De Zwitserse machine in de huidige machinefabriek

Waar de Zwitserse draaibank begon - en waar het nu is

Een foto van een originele Zwitserse machine zette ons onlangs aan het denken over de oorsprong van deze mogelijkheid.

Hoewel de Zwitserse schroefmachine al sinds het begin van de negentiende eeuw bestaat, lijkt het erop dat Zwitsers draaien tegenwoordig een top-of-mind productiemethode is voor bijna elke industrie. Het is een mogelijkheid die vrijwel elke moderne machinewerkplaats gebruikt om snel nauwkeurige onderdelen te produceren voor een groot aantal uiteenlopende industrieën.

Waar is de Zwitserse machine begonnen? En hoe evolueerde het vandaag tot zo'n belangrijke precisie-CNC-bewerkingsmethode?

De oorsprong van de Zwitserse schroefmachine

De machine dankt zijn naam aan zijn uitvinding in Zwitserland in het begin van de 19e eeuw. Onder druk van de industriële revolutie moesten Zwitserse horlogemakers niet alleen uitzonderlijke kwaliteit produceren, maar dit ook in grote hoeveelheden doen om concurrerend te zijn.

Automatisering was de sleutel tot succes in de Zwitserse horloge-industrie, wat leidde tot de oprichting van de Zwitserse draaibank:een machine die lange, dunne, ingewikkelde onderdelen - in dit geval horlogeschroeven - kon draaien met relatieve snelheid en hoge nauwkeurigheid.

Die vroege machines gebruikten een schijfnok om gereedschap naar een werkstuk te draaien dat op zijn plaats werd gehouden door een spantang en ondersteund door een geleidebus. Schijfnokken verplaatsten de gereedschappen in een radiale beweging terwijl ze tegelijkertijd de positie van de kop veranderden.

De automatische Zwitserse machines van vandaag zijn heel anders - en ze overtreffen de precisieniveaus van de vroege negentiende-eeuwse draaibanken ver. Toch is dezelfde basistechnologie die Zwitserse horlogemakers beroemd heeft gemaakt nog steeds een essentieel onderdeel van het industriële landschap.

Verbeteringen in de 20e en 21e eeuw

In de afgelopen jaren is de Zwitserse machine een onmisbaar apparaat geworden voor veel fabrikanten van componenten. Net zoals negentiende-eeuwse horlogemakers competitiever zouden kunnen zijn dankzij het nieuwe niveau van automatisering dat de originele Zwitserse draaibank bood, kunnen de fabrikanten van vandaag een concurrentievoordeel behalen door moderne ontwikkelingen zoals:

• Een toenemend aantal toolingmogelijkheden
• Verbeteringen in servocommunicatie en snelheid
• De virtuele eliminatie van secundaire operaties

In de jaren zeventig werd computer numerieke besturing (CNC) opgenomen in het ontwerp van de Zwitserse schroefmachine. Samen met de toevoeging van turrets, gang slides en secundaire spindels in de gereedschapsgebieden van de Zwitserse machine, leidde dit tot een verbetering van de snelheid en nauwkeurigheid.

Als gevolg hiervan kan de Zwitserse CNC-schroefmachine nu voldoen aan hoge volumevereisten met slechts één operator, en ondersteunt:

• Onderdelen draaien met een snelheid tot 15.000 RPM — of met live tooling, tot 10.000 RPM
• Toleranties ergens tussen ±0,0002” (±0,00508 mm) en ±0,0005” (±0,0127 mm)

Dit vermogen om meer onderdelen te produceren in minder tijd met een hoge mate van nauwkeurigheid vertaalt zich in een concurrerende prijs.

Er zijn andere verbeteringen aan de Zwitserse machine doorgevoerd die werden gemotiveerd door de wens om tijd en geld te besparen. De machine maakt bijvoorbeeld gebruik van kenmerken zoals een dynamisch invoersysteem voor stafmateriaal, de geleidingsbussen en secundaire spindels om kosten en tijd te besparen door:

• Verhoogde productiviteit, wat zich vertaalt in lagere kosten per stuk en minder tijd om te fabriceren
• Verkorte installatie- en gereedschapswisseltijd, wat de productietijden bij herhaalorders verkort en de langetermijnkosten per onderdeel verlaagt
• Verbeterde uptime als gevolg van CNC-programmering en het staafaanvoersysteem, waardoor machines onbeheerd of zelfs volgens een lichtschema kunnen draaien

Met aanvullende verbeteringen in servomotoren en besturingen, evenals het gebruik van hogedrukkoelvloeistoffen, zijn Zwitserse machines nu een vaste waarde in alle industrieën - vooral in de medische apparatuur-, ruimtevaart- en elektronicamarkten, waar uitzonderlijk krappe toleranties, moeilijke geometrieën, en exotische metalen en legeringen komen veel voor.

Toolverbeteringen in de moderne Zwitserse machine

Het Zwitserse bewerkingscentrum biedt ook veel voordelen dankzij een grote verscheidenheid aan draaigereedschappen en de unieke architectuur van de gereedschapszone van de machine.

Het staafmateriaal wordt door een spantang gevoerd, waar de kop erop wordt geklemd. De staaf bevindt zich bij een geleidebus - die de doorbuiging vrijwel tot nul reduceert - en komt dan uit in de gereedschapszone.

In tegenstelling tot een conventionele kop van een draaibank, die stationair blijft, beweegt de kop van de Zwitserse draaibank langs de Z-as, en de beweging van de staaf fungeert als voeding voor het verwijderen van materiaal. Omdat onderdelen worden gefabriceerd door zowel het materiaal als het gereedschap tegelijkertijd te verplaatsen, worden de uptime en de slijtage van het gereedschap verminderd.

Sommige Zwitserse machines bieden plaats aan 20 of meer gereedschappen in de gereedschapszone, vele met onder spanning staande gereedschappen waardoor secundaire bewerkingen in complexe onderdelen overbodig zijn. Bovendien zorgt de nauwe geometrie van de machine ervoor dat het gereedschap binnen millimeters van het werkstuk kan werken, waardoor de spaan-tot-spaantijd tot een seconde of minder wordt verkort.

De nieuwste LFV-technologie

In de nieuwste ontwikkeling bieden Zwitserse machines zoals de Citizen L12 - een belangrijk onderdeel van de machinepark voor metaalbewerking en onze CNC-bewerkingsmogelijkheden - programmeerbare, nauwkeurige controle van de spaanafmetingen met behulp van snijtechnologie met lage frequentie (LFV).

Zwitserse bewerking met LFV verbetert het vermogen om zeer fijne sneden te produceren door de spaangrootte te verminderen en doorbuiging op zeer kleine diameters te elimineren. De programmeerbare chipcontrolefunctie zal:

• Breek spanen los zodat ze niet verstrikt raken in het materiaal of gereedschap
• Lagere snijweerstand
• Verminder of elimineer de behoefte aan hogedrukkoelvloeistoffen
• De vorming van een opgebouwde rand elimineren
• Verminder het risico op vervorming door te voorkomen dat de machinetemperatuur stijgt
• Verleng de standtijd

Een essentieel onderdeel van precisie CNC-bewerkingen

Samen stellen alle mogelijkheden van de moderne Zwitserse CNC-machine hem in staat om nauwe toleranties en complexe onderdelen te produceren die vaak direct van de machine komen en klaar zijn om direct verzonden te worden. Dat maakt de Zwitserse machine tot een belangrijke methode in precisie CNC-bewerkingen.

Download onze gratis gids Veelgestelde vragen over Zwitserse machines voor meer informatie over de kenmerken en voordelen van modern draaien in Zwitserse stijl.