Perfektes Finish mit EneskaSonic von joke Technology

Die Maße eines Werkstücks, das aus dem Bearbeitungszentrum oder von der Erodieranlage kommt, passen bis auf den µm, die Toleranzen sind optimal eingehalten. Das, was oft noch nicht stimmt, ist die Oberflächenbeschaffenheit. Beispielsweise, weil eine harte Erodierhaut unerwünschte Strukturen auf einer Geometrie bildet, die eigentlich absolut glatt sein muss – etwa, um das Anhaften des Werkstoffs in tiefen, schmalen Kavitäten einer Spritz- oder Druckgussform zuverlässig zu unterbinden. Oder weil aufgrund des Einsatzes von wasserbasiertem Kühlschmierstoff Korrosion auftritt, die vor der Montage oder dem weiteren Bearbeiten erst entfernt werden muss. Eine CNC-gesteuerte Bearbeitung stößt hier schnell an Grenzen. In diesen Fällen sind erfahrene Polierspezialisten gefragt, die den Werkstücken in manuellen Arbeitsgängen das gewünschte Finish geben.

Die Toleranzen an den Spritz- und Druckgussformen werden immer enger. Der Hundertstelmillimeter ist Standard, oft geht es in den einstelligen µm-Bereich. "Wer seine Werkstücke in der Zerspanung µm-genau bearbeitet, will diese Präzision nicht beim Oberflächenfinish verlieren", erklärt Younes Burger, Produktmanager Antriebssysteme beim Oberflächenspezialisten joke in Bergisch Gladbach. "Gängige Poliertechniken sind oft zu grob, da sie für einen Abtrag in Schichtdicken von mehreren µm ausgelegt sind. Für die meisten Anwendungsfälle im Werkzeug- und Formenbau stellen diese Systeme ja auch einen optimalen Mix aus Genauigkeit und Performance dar. Aber eben nicht für alle."

Der Materialabtrag erfolgt bei gängigen Systemen, die über eine Linearbewegung arbeiten, mit einem Hub, der etwa bei den mechanischen Geräten der aktuellen Eneska-Micro-Baureihe von joke zwischen vier bis im feinsten Fall minimal einem Zehntelmillimeter liegt.

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Für gängige Oberflächenbearbeitungen reicht das einem versierten Polierer bei weitem. Bei kritischen Geometrien mit sehr engen Toleranzen oder bei Werkstücken, die so klein sind, dass man sie nicht mehr definiert mit den Fingern greifen kann, ist solch ein Hub jedoch meist zu groß. Für Steckerwerkzeuge im Elektronikbereich beispielsweise, bei denen das Oberflächenfinish nicht selten unter Einsatz einer Arbeitslupe oder von vergrößernden Sichtgeräten vorgenommen werden muss, ist ein deutlich feineres Vorgehen erforderlich. Das schafft kein klassisches Mikromotorsystem.

Eine Alternative bieten Ultraschallsysteme, deren Aktuatoren auf Piezo-Basis arbeiten. Bei Hubfrequenzen zwischen 20 000 und 30 000 Hz sind die Geräte auf sehr kleine Hubwege abgestimmt. Als Werkzeuge kommt von Diamantfeilen bis zu Holz und Schleifpaste ein breites Spektrum zum Einsatz, jeweils eng abgestimmt auf den jeweiligen Anwendungszweck.

Auch bisher hatte joke Technology mit dem Eneska 2-1 ein leistungsfähiges Ultraschallpoliersystem im Programm. "Wie alle Ultraschallsysteme am Markt erfordert das Eneska 2-1 einen versierten Bediener, der die Einstellungen und das Einspannen der Werkzeuge sehr akribisch vornimmt", erklärt der Experte. "Es ist ein Unterschied, ob ein neues Werkzeug eingespannt wird oder ein abgenutztes, ob es lang oder kurz ist, wie groß die Auflagefläche im Halter ist und vieles mehr. Das Werkzeug auf Frequenz und Leistung optimal abzustimmen, setzt viel Erfahrung voraus."

An Leistung mangelt es den bisherigen Systemen hingegen nicht: "Das Eneska 2-1 stellt sehr viel Power zur Verfügung – hier besteht eher die Gefahr, dass der Anwender überdosiert", berichtet Burger. "Wir hatten also einen umfangreichen Katalog, was wir bei einer Neuentwicklung optimieren wollten."

Das neue Ultraschallpoliersystem von joke Technology ist rechtzeitig zur Moulding Expo fertig: Mit dem EneskaSonic hat das Entwicklerteam des Oberflächenspezialisten jetzt ein Antriebsmodul im Portfolio, das zwar Leistung satt bietet, diese aber auch wohl dosiert an die Werkstückoberfläche bringen kann. Herzstück ist eine intelligente Elektronik, die dem Anwender viel Arbeit bei den Einstellungen abnimmt. Per USB-Stick lässt sich die Software stets auf aktuellem Stand halten und der Funktionsumfang nach Vefügbarkeit erweitern. Das Display sowie auffällige Signal-LEDs informieren den Bediener zuverlässig über den Zustand von Gerät und Werkzeug. Die Verbindung zwischen Antriebsmodul und Handstück ist jetzt über eine verlässliche Steckerverbindung realisiert, die sich mit einem Klick fixieren und wieder lösen lässt. Sicherheitsfunktionen wie eine automatische, variabel einstellbare Abschaltautomatik für den Antrieb bei langem Leerlauf sowie intelligente Steuerungsfunktionen machen die Arbeit mit dem ergonomisch gestalteten Gerät komfortabel und sicher.

So ermittelt etwa die neue Tune-Funktion innerhalb von zwei bis drei Sekunden automatisch die ideale Frequenz für die eingespannten Werkzeuge: Ein Piezo-Sensor nimmt das Schwingverhalten des Werkzeugs auf, das das EneskaSonic analysiert und daraus die optimalen Parameter ableitet – egal, ob das Werkzeug gebraucht oder neu, lang oder kurz, mit großer oder nur kleiner Auflagefläche eingespannt wird. Vorteil: Werkzeuge, die nicht mehr verwendet werden können, lassen sich so zuverlässig erkennen. Auch das bislang übliche Ablängen der Werkzeuge, das beim Kürzen in nicht wenigen Fällen zu deren Zerstörung führt, ist mit der Tune-Funktion überflüssig. Zudem lassen sich dank der automatischen Anpassung der Parameter jetzt Werkzeuge besser ausnutzen.

Vorteile bringt die Tune-Funktion auch bei langen Diamantfeilen: "Hier besteht bei konventionellen Geräten immer die Gefahr, dass sich die Feile in den Werkstoff 'eingräbt' und dann nur noch das Handstück schwingt", erläutert der Polierfachmann. "Das EneskaSonic verhindert das mit optimaler Einstellung der Bearbeitungswerte und stellt sicher, dass die Feile abträgt. Auch bei fluiden Abrasiven spielt die Tune-Funktion ihre Stärken aus. Sie stellt sicher, dass die Flüssigkeit nicht aufgrund von Reibungswärme verdampft und der eigentliche Schneidstoff zu größeren Agglomeraten verklumpt. Eine Riefenbildung wird so zuverlässig unterbunden."

Das System erlaubt auch die optimale Verwendung sehr langer Werkzeuge, etwa 150 mm langer Keramikfaserfeilen, um beispielsweise in sehr tiefen, engen Kavitäten die Oberflächen zu bearbeiten. "Mit EneskaSonic kommt die Leistung auch in der Tiefe einer Kavität an, die Kraftübertragung ist optimal gestaltet", erläutert Burger. "Auch sehr dünne Feilen können auf diese Weise jetzt mit optimaler Leistung sehr kontrolliert eingesetzt werden."

Mit EneskaSonic lassen sich sehr harte Oberflächen genauso effizient bearbeiten wie weiche. "Der intelligente Umgang des Systems mit dem Werkzeug erlaubt es, exakt definiert einen minimalen Abtrag zu erzielen", versichert Burger. "So können etwa Korrosion oder eine Erodierhaut gezielt und rationell entfernt werden, ohne dass die darunterliegende Schicht verletzt wird." Eine intelligente Einstellung verhindert dabei, dass unbeabsichtigt zuviel Leistung abgerufen und dabei das Werkzeug überlastet oder das Werkstück beschädigt wird.
"Für leistungsintensive, extra abrasive Arbeiten gibt es den Boost-Modus – alles auf volle Kraft", erklärt Burger. "Dieser Modus lässt sich manuell entriegeln und stellt genügend Power auch für schwierigere Fälle zur Verfügung. Das integrierte Kühlsystem des EneskaSonic verhindert dabei eine Überhitzung der leistungsstarken Elektronik." nh