Die Bedeutung optischer Inspektionen an Luftlagern

Air Bearings Ltd (ABL), einer der weltweit führenden Anbieter von Luftlagerlösungen, setzt das okularlose Stereozoom-Mikroskop Lynx von Vision Engineering zur kritischen Inspektion von maschinell bearbeiteten Komponententeilen ein.

Die Komponententeile bilden eine Spindel mit einer Drehgeschwindigkeit von bis zu 350.000 UpM (1/min) und aus diesem Grund ist die Inspektion dieser Teile zur Aufrechterhaltung maximaler Leistung bei dieser beeindruckenden Drehzahl überaus kritisch.

Das 1993 gegründete Unternehmen ABL befasst sich mit dem Design, der Herstellung und der Wartung hochwertiger, preisgünstiger Luftlagerspindeln für die verschiedensten Spezialanwendungen.

ABL aus dem Hause Hitachi bietet Spindeln für spezifische industrielle Anwendungen, darunter Präzisionsschleifen, Drehen und Fräsen von Nichteisenmetallen sowie Leiterplattenbohren.

Qualitätssicherung als Grundstein der Produktion

Die Einbringung von Qualitätssicherung in den Fertigungsprozess ist der Grundstein der Produktion - sie ermöglicht es ABL, das hohe Leistungsniveau seiner Produkte zu erzielen.

Da seine verschiedenen Spindeln mit Drehzahlen von 80.000 bis unglaublichen 350.000 UpM (1/min) eingesetzt werden, ist es von höchster Bedeutung, dass kritische Komponenten Mikrometer genau hergestellt werden.

Fast alle Komponenten werden hausintern gefertigt, nur ein geringer Anteil der Arbeit wird an Subunternehmer vergeben. Dazu gehören Spezialprozesse wie Wärmebehandlung, Anodisierung und Wellenverkupferung.

Typische von ABL hergestellte Spindel
Abb. 1.0. zeigt eine typische von
ABL hergestellte Spindel

Eine Priorität für ABL besteht darin, alle maschinell bearbeiteten Komponenten peinlich genau auf Anormalitäten zu untersuchen, die sich auf die Spindel auswirken könnten, sobald diese zusammengesetzt wird. Angesichts solch extremer Drehgeschwindigkeiten müssen alle Komponenten, insbesondere die Luftlager, auf Genauigkeit geprüft werden.

Die rotierende Welle, die Hauptkomponente der Spindel, wird unter dem Stereomikroskop Lynx untersucht.

Entlang der Stahlwelle befinden sich Rillen, in das Kupfer eingesetzt wird. Das Kupfer bildet eine Hälfte des Elektromotors, der die Welle antreibt, und aufgrund der extremen Geschwindigkeiten ist es überaus wichtig, dass es sich nicht vom Stahl der Welle löst. Ein Abheben des Kupfers führt zu einem sofortigen und katastrophalen Ausfall.

Nach Fräsen der Welle, aber vor Einfügen des Kupfers wird sie eingehend unter dem Lynx untersucht.

Adrian Farwell, verantwortlich für die Qualitätssicherung bei ABL, erklärt die Bedeutung der optischen Inspektion:

„Es ist mitunter schwierig, Komponenten mit sinnvollen Toleranzen zu versehen, und aus diesem Grund ist eine Evaluierung des Teils durch optische Inspektion ein grundlegender, kritischer Aspekt unserer rigorosen Qualitätssicherungsverfahren.“

Die Fräsbearbeitung wird optisch auf Grat, erodierte Kanten und Kerben in der Metalloberfläche untersucht. Es ist extrem wichtig, dass das Kupfer leicht und präzise auf die Welle abgelegt wird. Ist die Oberfläche nicht sauber und präzise, bleibt das Kupfer nicht auf der Welle haften.

Von ABL gefertigte Komponenten, die kritisch für die Funktionsweise der Spindel sind, werden einer 100%-igen Inspektion unterzogen. Andere Komponenten, deren Funktion weniger kritisch ist, werden chargenweise geprüft.

Die revolutionäre optische Inspektion des Lynx ist die Lösung

Stereozoom-Mikroskop Lynx

Optische Inspektionsverfahren werden unter der Optik des Stereozoom-Mikroskops Lynx durchgeführt.

Das Lynx ist ein revolutionäres Stereozoom-Mikroskop, das sich anstelle einschränkender Okulare der patentierten okularlosen Technologie bedient.

Das Ergebnis ist ein ergonomisches Mikroskop, das optimalen Bedienkomfort durch ermüdungsfreies Betrachten bietet und so Produktivität und Genauigkeit steigert.

Adrian Farwell erläutert die Vorteile eines Lynx als Stereo-Inspektionsgerät weiter:

„Zunächst war es der okularlose Mikroskopkopf, der uns beeindruckte, da seine Verwendung wesentlich weniger ermüdend ist als unser bisheriges Stereomikroskop. Als uns jedoch die Leistung der Winkeloptik „Rotation 34°“ vorgeführt wurde, stand die Entscheidung außer Frage.
Für uns ist das Lynx mit der Winkeloptik „Rotation 34°“ ein ausgezeichnetes Inspektionsgerät, das sich als außerordentlich wertvoll erwiesen hat.“

Die Winkeloptik „Rotation 34°“ ist ein optionales Zubehör, mit dem Anwender Komponenten aus einem Winkel von 34° betrachten können und die 360º rundum gedreht werden kann, um eine leichte Inspektion aller Seiten der Komponente und Bedienern ein Umschalten zwischen direkten und schrägen Blickwinkeln zu ermöglichen.

Darüber hinaus verfügt das Mikroskop Lynx über eine Kameraanbindung zur Unterstützung des Qualitätssicherungsverfahrens. Mit der Kamera können bedenkliche Unterschiede digital erfasst, elektronisch weitergeleitet und zwecks einer anhaltenden Qualitätsverbesserung dokumentiert werden.

Inspektion von Luftlagerdüsen

Stereomikroskop Lynx

Eine weitere kritische Komponente von ABL Spindeln sind die Luftlager an sich, die jeweils Düsen enthalten, die den Luftfilm zwischen Welle und Lager regulieren.

Unter den zahlreichen anderen Komponenten sind die eingebauten Düsen ausschlaggebend für die Funktionsweise der Spindel und werden daher zu 100% untersucht.

Die durch die Düsen strömende Luft generiert eine Dämpfung zwischen Welle und Lager, um eine freie Rotation zu ermöglichen.

Obwohl einige der Düsenöffnungen nur wenige Mikrometer messen, werden sie unter dem Lynx auf die Qualität der maschinellen Bearbeitung geprüft, um sicherzustellen, dass die Abschrägungen sauber sind und keine unebenen Kanten aufweisen.

Auch die Größe, Form und Tiefe der Aussparung müssen perfekt sein, da jede Unregelmäßigkeit Probleme im Luftstrom verursachen und zu einem Zusammenstoß der Welle mit anderen Komponenten in der Spindel führen könnte.

„Der 34° Winkeloptik verleiht Ihnen jene zusätzliche Dimension - anders ist es einfach nicht möglich. Das Lynx ist ständig im Gebrauch für unsere Anwendungen. Es ist ein wertvolles Gerät, ein Geschenk des Himmels,” sagt Adrian Farwell.

Qualitätssicherung sorgt für absolute Präzision und Leistung

ABL ist seit vielen Jahren ein Produktionsunternehmen und die Integration von Qualitätssicherung in alle Bereiche des Designs, der Fertigung, Montage und Testprozesse hat es ABL ermöglicht, Leistungsniveaus zu erzielen, für die seine Kunden Bewunderung und seine Konkurrenz Neid zeigen.

ABL's Betrieb ist umfassend mit modernsten Geräten ausgestattet. Moderne Technologie vereint mit erwiesenen traditionellen Methoden und kompetenten Mitarbeitern sorgen dafür, dass ABL absolut präzisionsgefertigte Komponenten herstellt.

Mit seiner rapiden Erweiterung gilt ABL heute als Vorreiter der Luftlagertechnologie. Angesichts der steigenden Nachfrage nach kleineren, schnelleren Spindeln kann ABL seine Geschäftsaktivitäten erweitern und gleichzeitig Kunden mit fachkundig gefertigten, hochpräzisen Produkten beliefern.

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