Kern Microtechnik Kern Micro HD: Erfolgreiche Suche nach dem µm

Die Kern Micro HD nimmt in der neuen Produktionshalle von Fuchshofer Präzisionstechnik nicht nur optisch eine besondere Stellung ein. Sie bildet auch technisch die Speerspitze der hochpräzisen 5-Achs-Fräsbearbeitung von Kleinteilen.

Wenn Hannes Fuchshofer von seinem beruflichen Werdegang erzählt, hört es sich an wie ein Lehrbuch zur fertigungstechnischen Karriere: Berufsausbildung in 1987, Meister in 1991, anschließend Produktionsleiter in einem Maschinenbaubetrieb bis 1994. Die Selbstständigkeit startet Hannes Fuchshofer dann in der Garage des elterlichen Bauernhofs im österreichischen Eibiswald: „Ich wollte am Anfang die Investitionen so überschaubar wie möglich halten, da ich andere Kleinunternehmen erlebte, die durch hohe laufende Kosten schon in den ersten Jahren insolvent wurden.“

Durch extremen Fleiß und mit voller Unterstützung seiner Frau entwickelte der Fertigungstechnik-Meister seine Fähigkeiten und die Möglichkeiten seines Unternehmens ständig weiter. Gleichzeitig erarbeitete er sich einen guten Ruf in puncto Qualität sowie Zuverlässigkeit. Merkmale, die das Unternehmen mit rund 100 Mitarbeitern und 33 CNC-Bearbeitungszentren noch heute prägen, aber nicht mehr von anderen abheben, wie der Geschäftsführer und Gesellschafter bestätigt: „Diese Eigenschaften sehe ich als unbedingte Basis für jede Firma. Wir ergänzen diese um höchste Innovationsfähigkeit. Darin liegt unser gar nicht so geheimes Erfolgsrezept.“

Was der Unternehmer damit meint, wird beim Firmenrundgang deutlich. Man entdeckt diverse Maschinen zur Ultraschallbearbeitung, die den Stammkundenkreis seit einigen Jahren um die Bereiche Optik, Uhren und Medizintechnik erweitern. Ebenso im Portfolio: Anlagen zur additiven Fertigung. Sie bieten insbesondere für die Prototypenherstellung vollkommen neue Möglichkeiten.

Präzision im µm-Bereich: Zu den technischen Highlights der Kern Micro HD zählen neben den hochleistungsfähigen, linearen Direktantrieben vor allem die Mikrospalt-Hydrostatik und das innovative Temperaturmanagement.

Hannes Fuchshofer
Inhaber und Geschäftsführer der Fuchshofer Präzisionstechnik GmbH

„Kern denkt wie wir, und ich habe ein enorm gutes Verhältnis zu allen Kern-Mitarbeitern, die ich bisher getroffen habe. Wir sind tatsächlich Teil der Kern-Familie. Wenn es irgendeine Frage gibt, erhalten wir in kurzer Zeit qualifizierte Unterstützung, die uns weiterhilft. Das sind nicht nur leere Worte, das ist genial.“

Hochpräzise 5-Achs-Fräsbearbeitung

Als drittes Highlight präsentiert Fuchshofer eine Maschine, die dem wichtigen Stammgeschäft der klassischen Zerspanung zugeordnet ist: die neue Micro HD der Kern Microtechnik GmbH. Sie nimmt in der vor wenigen Jahren neu gebauten Produktionshalle nicht nur optisch – in zentraler Position und roter Farbe – eine besondere Stellung ein. Sie bildet auch technisch die Speerspitze der hochpräzisen 5-Achs-Fräsbearbeitung von Kleinteilen.

Simultanes 5-Achs-Fräsen praktiziert der weststeirische Lohnfertiger bereits seit gut 15 Jahren, und die Präzision im Hundertstelbereich ist für ihn ebenso seit langer Zeit selbstverständlich. Einige Kunden, speziell aus der Optikfertigung und Halbleiterindustrie, streben jedoch noch nach höherer Präzision: „Von einer dauerhaften Genauigkeit, die bei 2,0 bis 4,0 µm liegen soll, war die Rede. Mit unseren bisherigen Maschinen war das – ohne relativ hohen Ausschussanteil – nicht zu machen.“

Es musste also ein neues, noch präziseres Fräszentrum her. Laut Fuchshofer ist die Auswahl in diesem Segment überschaubar, „und wer hochpräzise fertigt, kennt natürlich Kern. Wir haben einen Testcut bei Kern durchgeführt und uns relativ schnell für das Beste in der Höchstpräzision entschieden.“ Allein die Daten beeindrucken: So erreicht die Kern Micro HD beispielsweise bei Kreisformmessungen eine nahtlose Präzision von kleiner 1,0 µm und Oberflächengüten im niedrigen einstelligen Nanometerbereich von Ra = 0,05 µm, die sonst fast nur durch Schleifen erzielbar sind – alles in Serie.

Keinen µm Unterschied

Die kommunizierten Werte klingen nicht nur gut, laut Hannes Fuchshofer sind sie auch in der Praxis erreichbar, wie er an Beispiel-Bauteilen verdeutlicht: „Wir fertigen aktuell mit der Kern Micro HD diverse Keramik- und Titanbauteile teils zwölf Mal schneller als zuvor. Besonders heikel ist eine Ausgleichsplatte aus Invar und Titan für Kamerasensoren. In einer Kleinserie von zirka 80 Stück bringen wir Langlöcher und Bohrungen ein, für die wir eine Genauigkeit von +/- 2,0 µm gewährleisten müssen. Früher hätten wir dafür aufwändige Vorbereitungen und diverse Zusatzmessungen benötigt. Darüber hinaus hätte ich mit rund 20 Prozent Ausschuss kalkuliert. Mit der Micro HD fertigen wir den Auftrag höchsteffizient und in puncto Wiederholgenauigkeit gibt es am Ende keinen µm Unterschied. Also null Ausschuss!“

Entscheidend für die hohe Präzision und Produktivität sind mehrere technische Highlights: So ist etwa die zum Patent angemeldete Mikrospalt-Hydrostatik ein Novum im Maschinenbau. Der geringe Spalt von < 10 µm verbessert die Steifigkeit und Dämpfungseigenschaften der Kern Micro HD, was in Kombination mit einer schnellen Spindel (42.000 min-1) und hochwertigen Zerspanungswerkzeugen für höchste Oberflächengüte und Genauigkeit am Werkstück sorgt. Zudem ermöglicht das integrale Design der Mikrospalt-Hydrostatik zusammen mit groß dimensionierten Linearmotoren in allen Achsen hohe Eilganggeschwindigkeiten von 60 m/min sowie Beschleunigungen von bis zu 2,0 g.

Als weiteres Highlight der HD nennt Peter Schöps, Kern-Gebietsverkaufsleiter Österreich, das Temperaturmanagement: „Unsere Ingenieure arbeiten ständig daran und haben es jetzt nochmal auf ein höheres Niveau gebracht. Das ist insofern wichtig, denn Temperatureinflüsse sind für rund 70 Prozent aller Genauigkeitsfehler im Hochpräzisionsbereich verantwortlich, was diverse Studien beweisen.“ In der Kern-Maschine werden deshalb die Kühlflüssigkeiten sehr genau geregelt und mit einem Volumenstrom von bis zu 200 l/min durch Maschinenständer, Dreh-/Schwenkachsen, Linearachsen und Spindel geschickt. Zudem sind die Linearmotoren aktiv temperiert. Das Ergebnis: Beim thermischen Stresstest bleiben die Temperaturschwankungen im Maschinenraum bei lediglich +/- 0,05 Kelvin.

Integrierte Automatisierung

Genauigkeit und Produktivität sind für Hannes Fuchshofer durch nichts zu ersetzen. Dabei geht es nicht primär um einmalig erreichbare Werte für die Einzelteilfertigung. Vielmehr ist ihm wichtig, die Werte dauerhaft zu erreichen. „Der Großteil unserer Kunden ordert zwischen zehn und 100 Bauteile, manchmal sind es auch ein paar Hundert. Das muss automatisiert und mit garantiert gleichbleibender Qualität ablaufen, was mit der Micro HD absolut zuverlässig passiert.“

Fuchshofer hat seine Micro HD mit einem internen Werkstück- und Werkzeugwechsler ausgestattet. Eine Schnittstelle für externe Erowa-Automatisierungsanlagen ist aber vorsorglich integriert. So kann er die Maschine flexibel an wachsende Bedürfnisse ausrichten. Hannes Fuchshofer ist überzeugt, durch das neue Bearbeitungszentrum schon bald weitere Kunden akquirieren zu können, die er bislang nicht hätte bedienen können.

Lebendige Partnerschaft

Die Leistungsfähigkeit der Maschine habe natürlich den größten Teil zur Entscheidungsfindung beigetragen. Nicht unerheblich sei zudem die ausgezeichnete Betreuung vom ersten Kontakt über die Beratung und Inbetriebnahme hinaus bis hin zur Prozessintegration gewesen. „Kern denkt wie wir, und ich habe ein enorm gutes Verhältnis zu allen Kern-Mitarbeitern, die ich bisher getroffen habe. Allen voran natürlich unser Ansprechpartner Peter Schöps. Gleiches gilt aber für die Service-Kollegen und Kern-Geschäftsführung. Wir sind tatsächlich Teil der Kern-Familie. Wenn es irgendeine Frage gibt, erhalten wir in kurzer Zeit qualifizierte Unterstützung, die uns weiterhilft. Das sind nicht nur leere Worte, das ist genial“, so Fuchshofer abschließend.