Neun Mikrometer entscheiden, ob ein Lichtsignal ankommt. Bei Amphenol Precision Optics sorgt Blum-Messtechnik dafür, dass die Bohrung genau dort sitzt.

Ob Lasertechnik für Medizin, Verteidigung oder Datenübertragung in Infrastruktur und Sensorik: Die faseroptischen Komponenten der Amphenol Precision Optics GmbH bilden das zentrale Verbindungsglied. Das 1972 gegründete Unternehmen nahm bereits 1987 die Produktion faseroptischer Komponenten auf. Zunächst entstanden vor allem Standardsteckverbinder der EST- und SC-Familie, was das Unternehmen damals zum Marktführer für faseroptische Steckverbinder in Deutschland machte. Mit dem wachsenden Bedarf an Hochpräzisionsteilen für Lichtwellenleiter-Verbindungen entwickelte sich die Firma zu einem hochspezialisierten Hersteller in der LWL-Branche. Heute zählt die Amphenol Precision Optics GmbH zu den führenden Anbietern faseroptischer Verbindungstechnik in Europa.

Wo zehn Mikrometer über alles entscheiden

Damit zwei Lichtfasern präzise aufeinandertreffen, sitzt in den Amphenol-Steckverbindern eine rund 20 Millimeter lange Metallferrule, die die Lichtwellenleiterfaser umfasst und positioniert. Die Fertigung dieser Bauteile verlangt höchste Genauigkeit: In die zylindrische Ferrule mit einem Aussendurchmesser von drei Millimetern wird zentrisch eine Bohrung mit einem Durchmesser zwischen 50 und 620 Mikrometern gebohrt, bei einer zentrischen Toleranz von unter zehn Mikrometern. «Der Durchmesser der Bohrung entspricht der Dicke der Faser plus 5 Mikrometern, damit die Fasern eingeführt werden können», erläutert Christoph Werner, technischer Leiter und Prokurist bei Amphenol Precision Optics. «Wir haben Serienstecker, aber eben auch welche für Sonderfasern, dementsprechend viele dieser hochfeinen Bohrer haben wir im Vorrat. Im meistvertretenen Bereich zwischen 100 und 200 Mikrometern haben wir alle Bohrerabstufungen da.» Diese Bohrer, zwischen 60 und 70 Euro pro Stück teuer, sind selbst Präzisionswerkzeuge mit einer Toleranz von bis zu ± 2 Mikrometern.

Bruchkontrolle für hauchfeine Bohrer

Bei derart filigranen Werkzeugen ist die Bruchkontrolle im automatisierten Betrieb noch wichtiger als bei grösseren Bearbeitungen. Blum empfahl den Hessen deshalb den sehr kompakten Werkzeugtaster Z-Pico. Bei Amphenol bestand allerdings die Befürchtung, dass die hauchfeinen Bohrer beim schnellen Antasten brechen könnten. Also gaben sie den Technikern von Blum vor der Installation einige Bohrer mit 127 Mikrometern Durchmesser zum Testen mit und waren vom positiven Ergebnis überrascht. Seither kontrollieren Z-Pico-Taster auf den Drehzentren in Sinn-Fleisbach sämtliche Werkzeuge. Bei Blum überraschte das kaum, weil das Funktionsprinzip mit Linearführung im Z-Pico vollständig frei von Querkräften ist und so auch die Messung sehr kleiner, empfindlicher oder langer Werkzeuge ermöglicht. Das System misst Werkzeuge ab einem Durchmesser von 0,05 Millimetern, abhängig von Geometrie und Material.

Endlich Ruhe am Nullpunkt

«Einige unserer Fräszentren waren anfangs mit einem Messtaster eines anderen Herstellers für die Nullpunkterfassung am Werkstück nach dem Einlegen ausgestattet. Der machte allerdings Probleme, beim mehrfachen Anfahren des Parallelanschlags streute er um zwei Hundertstel Millimeter», erinnert sich Christoph Werner. «Wir haben dann zusammen mit dem Maschinenhersteller einen Blum Messtaster TC52 getestet, der streute überhaupt nicht. Das muss Eindruck gemacht haben, inzwischen baut der Hersteller Messtaster von Blum ein.» Ein Teil der Fräszentren ist zudem mit Blum-Lasermesssystemen des Typs Nano NT ausgestattet, auf anderen Bearbeitungszentren laufen Systeme vom Typ Micro Compact NT. Sie übernehmen die initiale Werkzeugvermessung ebenso wie die Bruch- und Verschleisskontrolle. Besonders wichtig ist den Amphenol-Zerspanern Letztere: Der Prozess ist zwar stabil und reproduzierbar, sodass sich der Verschleiss gut abschätzen lässt, trotzdem bleibt die kontinuierliche Überwachung wichtig, und beruhigend, für die Fertigungsspezialisten.

Fünf Stunden für vierhundertvierzig Bohrungen

Amphenol fertigt auch Fiber Arrays, bei denen auf einer Stirnfläche von 10 mal 10 Millimetern 440 Bohrungen entstehen. Der Bohrer misst 420 Mikrometer im Durchmesser, die Durchmessertoleranz liegt bei ± 5 Mikrometern, und in einer Aufspannung stehen in Sinn-Fleisbach bis zu vier Arrays auf der Maschine. Bei einer Laufzeit von fünf bis sechs Stunden lohnt es sich, Bohrerdurchmesser und Verschleiss im Auge zu behalten, was mit den Blum-Lasermesssystemen schnell und effizient bei Bearbeitungsdrehzahl gelingt. Fiber Arrays kommen unter anderem in astronomischen Instrumenten zum Einsatz: Glasfasern werden in die Arrays eingebracht und fixiert, bevor diese in Teleskopen verbaut werden. Sie ermöglichen die präzise Erfassung des Lichts von Himmelsobjekten und dessen verlustarme Weiterleitung an Spektrografen.

Ein Lasermesssystem ohne Verschleiss

Die Toleranzen werden auch künftig enger, die Kunden anspruchsvoller. Manche suchen unter dem Mikroskop nach Verschmutzungen. Dazu kommen der ständige Verbesserungsprozess und die Automatisierung, um wirtschaftlich produzieren zu können. Unter diesen Bedingungen sind die präzisen und zuverlässigen Messtaster und Lasermesssysteme von Blum für Amphenol unverzichtbar, um gleichbleibende Qualität sicherzustellen. «Wir können ohne die Messsysteme nicht produzieren, die Blum-Produkte funktionieren einfach, egal ob wir wie auf den Fräszentren unter Öl arbeiten oder wie auf den Langdrehern unter Kühlschmiermittel. Wir haben auf einer Maschine einen Z-Pico seit 2011 im Einsatz und messen nach jeder Mikrobohrung, der Werkzeugtaster funktioniert immer noch wie am ersten Tag», zieht Christoph Werner ein positives Fazit. «Auf einem Fräszentrum läuft seit 2003 ein Lasermesssystem, das ist ebenfalls noch das erste System. Deshalb ist Blum bei neuen Projekten gesetzt, gerade sind wir dabei, eine neue automatisierte Mikropräzisions-Fräszelle zu kaufen, da kommen ein Lasermesssystem LC54-DIGILOG und ein Messtaster TC52 rein und die Software LC-VISION drauf.»