Made-in-Europe.nu

Kern Microtechnik: onbemande precisie in groter formaat

Na drie jaar ontwikkelen en meer dan een jaar testen in het eigen toeleveringsbedrijf én bij klanten, heeft Kern Microtechnik op de EMO de nieuwe Kern Micro HD gepresenteerd. Met deze 5-assige machine brengt de machinebouwer de zeer hoge nauwkeurigheid waarvoor de machines bekend staan bij het bewerken van kleine tot middelgrote componenten naar het frezen van grotere onderdelen: tot 350 mm diameter. Het is echter niet alleen de hoge nauwkeurigheid die de Kern Micro HD bijzonder maakt.


Kern Micro HD: onbemand ultra precies frezen van grotere werkstukken

“We willen niet afhankelijk zijn van één markt. Het liefst zijn we niet meer dan 10 procent afhankelijk van één afzetmarkt”, zegt Simon Eickholt, nog niet zo lang mede-eigenaar/directeur van de Duitse machinebouwer Kern Microtechnik, nadat het bedrijf door een jonger management is overgenomen. Met het portfolio is Kern Microtechnik actief in niet alleen de horloge-industrie (waar het uit voortkomt) maar ook in de medische-, automotive-, micro- en algemene toeleveringsindustrie. Het nieuwe platform, de Micro HD, freest 5-assig met dezelfde nauwkeurigheid als de Pyramid Nano: beter dan 2 µm op het werkstuk. De positioneernauwkeurigheid is 1 µm; de afwijking in een cirkel met een 30 mm radius is hooguit 0,5 µm. De ijlgangen liggen echter op het dubbele, het aantal plekken in het gereedschappenmagazijn op het drievoudige.  “We groeien in meerdere segmenten, ook de halfgeleiderindustrie. Daar zien we dat klanten naast nauwkeurigheid ook productiviteit vragen en grotere onderdelen willen bewerken”, zegt Simon Eickholt.

• Simon Eickholt en Didier Gony (links) bij de nieuwe Kern Micro HD. Didier Gony houdt een vergrootglas in zijn hand met het kleinste product dat Kern op de eigen machines, freest, een paardenhaar.

“Dankzij het Kern temperatuur managementsysteem zitten we onder de µm, precies wat een menselijk ook nog kan onderscheiden op een convex oppervlak”

Lineaire motoren met hydrostatische lagers

Daarom is is de machinebouwer gestart met de ontwikkeling van de Kern Micro HD serie, het nieuwe 5-assige platform. De nauwkeurigheid waarmee deze machine dankzij de geïntegreerde automatisering onbemand freest en eventueel ook slijpt, is te danken aan een nieuw, gepatenteerd concept voor de X-as en een eigen centraal koelsysteem. In de X-as past Kern wat het zelf noemt een micro gap hydrostatisch concept toe. Simon Eickholt: “De gap in de hydrostatische lagers is minder dan 5 µm. Daar bovenop plaatsen we lineaire motoren. Het hydrostatische lager in de X-, Y-, en Z-as, werkt als een verend element door de minimale gap.” Heel bewust heeft Kern gekozen om in alle assen, de X-, Y-, en Z-as, lineaire motoren toe te passen die drie keer krachtiger zijn dan eigenlijk nodig. Hiervoor zijn er twee redenen. De eerste is dat deze nooit hun maximaal vermogen hoeven aan te spreken. Hierdoor komt er minder warmte vrij dan bij een lineaire motor met een geringer vermogen. De tweede reden is dat deze motoren een sterk magnetisch veld opwekken. “In elke machine is zo’n magnetisch veld een probleem. Wij gebruiken het juist om de complete aandrijving op te sluiten, waardoor we veel minder energie nodig hebben”, legt Eickholt uit. Vergeleken met de Pyramid Nano gebruikt de Kern Micro HD slechts 20 procent van de energie. Met name om warmte-ontwikkeling te voorkomen, is dit belangrijk. Om de machine thermisch stabiel te houden, wordt er elke minuut zo’n 180 liter koelvloeistof door zowel de motoren, assen als het bed gepompt. Alle componenten worden actief gekoeld. Hiermee weet Kern de temperatuur op een vrijwel constant niveau te houden 0,2 °C ΔT, ongeacht of de spindel draait of niet. Een voorbeeld product dat Kern op de EMO toonde, vergt 27 uur CNC-frezen, 4 assen simultaan en de 5e as voor indexeren. Het convexe oppervlak heeft een afwijking van minder dan 1 µm. “Dankzij het Kern temperatuur managementsysteem zitten we onder de µm, precies wat een menselijk ook nog kan onderscheiden op een convex oppervlak.”

• De positioneernauwkeurigheid is 1 µm, de herhaalnauwkeurigheid is 0,5 µm ook in onbemande 24/7 productie.

Geïntegreerde automatisering

De productiviteit haalt de Duitse machinebouwer uit de geïntegreerde gereedschap- en werkstukwisselaar, eventueel nog aangevuld met een apart palletmagazijn. In het standaardmagazijn aan de zijkant van de machine, zijn er 210 gereedschapsplaatsen en 30 plaatsen voor werkstukken (maximale afmetingen 155 mm bij een gecombineerde wisselaar en 180 mm hoog). De pallets met daarop de werkstukken worden automatisch gewisseld. De indeling van dit magazijn is flexibel: men kan kiezen voor minder gereedschapsplaatsen en meer werkstukposities tot 60 plaatsen. Gereedschappen en werkstukken kunnen gewisseld worden terwijl er wordt gefreesd. Als optie biedt Kern nog een apart palletmagazijn aan. De machine zelf met geïntegreerd gereedschap-werkstukmagazijn (210 en 30 plaatsen) neemt minder dan 5 m2 in beslag. De productiviteit wordt verder bepaald doordat de Kern Micro pro en HD zowel geschikt zijn voor het ruwen als voor het nafrezen. Didier Gony, area salesmanager: “De capaciteit waarmee we ruwen ligt 50% hoger dan bij de benchmark machines doordat we een hogere voeding kunnen gebruiken. Daarna gaan we met dezelfde machine heel nauwkeurig nafrezen in dezelfde opspanning.” Daarnaast draagt de extreem korte opwarmtijd bij aan een hogere output. Eigenlijk is de opwarmtijd van de machine te verwaarlozen: 3 minuten maximaal. “En halen we al direct na de start de maximale nauwkeurigheid, die daarna gehandhaafd blijft”, vult Simon Eickholt aan.

Getest in 24/7 productie

Kern Microtechnik heeft naast de machinebouwtak sinds 1962 nog een eigen toeleveringsbedrijf. In Murnau worden proto’s en series van 50 tot 10.000 stuks in u-bereik geproduceerd. Hier is de nieuwe Kern Micro HD meer dan een jaar uitgebreid getest. Simon Eickholt: “We doen met zestig medewerkers contract manufacturing. We weten dus wat de uitdagingen van onze klanten zijn, omdat we in dezelfde positie zitten.” De drie prototypes van de Kern Micro HD hebben bij het toeleveringsbedrijf in een drieploegensysteem gedraaid: overdag een bemande ploeg, daarna twee onbemande shiften. “Altijd hebben we werkstukken gemaakt met een nauwkeurigheid van 2 µm.” Qua materiaal bewerkt Kern tot een hardheid van 72 HRC met een precisie van 2 µm, daarboven kan ook maar dan met 5 µm nauwkeurigheid. Simon Eickholt ziet dat Kern steeds vaker een tweede en derde machine verkoopt aan een bestaande klant. Dat is voor hem een teken dat de machinebouwer gewaardeerd wordt niet alleen voor de machine, maar voor de totale know how van precisie verspanen. “We verkopen tegenwoordig 65 procent van de machines aan bestaande klanten, die een tweede of derde kopen. Vijf jaar geleden was dat nog maar 30%.”

Korte time to market voor klanten John Snijders, die met Encoma in de Benelux Kern Microtechnik vertegenwoordigt, zegt dat de precisiebedrijven de bijzondere samenwerking met Kern waarderen. Hij ziet na het succes van de afgelopen jaren vooral dat ondersteuning en kennisoverdracht noodzakelijk is. Kern Microtechnik heeft twee bedrijven in Murnau en Eschenlohe. Het team in Murnau ondersteunt het team in Eschenlohe en vice versa. In de Kern loonbewerkingsafdeling in Murnau staan 25 Kern Microtechnik machines met automatisering opgesteld die 24/7 precisie werkstukken produceren. “De kennis die daar de afgelopen 60 jaar is opgebouwd, ziet men terug in de productieomgeving en is van belang om relaties goed te kunnen adviseren en ondersteunen. Daarin kennen wij geen beperkingen: we kunnen gehele procesontwikkeling turn key aanbieden en ondersteunen hiermee onze klanten door de ontwikkelingen samen te doen.” Door de samenwerking kunnen bedrijven de productie op de machines al opstarten voordat deze is gebouwd. In Murnau kunnen de eerste werkstukken geproduceerd worden terwijl de Kern Microtechnik machine in Eschenlohe wordt gebouwd. Time to market wordt immers belangrijker.

Kern Micro HD

Pin It on Pinterest