美因河畔法兰克福,2025年2月25日——欧洲制造企业如何在全球竞争中取得成功?一种特别有效的方法是不断开发和应用创新技术。如果这些也可以被标记为“高科技”,那么其他制造商复制这些技术就变得更加困难。重要的是要发展和保持这种领先优势,这样才能将其转化为竞争优势。工业供应商和研究机构展示了它是如何做到的。这些以及更多的创新助推器可以在EMO Hannover 2025上找到。
从精密工具和高科技机床到仿真分析的集成:如以下实例所示,在获得竞争优势方面,该领域是多样化的。
高科技前沿四年发展历程
真正的技术进步往往体现在通过进一步开发完善已经经过验证的产品上。这里有一个例子:内部加工的最大挑战之一——取决于材料——是长切屑。它们会缠绕刀具,堵塞孔,或者在最坏的情况下导致刀具断裂。断屑几何形状在这方面有所帮助。这会引导和塑造芯片,并导致其断裂。过去,为此目的使用了特殊的激光或磨削断屑几何形状,这导致了切削刀片的相应成本。来自蒂宾根的Paul Horn GmbH现已成功开发出一种具有烧结断屑几何形状的通用镗削工具。由于使用过程中出色的芯片控制,它提供了高度的工艺可靠性。该几何图形可普遍用于不同的材质组,适用于内部、表面、复制和反向车削。总经理Markus Horn了解加工环境中的技术和经济挑战,因此充满热情:“我们正在突破技术界限。这种精密刀具突破了当今技术的极限,只能用聪明人的脑力生产。它花了大约四年的开发时间,完成了许多与工艺和材料相关的任务。最后,我们设法为小孔径内部加工中长切屑造成的问题找到了一种经济高效的解决方案。”
除了几何形状,Horn还优化了切削刀片的毛坯,这得益于更大的刚性和更稳定的切削刃面积。冷却供应也进行了修改。切削刀片的广泛应用也反映在其成本效益上:新刀具的成本与没有几何形状的标准切削刀片的成本相似。Horn董事总经理Matthias Rommel总结道:“这一发展表明,技术可以让你在技术、经济和价格方面与全球竞争中脱颖而出。”。“EMO 2025是Horn亲自向国际制造专家展示其创新的理想平台。”
强大的机床工作台——满足特别高的要求的完整加工
对于机械加工公司来说,能够在一次夹紧操作中制造部件变得越来越重要。因此,对功能强大的五轴机床的需求很大,这些机床可以像铣削一样高效地执行各种车削任务。Gebr开发主管Manuel Gerst博士说。Nürtingen的Heller Maschinenfabrik GmbH——这是一个具有国际意义的趋势:“在我们设备齐全的加工中心上进行车削的比例已经达到30%左右,未来将增加到40%左右。”这足以将此类车削工作的基本基础提高到一个全新的水平。凭借Mill Turn Enforced技术,Nürtingen的工程师成功开发了一种具有卓越性能数据的直接驱动旋转工作台,该工作台将在未来用于南德意志的所有五轴机床。自2024年秋季以来,它已成功用于海勒加工中心(BAZ)。另一台5轴机床,包括旋转工作台,将在EMO 2025之前及时上市。
但“卓越绩效数据”是什么意思?最大的挑战是实现同样高的扭矩和速度。Gerst说:“这正是我们所做的,”他展示了这些数字:“有了新的工作台,我们可以实现高达1250牛顿米和每分钟1140转。这些值比市场上通常的值高出约20%。这使制造公司能够实现巨大的切屑去除率。”Nürtingen的工程师为此进行了许多调整。特别重要的是:为了控制热量,使用了一个特别优化的扭矩电机,它只产生最小的热量。轴承也是如此。总体而言,表中的热管理是成功的最重要杠杆。出于安全原因,软件还会永久计算相关操作状态,以便在极端情况下及时警告过载。
即使是复杂的部件也可以在一次夹紧操作中加工
Gosheim的Maschinenfabrik Berthold Hermle AG很早就决定在EMO 2025上再次展出。它将展示几个具有自动化解决方案的5轴加工中心,以及一个作为铣削车削变体的5轴机床。在这台铣床上,部件被铣削、车削、钻孔、研磨、对接、去毛刺、平滑、埋头和测量——换句话说,13个高生产率的复杂部件完整加工过程被组合在一个部件的单个夹紧操作中。用户可以看到与他们相关的技术,并将其整合到他们的处理策略中。
展望未来,营销总监Udo Hipp表示:“毫无疑问,所有展出的产品都将围绕自动化和数字化这两个主要主题展开。”。Hermle凭借其子公司在市场上声名鹊起的加工中心自动化市场已有20多年的历史,鉴于熟练工人的严重短缺,这是一个稳步增长的市场。从托盘更换机到搬运系统或“一流”的改装机器人系统:机床制造商Hermle可提供建议以及与工艺相关的支持。“我们希望EMO能够不辜负其作为世界领先贸易展览会的声誉,”Udo Hipp说,“并吸引众多国际参观者,我们可以向他们展示‘德国制造’的技术。Hermle提供高精度的3、4和5轴加工中心,以及全自动和数字化的‘全天候’使用,因此随时准备迎接新的加工技术。在EMO 2025上,我们将展示我们在铣削、钻孔和车削方面的高水平专业知识。”
研究跨越了高科技和实际相关性之间的差距
多特蒙德技术大学研究所所长Dirk Biermann教授证实了始终保持技术更新的巨大重要性:“ISF加工技术研究所50多年来一直在研究所有相关的加工主题。除了基础研究外,它还开展工艺技术和行业相关研究项目。”以下三个例子说明了范围:
加工过程中刀具温度过高会加速磨损并缩短刀具的使用寿命。了解温度既可以提高对工艺的理解,也有助于验证芯片形成模拟。研究所所长报告说:“因此,我们开发了一种创新的方法,可以在操作条件下确定芯片表面温度。”(照片05-A)。“另一个项目涉及内部车削,由于刀具的突出,特别是对于较小的孔,只能在较浅的加工深度进行。因此,我们开发了一种新型的刀具系统,即使在长而深的孔中也能实现内部轮廓。”该系统作为附加轴集成在机床中,并具有防止振荡的条形导向刀头(照片05-B)。
“此外,基于模拟的过程行为预测可以帮助在价值链的早期阶段建立优化的过程配置,”Biermann总结道。“在‘ClusterSim’研究项目中,与多特蒙德大学的项目合作伙伴AG Virtual Machining一起,正在开发和应用机器学习方法,以便对复杂加工过程的各个环节进行基于数据的预测(照片05-C)。”作为生产技术学术协会(WGP)的成员,这家位于多特蒙德的研究所将与其他WGP研究所一起在汉诺威EMO的联合“可持续性”展台上展出。
WGP教授强调:“EMO Hannover 2025是一个独特的平台,可以在专家层面讨论这些和许多其他当前的发展。”