• Karl Obermann

Hergestellt mit Zyklen von Hypermill: Kamerahalterung für den Weltraum

Open Mind Technologies gratuliert seinem Kunden Ramco Machine, LLC (Rowley, MA, USA) zu seiner Beteiligung an einer Weltraummission mit spektakulären Entdeckungen. Die TESS-Mission hat kürzlich ihren ersten Planeten entdeckt, der um zwei Sonnen kreist. Für den Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) hatte Ramco präzise Kamerahalterungen aus Invar gefertigt – unter Einsatz von 5-Achs-Bearbeitungsstrategien der CAM-Software Hypermill


Modell des TESS-Raumfahrzeugs. Quelle: NASA's Goddard Space Flight Center

Die Herstellung der Halterungen erforderte die Bearbeitung von Invar, einer Nickel-Eisen-Legierung mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten, die es ermöglicht, den Strapazen des Raketenstarts standzuhalten und die extremen Temperaturschwankungen des Weltraums auszugleichen. Die Montagehalterung weist äußerst enge Toleranzen auf. Die Dicke der zentralen Rippe beträgt 1,27 mm (0,050") ±0,025 mm (±0,001"), die Abweichung von der Vertikalität zwischen den Flächen wird auf 0,025 mm gehalten und auch die beiden gegenüberliegenden Flächen der Halterung müssen parallel bis auf 0,025 mm genau aufeinander ausgerichtet sein. Um Invar zu zerspanen und die erforderlichen Toleranzen zu erreichen, verwendete Ramco verschiedene innovative hyperMILL® 5-Achs-Strategien.


Hintergrund


Im Jahr 2017 wurde Ramco vom MIT Lincoln Laboratory (Lincoln, MA, USA) mit der Herstellung der Kamerahalterungen für die TESS-Satellitenmission der NASA beauftragt. Diese ist darauf ausgelegt, nahe gelegene helle Sterne zu erforschen und zu vermessen, um Planeten zu finden, die um diese Sterne kreisen. Im Jahr 2018 wurde ein solarbetriebener Weltraumsatellit, der mit vier ultrasensiblen Kameras ausgestattet ist, an Bord einer zweistufigen SpaceX-Falcon-9-Rakete in den Weltraum gestartet. Das am MIT-Lincoln-Laboratorium entwickelte Vier-Kamera-System überwacht die Helligkeit von mehr als 200 000 Sternen und sucht nach winzigen Helligkeitsabfällen während des Vorbeiflugs der Planeten vor jedem Stern.


Präzision schon im Bauch


Die 2019 vorgestellte CAD/CAM-Suite Hypermill enthält in der Standardversion bereits zahlreiche Strategien für die Hochpräzisionsbearbeitung. Mit Hypermill lassen sich Toleranzen im µm-Bereich und spiegelglatte Oberflächen erreichen. Nachbearbeitungen wie Polieren sind dadurch oftmals nicht mehr notwendig. Für eine Qualitätssteigerung bei der Oberflächengüte sorgt die Option „Hochgenauer Flächenmodus“. Dabei findet die Berechnung der Werkzeugbahnen auf den realen Bauteilflächen und nicht auf einem Berechnungsmodell statt. Dadurch lassen sich Toleranzen im µm-Bereich einhalten und spiegelglatte Oberflächen fertigen.


Montagehalterungen auf der Attrappe des Kamerahalters.

Unmerkliche Übergänge


Ein weiterer Bestandteil für die hochpräzise Flächenbearbeitung ist die Funktion „Sanftes Überlappen“ zum Verschleifen von Übergängen zwischen Flächen. Eine optimierte Bewegungsführung des Werkzeugs sorgt im Überlappungsbereich für einen perfekten, nicht spürbaren Übergang zur danebenliegenden Fläche. Der Anwender hat die Möglichkeit, mit dieser Option flexibel auf die Bauteilgegebenheiten einzugehen.


Präzise Kanten


Um das Fräsergebnis an Bauteilkanten zu verbessern, können mit der Funktion „Automatische Flächen­verlängerung“ bereits während des Programmierens ausgewählte Fräsflächen umlaufend verlängert werden. Dass man für diese Anpassungen nicht mehr ins CAD-System wechseln muss, stellt eine große Vereinfachung in der Programmierung dar. Als moderne und flexible CAM-Lösung beinhaltet die Software in vielen ihrer Standardstrategien Optionen für eine hochgenaue Bearbeitung. Dieses Konzept wird weiter ausgebaut, auch zukünftige Strategien sollen mit Optionen zum Hochpräzisionsfräsen gesteigerte Fertigungsgenauigkeit und verbesserte Oberflächen ermöglichen.




Über Open Mind


Weltweit zählt OPEN MIND zu den Top 5 CAD/CAM-Herstellern, laut „NC Market Analysis Report 2020“ von CIMdata. Die CAD/CAM-Systeme von OPEN MIND erfüllen höchste Anforderungen im Werkzeug-, Formen- und Maschinenbau, in der Automobil- und Aerospace-Industrie sowie in der Medizintechnik. OPEN MIND engagiert sich in allen wichtigen Märkten in Asien, Europa und Amerika und gehört zu der Mensch und Maschine Unternehmensgruppe.


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