Teilebeschriftung – Verfahrenstechniken und Methoden mit hoher Effizienz
Die Besonderheit der von uns entwickelten Beschriftungswerkzeuge ist das spanlose Beschriftungsverfahren. Wie beim Gravieren wird die Beschriftungskontur jeweils von den Maschinenachsen abgefahren. Die Verfahrgeschwindigkeiten (beim Zufahren auf die Beschriftungsposition wie auch beim Abfahren der Beschriftungskontur), sind jedoch massiv höher als beim Gravieren. Dasselbe gilt für die Standzeit der Beschriftungsnadel.
Standardmässig sind alle Werkzeugausführungen mit einem zylindrischen Weldonschaft von 20 mm ausgerüstet.
Grundsätzlich können jedoch alle Werkzeuge auch mit integrierten Werkzeugaufnahmen wie HSK etc. geliefert werden, welche teilweise sogar ab Lager lieferbar sind.
Das Abfahren der Beschriftung erfolgt durch die Achsen-Steuerung der CNC-Maschine.
Der Ablauf ist grundsätzlich derselbe, wie beim Gravieren mit einem Gravierstichel. Ausnahme: i.d.R. wird mit stehender Maschinenspindel gearbeitet. Kann die Maschinenspindel nicht auf Stillstand gesetzt werden, sollte die tiefst mögliche Drehzahl eingestellt werden.
Für den Einsatz der Ritzmarkier- und Rollprägewerkzeuge werden lediglich die angetriebenen Maschinenachsen für das Abfahren der Beschriftungskontur benötigt.
Der Einsatz der Nadelprägewerkzeuge erfordert zusätzlich Druckluft bzw. Kühlmittel, welche durch die Maschinenspindel während dem Bearbeitungszyklus zugeschaltet werden kann.
Für alphanumerische Textbeschriftungen bieten mittlerweile die meisten Steuerungshersteller entsprechende Beschriftungsprogramme an.
Bei besonderen Beschriftungsaufgaben mittels Serien-Nummerierung, Übernahme von Echtzeit-Daten etc. – wie auch für das Beschriften von Data Matrix Codes bzw. QR-Codes arbeiten wir mit entsprechenden Partnerfirmen zusammen.
Bitte setzen Sie sich zwecks technischer Unterstützung mit uns in Verbindung!
Der minimal erforderliche Kühlmitteldruck beträgt ca. 2 bar.
Es gilt zu beachten, dass für den Einsatz unter ca. 5 bar generell der Typ WS eingesetzt werden muss.
Für die Werkzeuge in Standardausführung ist ein Luftdruck im Bereich von 3 – 8 bar erforderlich.
Die verstärkten Versionen PP (für tiefere Beschriftungen) benötigen einen Mindestdruck von 2 bar.
Nadelprägewerkzeuge:
Die Stärke der Beschriftung ist abhängig vom anstehenden Kühlmittel- bzw. Luftdrucks und beträgt mit den Standardwerkzeugen maximal ca. 0.2 mm. Mit den Werkzeugausführungen WSP-20 bzw. H-20 PP können Beschriftungstiefen bis ca. 0.4 mm erzielt werden.
Mit den Werkzeugtypen WSRX-20 bzw. HRY-20 und HRY-20 PP kann die Beschriftungstiefe exakt auf das erforderliche Mass reduziert werden.
Ritzmarkierwerkzeuge:
Mit dem R-20 können Beschriftungstiefen bis ca. 0.3 mm erreicht werden.
Beim RM-20 bzw. RM-12L beträgt die maximal erreichbare Tiefe bei 0.1 – 0.2 mm
Rollprägewerkzeuge:
Bei diesen Werkzeugtypen beträgt die Beschriftungstiefe in der Regel weniger als 0.1 mm. Aufgrund der Veränderung der Oberflächenstruktur sind dabei die Beschriftungen trotzdem sehr gut sichtbar (wie Kratzer auf Oberflächen).
Grundsätzlich ist die Beschriftungstiefe abhängig vom anstehenden Kühlmittel- bzw. Luftdruck.
Mit den einstellbaren Werkzeugtypen WSRX-20 bzw. HRY-20 und HRY-20 PP kann die Beschriftungstiefe exakt auf das erforderliche Mass reduziert werden.
Alle von uns hergestellten Beschriftungswerkzeuge sind mit einer automatischen Abstands-Ausgleichsfunktion ausgestattet. Das bedeutet, dass die Beschriftungstiefe auch bei der Beschriftung auf unebenen Flächen immer die gleiche Tiefe aufweist.
Nadelprägewerkzeuge:
Aufgrund der Druckimpuls-Steuerung ist die Beschriftungsnadel beim Auftritt auf die Beschriftungsfläche nicht mehr Druckbeaufschlagt. Somit wirkt auf die Maschinenspindel lediglich ein minimaler axialer Druck von wenigen N.
Ritz- bzw. Rollpräge-Markierwerkzeuge:
Die Belastung ist abhängig vom anstehenden Vorspanndruck der Werkzeuge. Seitlich beträgt dieser einige N, in axialer Richtung maximal 240 N.
Nadelpräge- und Ritzmarkierwerkzeuge:
Aufgrund der grossen Härte der Beschriftungsnadel (92 HRC) arbeitet diese praktisch verschleissfrei. Erfahrungsgemäss ist selbst im Schichtbetrieb nach mehreren Wochen Einsatzdauer noch kein Verschleiss erkennbar. Zudem kann die Beschriftungsnadel bei allen Werkzeug-Typen schnell und einfach ausgetauscht werden.
Rollprägewerkzeuge:
Aufgrund der drehbar gelagerten, kleinen Hartmetallkugel (Durchmesser 1 mm) ist der Verschleiss der Beschriftungsnadel bei diesen Werkzeugen erheblich höher. Deshalb empfehlen wir, die Rollprägewerkzeuge ausschliesslich bei der Anwendung einzusetzen, wo an die Beschriftung sehr hohe optische Anforderungen gestellt werden.
Dies ist von verschiedenen Kriterien abhängig, wie der Werkstückhärte, der Beschaffenheit der Werkstückoberfläche, dem gewünschten Resultat der Beschriftung (optische Qualität, Beschriftungstiefe), wie auch von der vorhandenen Ausrüstung der Maschine, auf welcher das Werkzeug eingesetzt werden soll.
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Ja, da bei der spanlosen Teilebeschriftung auf eine drehende Maschinenspindel verzichtet werden, kann ist dies problemlos möglich. Gravostar bietet verschiedene Werkzeugausführungen an, mit denen die Teilebeschriftung rechtwinklig oder auch schräg zur Achse der Maschinenspindel erfolgen kann.
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Im Gegensatz zum Gravieren oder auch Laserbeschriften wird beim Punktier- und Rollprägen kein Material abgetragen. Dies bedeutet keine Verletzung der Materialfasern und demzufolge praktisch keine Verminderung der Festigkeit.
Da beim Punktierprägen zudem lediglich ein feiner Punkt nach dem anderen gesetzt wird, können auch sehr dünne Werkstücke ohne Verformung beschriftet werden.
Kürzere Beschriftungszeit
Im Gegensatz zum Gravieren können mit gravostar sehr hohe Vorschübe von über 5‘000 U/min gefahren werden (Material-unabhängig). Auch die Zustell- bzw. Einstechgeschwindigkeit kann mit den Werkzeugen beliebig schnell erfolgen.
Vernachlässigbarer Werkzeugverschleiss
Es besteht keine Gefahr eines Werkzeugbruchs aufgrund von Verschleiss oder zu hohem Vorschub. Zudem bleibt die Beschriftung auch bei etwas abgenutzter Beschriftungsnadel praktisch unverändert (keinerlei Gratbildung).
Höchste Prozess-Sicherheit
Im Vergleich zum Gravieren sind Qualitäts- und Prozess-Sicherheit beim Beschriften mit gravostar wesentlich höherer (kein Nadelbruch aufgrund von Abnutzung).
Automatische Abstandsausgleichs-Funktion
Aufgrund der automatischen Abstands-Kompensation (zwischen Werkstück und Beschriftungsnadel) können auch Werkstücke mit unebener Oberfläche oder grösseren Masstoleranzen (z.B. rohe Gussteile oder runde Formen) problemlos mit gleichbleibender Beschriftungstiefe beschriftet werden.
Es ist richtig, die Bearbeitungszeit der „teuren“ Produktionsmaschine wird um einige Sekunden verlängert. Deshalb kann diese Frage auch nicht generell beantwortet werden und muss bei jeder Aufgabenstellung individuell beurteilt werden.
Als Alternative bietet sich die nachträgliche Beschriftung an, welche jedoch einen zusätzlichen Arbeitsgang erfordert. Dabei müssen jedoch folgende Punkte berücksichtigt werden:
In der Gesamtbilanz bedeutet dies: trotz minimaler Verlängerung der Maschinenlaufzeit ist die im Zerspanungsprozess integrierte Beschriftung oftmals die günstigste und vor allem prozess-sicherste Variante.
Nein, der Betrieb aller von uns hergestellten Beschriftungswerkzeugen ist vollständig wartungsfrei.
Generell gilt es zu beachten: im Gegensatz zum Gravieren wird mit den gravostar-Werkzeugen die Beschriftungstiefe nicht über den Werkzeugabstand eingestellt!
Haben Sie dazu noch Fragen, setzen Sie sich zwecks technischer Unterstützung mit uns in Verbindung!
Generell gilt es zu beachten: im Gegensatz zum Gravieren wird mit den gravostar-Werkzeugen die Beschriftungstiefe nicht über den Werkzeugabstand eingestellt!
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QR und Data Matrix Codes sind mit den Nadelpräge-Werkzeugen von gravostar kein Problem (kleinste DMC-Grösse: ca. 8 x 8 mm). Die Markierungstiefe und -breite, der Radius und der Winkel können an die gewünschten Anforderungen angepasst werden. Mit den gravostar Werkzeugen können automatisch Massunterschiede oder Unebenheiten der Beschriftungsfläche von bis zu 3 mm ausgeglichen werden. Dies bedeutet eine gleichmässige Markierungstiefe auch auf undefinierten Beschriftungsflächen (z. B. bei rauen Gussteilen usw.).
Je nach Ausstattung der CNC-Werkzeugmaschine können wir verschiedene Modelle von Druckluft oder Kühlmittel betriebenen Werkzeugen anbieten.
Gut zu wissen!
Das Besondere an den von uns entwickelten gravostar Nadelpräge-Werkzeugen ist das spanlose Verfahren. Nadelprägen ist eines der wenigen freigegebenen Beschriftungsverfahren, welches in der Luftfahrt-Industrie erlaubt ist, da kein Materialabtrag stattfindet, sondern nur Material verdrängt und verdichtet wird.
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Grundsätzlich ist dies mit den gravostar Beschriftungswerkzeugen problemlos möglich und wird auch schon von einigen Kunden so umgesetzt.
Die grösste Herausforderung besteht dabei in der Software zur Generierung des DMC, damit die einzelnen Punkte von der CNC-Maschine angefahren werden können.
Mittlerweile werden jedoch von einzelnen Steuerungsherstellern entsprechende Lösungen angeboten.
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I.d.R. werden die entsprechenden Daten automatisch aus der Maschinensteuerung oder dem Netzwerk ausgelesen.
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Die FAQs der Beschriftungswerkzeuge gravostar bequem in einem PDF zum Download
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