Kern Microtechnik Micro HD: Um 30 Prozent produktiver

Seit dem Jahr 2020 hat der Präzisionsteile-Hersteller Innerbichler eine Kern Micro HD in seiner Produktionshalle stehen und fertigt auf ihr bei Bedarf rund um die Uhr – zwei Schichten komplett mannlos.

Bei der Innerbichler GmbH ist so manches klein – die Betriebsgröße mit sieben Mitarbeitern ebenso wie die zu fertigenden Produkte. Die dabei einzuhaltenden Toleranzen und Oberflächengüten bewegen sich im einstelligen µm-Bereich. Das Unternehmen beweist aber in anderer Hinsicht wahre Größe – im Angebots- und Kundenspektrum ebenso wie bei der Qualifikation der Mitarbeiter sowie der Qualität von Lieferanten, Maschinen und Produkten.

Hohe Qualität und Flexibilität sind für Gründer und Firmenchef Siegfried Innerbichler in jeglicher Hinsicht wichtig. Nur so kann er den Anforderungen seiner Kunden gerecht werden. Diese stammen durchwegs aus anspruchsvollen Branchen wie dem Werkzeugbau, der Analyse- und Medizintechnik, der Präzisionsoptik und der Automobilindustrie.

Jochen Fill
Prokurist bei der Innerbichler GmbH

„Die Kundenvorgaben erreichen wir zu 100 Prozent zuverlässig und mit der Micro HD um mehr als 30 Prozent schneller, als das früher möglich war.“

Gelebte Präzision

Dabei startete der gelernte Werkzeugmachermeister und Techniker seinen Betrieb ursprünglich im Jahr 1998 mit Dienstleistungen für Konstruktion und Handel: „Ich habe jahrelang bei renommierten Unternehmen in der Konstruktion gearbeitet. Da lag dieser Schritt für mich nahe.“ Schnell merkte Innerbichler aber, dass er seinen Kunden noch mehr bieten kann, schaffte sich im Jahr 1999 eine erste Werkzeugmaschine an und stellte mit Jochen Fill (heute Prokurist) seinen ersten Mitarbeiter ein. Weitere Maschinen und Mitarbeiter folgten und schon fünf Jahre später investierte der Kleinbetrieb in 5-Achs-Technologie. Die Bauteileanfragen wurden komplexer, und die Anforderungen an Präzision nahmen zu.

Mikrobearbeitung war zunehmend gefragt und damit kam die nächste Investition. „In meiner Technikerlaufbahn erinnere ich mich schon seit über 30 Jahren an Maschinen von Kern“, erzählt der Firmenchef. „Im Jahr 2016 konnte ich mir mit der Kern Micro einen lang ersehnten Traum erfüllen. Mit der Micro HD – die wir jetzt im Verbund mit der Micro betreiben – setzte ich diesem dann in 2020 noch die Krone auf. Wir leben jetzt Präzision – und Kern macht das möglich.“

Innerbichler fertigt mit der Micro HD um mehr als 30 Prozent produktiver und erreicht dabei Oberflächen in Polierqualität mit Ra-Werten im niedrigen Nanometerbereich.

Zuverlässige Wiederholgenauigkeit

Die Kombination aus konstruktiver Beratung im Hinblick auf die Machbarkeit von Bauteilen und der höchstpräzisen Umsetzung in Kleinserien ist inzwischen weithin bekannt. Entsprechend sind bei den Aufträgen meistens zuverlässige Wiederholgenauigkeiten von unter 10 µm gefragt. Aktuell gilt es, unter anderem gehärtete Formeinsätze für Dichtungen in Serien von bis zu 400 Stück herzustellen, die unter anderem in Massagesitzen hochwertiger Limousinen zum Einsatz kommen. Hier sind eine Präzision von 2 µm und eine polierte Oberfläche vorgeschrieben.

Für Mikro-Spezialist Jochen Fill stellt dies mit den Kern-Maschinen überhaupt kein Problem dar: „Die Kundenvorgaben erreichen wir zu 100 Prozent zuverlässig und mit der Micro HD um mehr als 30 Prozent schneller, als das früher möglich war.“ Dabei ist es nicht nur die zuverlässige Wiederholgenauigkeit, die den Prokuristen und seinen Chef begeistert. Auch die durchgängig erreichte Oberflächengüte in Polierqualität mit Ra-Werten im niedrigen Nanometerbereich hilft dabei, Zeit zu sparen. „Das schafft zusätzliche Kapazitäten, denn früher mussten wir immer wieder Mitarbeiter fürs Polieren der Bauteile abstellen. Diese Kollegen können sich jetzt anderen, produktiveren Dingen zuwenden“, ergänzt Innerbichler.

Messen eigentlich überflüssig

Um maximale Produktivität zu gewährleisten, läuft das fünfachsige Präzisions-Fräszentrum bei Bedarf rund um die Uhr, zwei Schichten davon komplett mannlos. Möglich ist dies dank eines modernen Erowa-Werkstückladesystems, das die automatisierte Be- und Entladung für beide Maschinen übernimmt. Die fertigen Bauteile entnimmt Jochen Fill dann am nächsten Tag und gibt sie weiter in die Messabteilung. „Diese könnten wir eigentlich auflösen“, berichtet Innerbichler und ergänzt mit einem Schmunzeln: „Denn die Kern HD macht keine Fehler und ist genauer als unsere Messmaschine. Aber so lange unsere Kunden das Messprotokoll anfordern, machen wir das natürlich. Ein nachgewiesener Ausschuss von null Prozent ist ja auch ganz schön.“

Möglich ist diese zuverlässige Präzision aufgrund der ausgewogenen Grundkonstruktion der Kern-Maschinen, in der ausschließlich hochwertige Komponenten verbaut werden, die schwingungsentkoppelt oder schwingungsgedämpft sind und durch ein ausgeklügeltes Kühlmanagement thermisch stabil gehalten werden. Bei der Micro HD sind dem verantwortlichen Projektteam weitere Entwicklungssprünge gelungen, die vor allem auf drei Innovationen basieren: der Mikrospalt-Hydrostatik, linearen Direktantrieben und dem neuen Temperaturmanagement.

Neuartiges Temperaturmanagement

Insbesondere die Mikrospalt-Hydrostatik gibt es nirgendwo sonst im Werkzeugmaschinenbau. In Kombination mit Linearmotoren ist sie extrem dynamisch und benötigt etwa 80 Prozent weniger Energie als herkömmliche hydrostatische Systeme. Gleichzeitig verbessern sich durch den geringen Spalt Steifigkeit und Dämpfungseigenschaften der Maschine, was für hohe Oberflächengüte und Genauigkeit am Werkstück sorgt.

Als weiteres Highlight der neuen Kern Micro HD nennt Peter Schöps, Kern-Gebietsverkaufsleiter für Österreich, die großdimensionierten Linearmotoren. Sie bringen in allen Achsen hohe Beschleunigungen von bis zu 2 g sowie Eilganggeschwindigkeiten von 60 m/min und ermöglichen dabei hohe Regelgenauigkeit. Als besonders wichtig für die erfolgreiche Integration der Direktantriebe nennt Schöps das neuartige Temperaturmanagement: „Unsere Linearmotore sind aktiv temperiert und in das hydrostatische System integriert, was den Wärmeeintrag minimiert. Außerdem werden die Kühlflüssigkeiten der HD sehr genau geregelt, indem wir einen Volumenstrom von bis zu 200 l/min durch Maschinenständer, Dreh-/Schwenkachsen, Linearachsen und Spindel schicken.“ Im Ergebnis heißt das: Die Temperaturschwankungen im Maschinenraum bleiben bei lediglich +/- 0,05 Kelvin. „Das ist perfekt für die bei uns geforderte höchstpräzise Bearbeitung“, bringt Innerbichler diese Werte ergebnisorientiert auf den Punkt.

Zusätzliches Wachstum

Dabei spielt es keine Rolle, welche Werkstoffe zu fräsen sind, wie der Chef des Tiroler Betriebs feststellt: „Wir bearbeiten fast ausschließlich anspruchsvolle Materialien wie Titan, Werkzeugstähle, pulvermetallurgische Stähle und seit Kurzem auch technische Keramik wie Siliziumcarbid oder Aluminiumoxide.“ Hier sieht Innerbichler noch einiges an Potenzial. Denn die Vorteile dieser Werkstoffe sind vielfältig. Sie sind extrem hart, hochsteif, chemie- und wärmebeständig sowie temperaturleitfähig.

Nachteilig ist lediglich die hohe Sprödigkeit von Keramik, was ein paar Anwendungen ausschließt und die mechanische Endbearbeitung teuer macht. Eine Lösung für letzteres Problem scheint jedoch in Sichtweite, wie Kern-Spezialist Peter Schöps verrät: „Unsere Kern Anwendungstechniker haben vor Kurzem einen duktilen Schnittmodus entwickelt. Dadurch fließt jetzt beim Fräsen von Keramik ein Span und bricht nicht mehr. Das vervielfacht die Abtragraten prozessstabil, wie unsere umfangreichen Tests beweisen.“

Siegfried Innerbichler freut sich schon sehr auf den Schnittmodus. Denn er weiß, dass Entwicklungen von Kern immer schnell zur Verfügung stehen: „Es hat in der Vergangenheit schon mehrfach Weiterentwicklungen gegeben, die Kern zusammen mit Werkzeugherstellern auf den Weg gebracht hat und mit denen wir unsere Produktivität steigern konnten. Das war beispielsweise bei einem neuen Werkzeug so, mit dem sich bleifreies Kupfer sehr gut bearbeiten lässt. Und der neue Keramik-Schnittmodus wird sicher auch perfekt funktionieren.“