumen

Wichtig für die Anwendung in der Praxis ist zudem, dass die Kern Fortis HD neben höchster Genauigkeit auch große Zerspanungsvolumen von bis zu 1 l/min in Stahl realisiert. Entscheidend dafür: Neben einer HSK 40 Werkzeugspindel steht auch eine HSK 63-Version zur Verfügung, die Werkzeuge mit bis zu 200 mm Durchmesser und 390 mm Länge aufnehmen kann.

Beide sind von dem Kern-Entwicklungspartner Fischer als CSC-Spindeln (Compact Shaft Cooling) ausgelegt. Heißt: Die integrierte Wellenkühlung sorgt dafür, dass auf ansonsten notwendige Einlaufzeiten weitestgehend verzichtet werden kann. Zudem bleibt die Spindel selbst bei maximaler Drehzahl und höchster Belastung thermisch stabil, was unter anderem für Werkzeughalter und Werkzeug wichtig ist. So erzielen Anwender stets stabile Fräsprozesse mit hohen Abtragraten beim Schruppen und mit spiegelglatten Oberflächen beim Schlichten.

Trotz nur rund 1,5-fach größerer Außenmaße im Vergleich zur Micro HD bietet das 5-Achs-Bearbeitungszentrum nahezu doppelt so lange Verfahrwege und ausreichend Platz für große Bauteile.

Mikrospalt-Hydrostatik und Temperaturmanagement

Für die hohe Leistung und Präzision sind aber noch einige weitere technische Highlights entscheidend, die in Anlehnung an die Micro HD auf die Fortis übertragen und weiterentwickelt wurden. So haben die Entwickler rund um Projektleiter Christian Maier beispielsweise HD-like alle Linearachsen mit Direktantrieben und der von Kern patentierten Mikrospalt-Hydrostatik ausgestattet. Der Ingenieur erklärt: „Durch den geringen Spalt werden optimale Steifigkeit und Dämpfungseigenschaften erreicht, was für höchste Oberflächengüte und Genauigkeit am Werkstück sorgt.“ Gleichzeitig macht das integrale Design in Kombination mit Linearmotoren die Antriebe besonders robust und reduziert den Energieverbrauch gegenüber herkömmlichen hydrostatischen Systemen um etwa 80 Prozent.

Ebenso bedeutend für die dauerhaft erzielbare Präzision ist das Temperaturmanagement. Ähnlich wie bei der Micro HD sind die Linearmotore temperiert und in das hydrostatische Linearachs-System integriert. Diese Maßnahme minimiert bereits den Wärmeeintrag. Zusätzlich werden auch die Strukturen wie Schwenkachse, Linearachsen und Spindel durch ein extrem genau geregeltes Temperaturmanagement mit einem Volumenstrom von bis zu 260 l/min temperiert. Christian Maier dazu: „So schaffen wir es, auch in der Fortis die Temperaturschwankungen bei lediglich +/- 0,05 Kelvin zu halten.“

Christian Maier, Projektleiter (li.), und Simon Eickholt, Geschäftsführer bei Kern Microtechnik freuen sich über das gelungene Ergebnis.

Produktivität und Zerspanleistung

Neben den anspruchsvollen Anpassungen an die veränderten Dimensionen haben Projektleiter Maier und sein Team auch einige komplett neue Ansätze umgesetzt. Zwei Maßnahmen tragen beispielsweise dem höheren Spänevolumen des neuen Bearbeitungszentrums Rechnung. Zum einen sind die Achsen komplett eingehaust und somit optimal geschützt. Zum anderen kommen Kratzbandförderer und eine Bandfilteranlage zum Einsatz, nachdem die Späne durch ein neues Design des Maschinenraums zuverlässig abtransportiert wurden.

Wie bei der Kern Micro HD dieses Jahr eingeführt wird auch die Fortis HD mit den neuen TNC7 Steuerung von Heidenhain ausgeliefert. Dadurch ist sowohl höchste technische Stabilität als auch Bedienerfreundlichkeit gewährleistet. Der Programmaufbau entspricht dem gewohnten Bild, und es lassen sich meist mit geringen Anpassungen bestehende Programme einfach übertragen.

Seit Jahren in der Erprobung

Dass die neuen Entwicklungen bei der Kern Fortis HD nicht nur in der Theorie gut klingen, sondern auch in der Praxis funktionieren, hat Kern in aufwändigen Tests und bei Probeeinsätzen für mehrere Kunden nachgewiesen. Geschäftsführer Simon Eickholt stellt erfreut fest: „Wir bekamen mehrfach das Feedback, dass wir mit unserer Fortis bereits nach kurzen Einlaufphasen bessere Ergebnisse erzielen, als es unsere Kunden mit ihren präzisesten Bestandsmaschinen schaffen. Obwohl diese bereits monatelange Optimierungszeiten hinter sich hatten." Rückmeldungen, die auf eine hohe Nachfrage schließen lassen.