Thermosymmetrisches Portal
Die Innovation
Sich verändernde Umgebungstemperaturen sowie Prozesswärme beeinflussen zwangsläufig die Maschinengeometrie bei herkömmlicher Portalbauweise. Dies kann zu Ungenauigkeiten und Qualitätsproblemen bei den gefrästen Teilen führen. Die Idee des thermosymmetrischen Aufbaus beruht darauf, dass anfallende thermische Einflüsse (aus Umgebung, Prozess oder Maschinenkomponenten) in erheblichem Maße durch den Aufbau der Maschinenstruktur absorbiert werden können, um die Wärmeausdehnung ausgehend von der Frässpindel symmetrisch und gleichmäßig zu verteilen und somit Verformungen zu minimieren. Dafür hat die F. Zimmermann GmbH bei ihren Fräsmaschinen Struktur- und Antriebskomponenten, Führungen sowie andere genauigkeitsbestimmende Bauteile entsprechend ausgelegt und intelligent angeordnet. Die Struktur kann sich so in unkritische Richtungen ausdehnen. Der mittig geführte Z-Schieber des Portals in Doppelbrückenbauweise hat einen achteckigen Querschnitt, der ihn besonders stabil macht. Mit diesem Aufbau wird eine sehr hohe Steifigkeit erreicht. Da es zu keiner einseitigen Erwärmung kommen kann, steigert dies die Genauigkeit enorm. Ein weiterer positiver Effekt, der sich durch den Aufbau der Struktur ergibt, ist, dass sich die Auswirkungen der Fehlereinflussgrößen konstruktiv auf ein Minimum reduzieren. Im Vergleich zu einem seriellen Aufbau mit klassischer Führungsanordnung wirken weniger Hebelkräfte und die Maschine kann steifer gebaut werden. Und weil weniger Masse bewegt werden muss, arbeitet die Maschine schneller und dynamischer – damit ist der Betreiber produktiver. Eine geringere zu bewegende Masse erfordert zudem weniger Energie. Dazu kommt: Durch den thermosymmetrischen Aufbau können aufwendige Kühlkreisläufe innerhalb der Maschine entfallen und es kann häufig auf eine Vollklimatisierung der Produktionshallen verzichtet werden, auch das wirkt sich kostensenkend und umweltschonend aus. Zusammenfassend ergeben sich folgende Vorteile:
- Verbesserte Maßgenauigkeit und Oberflächengüte der gefrästen Teile Erhöhte Produktivität Geringere Betriebskosten Höhere Energieeffizienz
Das Unternehmen
Die F. Zimmermann GmbH aus Neuhausen auf den Fildern ist ein weltweit führender Hightech-Anbieter für Portalfräsmaschinen. Diese zeichnen sich durch höchste Genauigkeit bei riesigen Arbeitsräumen, enorme Dynamik und Zerspanleistung aus. Das Unternehmen, gegründet 1933 von Friedrich Zimmermann, hat mittlerweile über 150 Mitarbeitende weltweit. Angefangen hat alles mit Elektroinstallations - und Lohnarbeiten in der mechanischen Fertigung. Nach erfolgreichem Übergang in den Bereich der Modellbaumaschinen wurde im Jahr 1995 die erste CNC-gesteuerte Portalfräsmaschine mit drei Achsen entwickelt. Die Expansion der Konstruktions- und Entwicklungsabteilung folgte sowie der weltweite Verkauf im Jahr 2001. Daraus entstanden sind Niederlassungen in China und den USA. Mit seinem Produktprogramm hat das innovative Unternehmen heute vor allem ein Ziel: die passende Lösung für seine Kunden anzubieten und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit gewährleisten zu können. „Quality made in Germany“. Die Spezialmaschinen sind weltweit in den Bereichen Automobil-, Luftfahrt- und Maschinenbau im Einsatz.
Quelle: Dokumentationsbroschüre 2023, Seite 14