Portalfräsmaschinen

Portalfräsmaschinen kommen in der Industrie immer dann zum Einsatz, wenn es um die Bearbeitung großer, sperriger oder sehr schwerer Werkstücke geht. Die auch als Portalfräswerk bezeichneten Werkzeugmaschinen führen den Fräskopf immer über einen Ausleger, der an einem Querträger zwischen zwei Ständern befestigt ist. Durch diesen Aufbau ergibt sich ein Portal, das den Maschinen ihren Namen verleiht.

Grundaufbau

Bei Portalfräsmaschinen wird unterschieden zwischen Maschinen, die das Werkstück mittels eines verfahrbaren Tisches in Arbeitsposition bringen und sogenannten Gantry- Fräswerken, bei denen die Ständer als Achsen über dem Werkstück verfahren.

Maschinen mit verfahrbarem Tisch

Portalfräsmaschinen mit verfahrbarem Tisch werden entweder als offenes oder geschlossenes Portal angeboten. Bei Maschinen mit offenem Portal sind die Maschinenständer fest im Fundament verankert. Das Maschinenbett, auf dem der zumeist lineargeführte Tisch verfährt, ist von den Ständern unabhängig. Bei Portalfräsmaschinen mit geschlossenem Portal sind die Maschinenständer sowohl auf dem Boden verankert als auch mit dem Maschinenbett verbunden. Diese Bauweise leitet die bei der Zerspanung entstehenden und auf das Portal einwirkenden Kräfte effektiv über die Maschinenständer ab – was sich in erhöhter Steifigkeit der gesamten Maschine auswirkt. Vorteile von Fräsmaschinen mit verfahrbarem Tisch sind die erhöhte Positioniergeschwindigkeit und hohe Dynamik – da nur der Tisch mit dem Werkstück verfahren werden muss, sind die bewegten Massen ansonsten relativ gering. Als nachteilig zeigt sich bei dieser Bauweise die limitierte Tischbelastung.

Portalfräsmaschinen in Gantry-Bauweise

Bei Gantry-Portalfräsmaschinen ist der Maschinentisch (bei der Groß-und Schwerzerspanung werden alternativ auf häufig Plattenfelder eingesetzt) fest mit dem Fundament verbunden. Das Werkstück wird mittels Verstellung der Längs-, Quer- und Vertikalachsen der Portalfräsmaschine erreicht. Die beiden Achsen in Längsrichtung, die die Maschinenständer tragen, werden von der CNC-Steuerung in der Regel als gekoppelte Gantry-Achse verarbeitet – eine Verstellung beider Seiten findet immer simultan statt, auch wenn nur der Verfahrweg einer Achse programmiert wird. Je nach Bauweise verfährt bei Gantry-Maschinen das komplette Portal, oder, wenn die Maschinen als Hochgantry-Fräswerke ausgelegt sind, nur der Querträger über feststehende Seitenständer. Bei beiden Bauweisen ist das theoretische Werkstückgewicht nahezu unbegrenzt, daher werden Gantry-Portalfräsmaschinen bevorzugt bei der Bearbeitung von schweren Werkstücken eingesetzt.

Portalfräsmaschinen von NCmind

NCmind hat sowohl Maschinen mit verfahrbarem Tisch als auch Gantry-Maschinen im Produktportfolio. Die Tischaufspannfläche liegt zwischen 368 mm x 360 mm bei dem kleinsten Modell HSC 350 MG und 750 mm x 500 mm bei der HSC 750 MG. Je nach Anwendungsbereich bieten die Portalfräsmaschinen von NCmind Verfahrwege von 380 mm – 2.800 mm in der X-Achse, 220 mm – 1.700 mm in der Y-Achse und 200 mm – 800 mm in der Z-Achse. Davon abweichende Größen lassen sich auf Anfrage und Kundenwunsch als Portalfräsmaschinen in Sonderausführung realisieren.

Qualität

Alle Maschinen von NCmind sind als hochsteife Portalfräsmaschinen konzipiert. Großzügige Querschnitte der einzelnen Baugruppen sorgen für eine hochstabile Maschine. Besonderen Wert wird auf optimale Zugänglichkeit und ergonomisches Design gelegt. Die Bedienerfreundlichkeit jeder Maschine aus dem Hause NCmind zeigt sich in der Windows-basierten Steuerung, dem standardmäßigen Handrad für manuelles Verfahren der Achsen sowie eine Ausrüstung der Verkleidung mit großen Fenstern und Türen. Die lineargeführten Maschinen sind dank digitaler Antriebe gleichsam durchzugsstark und dynamisch. Die Verstellung der Achsen findet mittels spielfrei vorgespannter, vorzugsweise direkt angetriebener, Kugelumlaufspindeln statt. Für extrem hohe Drehzahlen bis 60.000 min-1 verfügen die Portalfräsmaschinen über Hochfrequenzspindeln, die mit bis zu 15 kW Antriebsleistung im Dauerbetrieb überzeugen und auch bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment auf das Werkzeug bringen. Diese Spindeln lassen sich bei Bedarf in weniger als einer Stunde austauschen.

Standard-Lieferumfang der Portalfräsmaschinen

Alle Portalfräsmaschinen von NCmind sind im Standard für die einfache und anwenderfreundliche Bedienung unter Windows mit vollständiger Netzwerkintegration ausgelegt. Weitere standardmäßige Highlights der Portalfräsmaschinen von NCmind sind unter anderem:

  • Hohe Achsauflösung von <0,0001 mm
  • Extrem hohe Wiederholgenauigkeiten
  • Antriebsstarke Spindelleistungen
  • Drehzahlbereiche von bis zu 60.000 pro Minute
  • Kollisionssicher ausgelegte Werkzeugwechsler mit Kapazitäten bis zu 24 Werkzeugen
  • Komfortable Werkzeugverwaltung
  • Automatische Werkzeugvermessung inklusive Bruchkontrolle
  • Frässpindeln mit austauschbaren Läufereinheiten – dies reduziert drastisch die Kosten durch Stillstandzeiten und Reparaturen im Falle eines Crash oder Verschleiß

Alle Portalfräsmaschinen aus dem Hause NCmind sind mit einem durchgängig digitalen Antriebskonzept ausgelegt. So ist dem Anwender eine Maschine mit HSC-Fräseigenschaften garantiert. Die extrem schnell beschleunigenden Achsen sorgen für Einhaltung der erforderlichen Schnittbedingungen, die hohe Steifigkeit der Fräsmaschinen garantiert beste Konturgenauigkeiten. Durch die leistungsstarken Antriebe, verbunden mit präziser Führungstechnik, kann der Anwender kürzeste Bearbeitungszeiten bei höchster Oberflächenqualität bei den Portalfräsmaschinen von NCmind voraussetzen.

Darf es etwas mehr sein?

In manchen Fällen deckt der Standard-Lieferumfang einer Portalfräsmaschine nicht alle Bedürfnisse und Anforderungen des Anwenders ab. Für diesen Fall bietet NCmind eine große Palette an optional verfügbarem Zubehör für die verfügbaren Portalfräsmaschinen an:

  • Vergrößerter Ständerdurchlass oder erhöhte Verfahrwege
  • Teilautomatische Zentralschmierung aller Komponenten
  • 3-D Messtaster
  • Glasmaßstäbe für erhöhte Genauigkeiten der Maschine
  • Absauganlagen, Minimalmengenschmierung
  • Vakuumspanntechnik für die präzise und schnelle Spannung von Werkstücken mit empfindlicher Oberfläche
  • Ausstattung der Maschine mit Dreh- und Schwenkachsen
  • Integrierte oder aufgesetzte Rundtische
  • Gravureinrichtungen

Anwendungsbereiche von Portalfräsmaschinen

Wie oben bereits erwähnt, werden Portalfräsmaschinen immer dann eingesetzt, wenn die Werkstücke besonders sperrig, schwer und groß sind. Insbesondere im Modell- und Formenbau, wo häufig große Formen und Gesenke zu bearbeiten sind, sind diese Maschinen häufig im Einsatz. Die Möglichkeit, ein Werkstück komplett von fünf Seiten zu bearbeiten (bei Ausstattung der Maschinen mit Fräskopfwechselsystemen oder schwenkbaren Fräsköpfen) und die steife, dynamische Konzeption einer Portalfräsmaschine machen einen großen Teil der Beliebtheit aus. Auch im klassischen Maschinen- und Metallbau sind Portalfräsmaschinen immer dann erste Wahl, wenn größere Werkstücke plangefräst werden müssen. Da die Maschinen von NCmind auf die HSC-Bearbeitung von Werkstücken hin ausgelegt sind, finden die Maschinen auch immer mehr begeisterte Anwender im Bereich Rapid-Tooling, wo hohe Oberflächengüten bei reduzierten Zykluszeiten verlangt werden.