Lesen Sie außerdem in dieser Ausgabe:

<ul><li>Serviceleistung 3D-Druck: Individuelle Lösungen für den Formenbau</li><li> Rundum-Sorglospakete: Formenbauer setzt auf partner-Know-how</li><li>Wenn jede Sekunde zählt: Kombi-Kompetenz als idealer Problemlöser</li></ul>

Nein, nicht der Autor dieser Zeilen ist mit der Headline gemeint. Vielmehr das Blatt, das Sie in den Händen halten. Auf 30 Jahre kann die Form + Werkzeug nun zurückblicken. Doch was sind schon 30 Jahre?

Als Person wäre unsere Fachzeitschrift gerade dem Twen- Alter entwachsen und fühlte sich noch lange nicht reif für den Ernst des Lebens. Und seit Corona nimmt man Zeit ohnehin anders war. Fest steht: In ihren 30 Jahren Lebenszeit hat die Form + Werkzeug die Branche des Werkzeug- und Formenbaus mit ganzer Kraft und vollem Engagement begleitet. Dabei ist die Redaktion schlauer geworden. Auch wenn das Team mitunter wechselte − geblieben ist stets die Wertschätzung für die oftmals kleinen Firmen und ihre Fachleute, die viel können, aber kaum darüber reden. Mit der Zeit tat sich einiges. Als die Form + Werkzeug startete, war Werkzeugbau noch Handwerk, zeichnete man meist noch von Hand, kursierten uralte Stammformen, war Dokumentation ein Fremdwort, verdiente der Formenbauer sein Geld noch ›am Span‹. Manches davon gibt es noch? Dann sind wir schon bei den Themen, die uns die nächsten 30 Jahre beschäftigen werden: die Digitalisierung aller Segmente der Branche, die stetige Verlagerung von Fertigungs- zu Konstruktionskompetenz, die Professionalisierung des Vertriebs. Die Branche modernisiert sich. Und sie braucht Wissen. Das Team der Form + Werkzeug steht bereit, es zu vermitteln. Im Idealfall lautet das Leser-Urteil zu diesen Mix aus Erfahrung und relativer Jugend: absolut hilfreich.

Frank Pfeiffer [<a href="mailto:frank.pfeiffer@hanser.de">frank.pfeiffer@hanser.de</a>]

Frank Pfeiffer ist Redakteur der FORM + Werkzeug.

EDI Frank Pfeiffer

Pfeiffer, Frank

Die Moulding Expo 2021 fällt aus. Diese Nachricht betrübte Ende März die Branche, überraschte sie aber nicht. Wir befragten Florian Niethammer, Projektleiter bei der Messe Stuttgart, zur Verlegung der Messe auf 2023 und zum virtuellen Innovationstag, der am 10. Juni stattfindet.

Herr Niethammer, wie schwer fiel Ihnen die Absage?

Florian Niethammer: Sehr schwer. Wir haben hier seit 2015 eine Exposition etablieren können, die von der Branche des Werkzeug- und Formenbaus nicht nur akzeptiert wird, sondern fest in ihr verankert ist. Wenn man solch ein Projekt ins Leben gerufen und es über Jahre begleitet hat, schmerzt eine Absage natürlich. Aber wir trafen die Entscheidung im Interesse aller und waren uns stets bewusst, sie vielleicht fällen zu müssen.

Florian Niethammer: Auf jeden Fall bis Ende des vergangenen Jahres. Zu diesem Zeitpunkt stand noch die Möglichkeit im Raum, dass unsere Moulding Expo eine der ersten Präsenzmessen sein könnte, die nach der Pandemie stattfindet. Doch ab Januar 2021zerstob diese Hoffnung, und als Realisten war uns schnell klar, dass die Gefahr einer Absage von Tag zu Tag stieg. Wir besprachen die aktuelle Lage dann regelmäßig gemeinsam.

Wer war federführend bei diesen Besprechungen?

Florian Niethammer: Wir stützen uns in erster Linie auf unseren Messebeirat, in dem namhafte Hersteller der Branche wie DMG Mori, Meusburger und Deckerform sowie Zulieferer aktiv sind. Aber auch mit den ideellen und fachlichen Trägern der Messe, den Verbänden BVMF, VDMA Präzisionswerkzeuge, VDW und VDWF stehen wir in engem Kontakt. So hatten wir vor der Entscheidung innerhalb kurzer Zeit fünf Beiratssitzungen, in denen wir die Lage sondierten und das weitere Vorgehen besprachen.

Hatten Sie sich einen Termin für den Entscheid gesetzt?

Florian Niethammer: Ja, das war ein Anliegen aller Beteiligten. Denn Planungssicherheit ist in dieser bewegten Zeit noch wichtiger als ohnehin schon. Wir wollten uns bis Ende März entscheiden. Als dann nach der Ministerpräsidenten-Konferenz eine Gestattung von Messen auch in Baden-Württemberg wieder in weite Ferne gerückt war, blieb uns nichts anderes übrig, als die Messe abzusagen. Trotz durchdachtem Hygienekonzept und einiger Erfahrung beim Handeln unter Pandemiebedingungen wäre es für unsere Partner ein unkalkulierbares Risiko gewesen, an den Plänen festzuhalten. Wir waren einhellig der Meinung, dass die nächste Moulding Expo wieder im normalen Turnus stattfinden sollte, also 2023. Als Termin haben wir dann den Zeitraum vom 13. bis zum 16. Juni fixiert.

Wäre ein früherer Termin nicht besser gewesen?

Florian Niethammer: Das mag im ersten Moment so erscheinen. Aber das Messegeschäft ist über das Jahr eng getaktet und spricht gezielt bestimmte Branchen an. Würden wir etwa unsere Moulding Expo 2022 starten und sie so in einen Wettbewerb zu themenähnlichen Veranstaltungen wie der AMB setzen, kämen unsere Kunden in Entscheidungsnot, denn auch sie müssen mit ihren Ressourcen haushalten. Dass es sich beim Werkzeug- und Formenbau um eine Querschnittsbranche über die Fertigungstechnik hinweg handelt, verstärkt diesen Effekt. Es waren sich alle einig, dass dies die beste Lösung ist. Aber wir werden bis dahin keinesfalls untätig sein.

Florian Niethammer: Nun, eine erste Maßnahme wird unser virtueller Innovationstag sein, der am 10. Juni 2021 stattfindet und mit dem wir auf den Weg zur Moulding Expo 2023 einstimmen wollen. Unser Ziel ist es, die Highlights aus dem für 2021 geplanten Rahmen- und Vortragsprogramm international und kostenfrei zugänglich zu machen. Schließlich gibt es einiges an Innovativem und Sehenswertem, das wir nicht ungenutzt lassen wollen und das auch virtuell seine Wirkung entfalten kann. Ich möchte hier nur unsere Road of Tooling Innovation oder unser Forenkonzept erwähnen. Bei der Organisation werden wir von unseren Partnern unterstützt. Ich schließe aber auch nicht aus, dass wir bis zur nächsten Moulding Expo das eine oder andere physische Event auf die Beine stellen, wenn das gesetzlich sicher machbar ist und wenn die Branche das wünscht.

Florian Niethammer: Es können Vortragsreihen sein, ein Konferenzformat, Table-Top-Stände − es gibt grundsätzlich viele Möglichkeiten, wie man ohne großen Aufwand zusammenkommen, sich austauschen und Wissen vermitteln kann. Aber auch die Akquise für die nächste Moulding Expo läuft derzeit schon gut. Ich bin sicher: 2023 wird Maßstäbe setzen.

Mit welchem Motto werben Sie für die nächste reale Messe?

Florian Niethammer: Ob Hidden Champion oder Großkonzern − vom 13. bis zum 16. Juni 2023 trifft sich auf der Moulding Expo das Beste, was der hochwertige internationale Werkzeug-, Modell- und Formenbau und seine Zulieferer zu bieten haben.

 Was erwartet die Besucher des virtuellen Innovationstages?

Florian Niethammer: Das erste Thema, das am Nachmittag des 10. Juni behandelt wird, lautet: Der europäische Werkzeug-, Modell- und Formenbau im Wandel – Status Quo, Herausforderungen und Ausblick. Im Anschluss werden im Rahmen der Road of Tooling Innovation Einblicke gegeben in die Werkzeug- und Produktionskonzepte der Zukunft sowie danach innovative Fertigungsstrategien im Werkzeug-, Modell- und Formenbau vorgestellt. Unter dem Begriff Schooltool wird Professor Steffen Ritter von der Hochschule Reutlingen neue Wege in puncto Aus- und Weiterbildung vorstellen − ein Schlüsselthema in unserer Branche, das viele interessieren dürfte. Und schließlich gibt es noch die internationale Session Tooling around the world – Country portraits and reports from international markets, für die wir den internationalen Dachverband der Werkzeug- und Formenbau-Verbände Istma gewinnen konnten. Ich lade jeden ein, sich kostenfrei an unserer Veranstaltung zu beteiligen. Registrieren kann man sich ganz einfach über unsere Landingpage <a href="http://www.moulding-expo.de/vid">www.moulding-expo.de/vid</a>.

Am 10. Juni: Der virtuelle Innovationstag

16:9

Name - Interview 2 Seiter

Verbände, Institutionen, Messen

Dienstleistungen

Spaltmaße im 1-µm-Bereich sind bei Stanzwerkzeugen keine Seltenheit. Das ruft das Koordinatenschleifen auf den Plan. In der Folge steigt die Attraktivität von Bearbeitungszentren, die dieses Verfahren mit abdecken können. Röders hat sich dieser Herausforderung gestellt.

Schleifen hat seine Vorzüge. »Im Vergleich zum Fräsen bietet es Vorteile bezüglich der erreichbaren Genauigkeit sowie der Oberflächenqualität«, weiß Dipl.-Ing. Jürgen Röders, Geschäftsführer der Röders GmbH in Soltau. Grund hierfür sind die frischen und daher extrem scharfen Bruchkanten der im Schleifkörper eingebetteten Schleifmittelkörner. Deshalb werden bei vielen Präzisionsbearbeitungen die letzten Mikrometer durch Schleifbearbeitungen abgetragen.

Früher erforderte dies den Einsatz einer zweiten Werkzeugmaschine mit dem entsprechenden Umrüstaufwand. Daher habe seine Firma bereits 2001 erste Koordinatenschleifanwendungen auf HSC-BAZ ausgeführt. Im Unterschied zu den klassischen Koordinatenschleifmaschinen, die eine Zirkularbewegung der Schleifspindel mit einem Planetenkopf ermöglichen, müssen hierbei lineare Achsen interpolierend angesteuert werden. Anfangs gab es noch Nachteile bezüglich der erzielten Rundheitsgenauigkeit, doch auch bei Maschinen mit Zirkularkinematik des Arbeitskopfs sind bei Kreisbewegungen Rundheitsabweichungen von 0,5 µm kaum zu vermeiden.

»Mit unseren HSC-Fräsbearbeitungszentren der neuesten Generation, wie dem 5-Achs-BAZ RXP 601 DSH, sind solche Werte problemlos auch durch Linearachsen darstellbar«, ergänzt Dr.-Ing. Oliver Gossel, Prokurist bei Röders. Entscheidend hierfür sei zunächst die Grundgenauigkeit der Maschine. Hier komme Röders dank hochwertiger Führungen, hochauflösender Maßstäbe und einem ausgefeilten Temperaturmanagement aller wesentlichen mechanischen Komponenten problemlos auf Positioniergenauigkeiten von unter einem Mikrometer. Weitere Aspekte seien der reibungsfreie Gewichtsausgleich der Z-Achse sowie die automatische Kompensation der thermisch bedingten Längung der Spindel. Bei 5-Achs-Maschinen werden zudem vor Auslieferung bei Röders Abweichungen der Dreh- und Schwenkachse des Tischs messtechnisch erfasst und kompensiert. Für zusätzliche Genauigkeit sorgt ›Racecut‹, die 32-kHz-Abtastfrequenz der Regelung in allen Regelkreisen, die Abweichungen bereits in der Entstehung erkennt und ausgleicht.

Hinzu kommen in die Maschine integrierte Hilfsmittel für die Vermessung der Werkstücke und Werkzeuge einschließlich einer 3D-Anschlifferkennung. Für das Abrichten von Schleifwerkzeugen stehen diamantbestückte Abrichträder zur Verfügung. Das Tüpfelchen auf dem i in Sachen Präzision liefert dann die Vektorsteuerung der Arbeitsspindel. Dadurch werden einmal abgerichtete Schleifwerkzeuge auch nach mehrfachem Auswechseln stets wieder in genau der gleichen Winkelposition eingespannt. So werden Fluchtungsfehler beim Wechsel sicher vermieden.

Die Dokumentation der Präzision auch beim Schleifen…

»Die heute mit Röders-Maschinen erreichbare Präzision lässt sich anschaulich anhand einer Spritzgussform für Kameralinsen für Smartphones aufzeigen«, sagt Jürgen Röders. Bei dieser besonders anspruchsvollen Anwendung werden 24 Nester mit je einer Durchgangsbohrung in einer Platte eingefräst und anschließend präzisionsgeschliffen. Erschwert wird dies dadurch, dass die zu schleifende Kontur teils erst in 20 mm Tiefe beginnt, sodass das vergleichsweise schlanke Werkzeug unter ungünstigen Abdrängungsbedingungen arbeiten muss. Die 30 mm dicke Werkzeuggrundplatte besteht aus Werkzeugstahl mit 52 bis 54 HRC. Die Nester weisen eine unsymmetrische Kontur auf. Für die daran anschließende zylindrische Durchgangsbohrung wird ein Durchmesser von 8 mm mit Toleranzvorgaben -0/+0,5 µm gefordert. Auch in anderen Bereichen des Werkzeugs sind Toleranzen im Sub-Mikrometer-Bereich einzuhalten. Das Fräsen und Schleifen erfolgten auf einem dreiachsigen Bearbeitungszentrum Röders RHP 500.

…erfordert den Einsatz von Messtechnik neuester Generation

»Wer Werkzeugmaschinen mit einer derartigen Genauigkeit herstellen will, muss über eine entsprechend präzise Messtechnik verfügen«, erläutert Oliver Gossel. Deshalb habe man eine Koordinatenmessmaschine des Typs Xenos von Zeiss gekauft. Von diesem High-End-System mit einer Messgenauigkeit von 0,3 + L/1000 µm gibt es bisher nur rund zwei Dutzend Exemplare, die zumeist bei Forschungseinrichtungen der Luft- und Raumfahrt oder der optischen Industrie stehen. Zur Investition gehörte die Einrichtung eines erschütterungsarmen Messraums mit ausgeklügelter und kontrollierter Klimatisierung (Zuluft auf 0,02 K kontrolliert).

Spezielle Software erleichtert  die Programmierung

»Schleifen und Fräsen sind unterschiedliche Technologien, wobei das Schleifen merklich umfassendere Parametersätze erfordert«, verrät Röders. Deshalb sei es auch nicht immer einfach, Schleifern das Fräsen oder Fräsern das Schleifen nahezubringen. Zudem liefern bisher nicht alle CAM-Programme fertige NC-Programme für das Koordinatenschleifen und oft seien die auch gar nicht nötig.

Um den Kunden die Arbeit zu erleichtern, haben die Röders-Software-Spezialisten die Programmierung des Koordinatenschleifens deutlich vereinfacht. So kann sich der Anwender zu dem Job eine Datenbank mit vorgegebenen Parametersätzen zuladen. Das beschleunigt das Programmieren und verringert das Risiko von Fehleingaben. Auch lässt sich die bereits vorhandene Datenbank mit Erfahrungswerten aus der eigenen Produktion eigenständig erweitern. Darüber leiste Röders gerne zusätzliche Unterstützung. Aufgrund der eigenen, auf Windows basierenden und einfach zu bedienenden Steuerung ›RMS6‹ ist die Einarbeitung der Kunden in beide Technologien einfach möglich.

Volle Produktivität beim Fräsen ebenso wie beim Schleifen

»Einer der wesentlichen Vorteile der Röders-Technologie beruht darauf, dass unsere Werkzeugmaschinen von vorneherein für die hohen Belastungen beim HSC-Fräsen ausgelegt werden«, bekräftigt Gossel. Bei reinen Koordinatenschleifanwendungen seien die Beanspruchungen wegen der geringeren Materialabtragung nicht so hoch wie beim Schruppen von Werkzeugstahl.

In der Praxis lassen sich aufgrund dieser vergleichsweise deutlich höheren Steifigkeit signifikant größere Zeitspanvolumina erreichen, da die Schleifwerkzeuge optimal zum Einsatz gebracht werden können. »Oft zeigen sich unsere Kunden überrascht, dass mit derselben Maschine einerseits geschruppt und im Anschluss auf den Mikrometer genau geschliffen werden kann«, so Röders. Dies könne realisiert werden, da die Bearbeitungskräfte keinen Einfluss auf die Maschinengeometrie haben oder gar zu einem Verschleiß führen, sodass eine sehr hohe Dauergenauigkeit erreichbar sei.

Komplettbearbeitung realisiert: Dr.-Ing. Oliver Gossel (links) und Dipl.-Ing Jürgen Röders vor einem 5-Achs-BAZ RXP 601 DSH, das sich gleichermaßen für das HSC-Fräsen wie auch für das Koordinatenschleifen eignet

Anspruchsvoll: Grundplatten einer Spritzgussform für Smartphone-Kameralinsen mit 24 Nestern. Für die zylindrische 8-mm-Durchgangsbohrung wird eine  Toleranz von -0/+0,5 µm vorgegeben

60 HRC und mehr: Fünfachsig mittels HSC-Fräsen und Koordinatenschleifen auf der RXP 601 DSH aus Kaltarbeitsstahl hergestelltes Schnittmesser für die Blechbearbeitung

Röders - Hauptartikel

Klaus Vollrath leitet das Redaktionsbüro Klaus Vollrath im schweizerischen Aarwangen.

5-Achs-Bearbeitungszentren

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Bearbeitungszentren

HSC- / HPC-Bearbeitung

Spanende Verfahren

Schleifen

5-Achs-Simultanbearbeitung

HSC-Maschinen

Profilschleifen

Als reiner Erodier-Lohnfertiger setzt Wölk Metallverarbeitung in Bielefeld fast ausschließlich auf Erodiermaschinen der Marke Sodick. Mit der Investition in eine erneuerte Sodick AQ900L sieht sich der EDM-Spezialist gut aufgestellt für weitere Markterfolge im XXL-Teile-Bereich.

Als Franz Wölk 2008 mit einer Maschine – schon damals von Sodick – in einer Halle in Lemgo startete, brachte er schon 15 Jahre Erfahrung im Drahterodieren mit. Heute sind eine hohe Flexibilität und Kundenorientiertheit das A und O seines Familienbetriebs, vor allem in puncto Liefertreue. So können aufgrund des vielfältigen Maschinenparks problemlos auch größere Aufträge in kürzester Zeit abgearbeitet werden. Zudem hat man bei Wölk stets Wert darauf gelegt, neben Großkunden wie Benteler auch viele kleinere Werkzeug- und Formenbauer fast aller Branchen stetig zu bedienen.

 Bei sogenannten Trümmerteilen im Großkundenumfeld ist die Rüstarbeit gering: Einmal aufgespannt, abgefahren und dann fertig erodiert. Bei diesen Umsatzbringern spielen die Sodick-Maschinen ihre Stärke aus. In Mehrmaschinenbedienung einmal bestückt, laufen die Teile über Nacht oder übers Wochenende hinweg durch. Das 3D-Programm kommt vom Kunden.

 »Wir haben die vielen kleinen Formenbauer, Werkzeugbetriebe und Maschinenbauer stets kontinuierlich mitbedient«, betont Franz Wölk. In Corona-Zeiten habe sich diese breite Kundenbasis bewährt, gerade dann, wenn zunehmend Aufträge aus der Zuliefererindustrie plötzlich wegbrechen.

Neben den sechs Sodick-EDM-Maschinen in Bielefeld steht noch eine Koaxial-Erodiermaschine von Fanuc am Standort Lemgo. »Auf der haben wir auch schon größere Teile bearbeitet«, berichtet Heinrich Wölk, der als Mitglied der Geschäftsleitung die technische Leitung verantwortet. »Die Koaxialbearbeitung, die nicht im Wasserbad schneidet, sondern koaxial nur mit Spülung, bringt auch Nachteile mit sich; heutzutage macht man das so nicht mehr.«

Doch gerade Sonderformteile oder Sonderbauteile für den Maschinenbau, die bis anderthalb Meter lang sind, ließen sich auf den vorhandenen Maschinen kaum ins Wasserbad bekommen. An der Fanuc-Maschine konnten Teile mit Überlänge über den Tisch hinaus ragen, dann fixiert und mit Pratzen entsprechend befestigt und bearbeitet werden. Weil die Maschine aber deutlich langsamer als die Sodick-Maschinen ist, wollte man auch solche XXL-Bauteile auf einer Sodick bearbeiten können.

Um Kundenaufträge nicht ablehnen zu müssen, war Heinrich Wölk auf der Suche nach einem adäquaten Ersatz. »A6, A7 und A8 bekommen wir auf der Fanuc kaum noch präzise bearbeitet, dementsprechend hatten wir schon länger damit geliebäugelt, einen Ersatz dafür anzuschaffen«, so der Juniorchef. »Natürlich kam dafür nur Sodick in Betracht, mit denen wir nun schon seit zwölf Jahren eine Partnerschaft pflegen.«

 Gern hätte er auch gleich eine noch größere 1200er- oder 1500er-Sodick genommen, aber diese Maschinen sind keine Serienfabrikate und kaum auf dem Gebrauchtmaschinenmarkt zu finden. ›Als dann Giuseppe Addelia von Sodick auf uns zukam, dass in seinem Vorführzentrum in Düsseldorf eine in die Jahre gekommene AQ900L steht, die kundenspezifisch generalüberholt werden könnte, haben wir uns diese angeschaut und den Retrofit beauftragt«, so Heinrich Wölk. Eine neue Maschine wäre nicht infrage gekommen; schließlich schlägt die Retrofitmaschine mit nur einem Drittel des Neupreises zu Buche.

Bei der Generalüberholung wurden auch Kundenwünsche berücksichtigt, etwa das Design des Maschinentisches. Der Aufspannrahmen wurde mit speziellen Vorrichtungen versehen, damit sich XXL-Bauteile flexibel spannen lassen. »Zwei 8er-Bohrungen sorgen dafür, dass über zwei eingebrachte Passstifte als Anlagefläche das Bauteil in der Längsachse bereits ausgerichtet werden kann, nur noch angepratzt werden muss und fertig ist zum Erodieren«, freut sich Heinrich Wölk über den erzielten Rüstzeitgewinn. »Wir haben auch einige größere Stanzteile, die wir darauf bearbeiten wolle; das lässt sich jetzt mit dem speziellen Tisch wesentlich effektiver einrichten.«

 Da der Lohnfertiger die Sodick-Maschinen aus dem Effeff kennt, war nach dem Aufstellen und Anschließen keinerlei Schulung notwendig.

Mit dem Teamviewer  in die Maschine geschaut

Trotz Mehrmaschinenbedienung, geringem Verschleiß und hoher Verlässlichkeit der Sodick-Maschinen sind Ausfallzeiten, etwa wegen Drahtriss, nicht auszuschließen. Deshalb sind alle Maschinen durchgängig vernetzt. Über Teamviewer kann jederzeit auf das Maschinen-Display zugegriffen werden. So lässt sich remote überwachen, ob ein Erodierdraht gerissen oder der Pegelstand gesunken ist.

Auch bei den Aufträgen ist der Lohnfertiger dadurch flexibel. So können zwei oder drei Maschinen mit Langläuferteilen bestückt über zwei Schichten durchlaufen, damit für Spezialteile die nötige Manpower verfügbar ist. Von großem Vorteil ist hierbei, dass bei allen Sodick-Maschinen die gleiche Steuerung verwendet wird.

Heute zählt Franz Wölk zu den Koryphäen im Drahterodieren, und sogar Experten von Sodick aus Japan schauen sich bestimmte Anwendungen an. »Aber umgekehrt stoßen auch wir bei so einer neuen XXL-Maschine teilweise an unsere Grenzen; dann sind auch die Anwendungstechniker von Sodick sofort zur Stelle«, sagt Juniorchef Heinrich Wölk. Und wenn Wölk weiter wächst? »Dann wird Sodick wieder unsere erste Wahl sein«, so Firmengründer Franz Wölk. »Schließlich sind wir nicht nur Abnehmer von Sodick-Maschinen, sondern pflegen eine langjährige tiefe Partnerschaft.«

Quadratisch gut: Mit der VL600QH hat EDM-Spezialist Wölk zudem eine Maschine in Betrieb genommen, die mit einer Z-Achs-Höhe bis 500 mm auch hohe Bauteile bearbeiten kann

Froh über die neue Alte: Torsten Milse, Vertriebsverantwortlicher Sodick Deutschland, Franz Wölk, Geschäftsführer Wölk Metallverarbeitung GmbH, Dirk Bell, Serviceleiter bei Sodick, und Giuseppe Addelia, Vertriebsleiter Sodick (von links)

Name - Hauptartikel

Wölk Metallverarbeitung GmbH, www.wölk-drahterodieren.nrw

Sodick Deutschland GmbH, <a href="http://www.sodick.de">www.sodick.de</a>

Drahterodieren

Erodieren

Drahterodiermaschinen

Erodiermaschinen

Wer heute Innovator und Vorreiter im Drahterodieren sein will, muss Ideen in Praxislösungen umsetzen können. Dass der Hersteller GF Machining Solutions dazu in der Lage ist, will er mit seiner jüngsten Drahterodiermaschine beweisen, die vier verschiedene Neuheiten vereint.

Wer im schwierigen Markt der elektroerosiven Bearbeitung erfolgreich sein will, muss innovationswillig und -fähig sein. Der Werkzeugmaschinenhersteller GF Machining Solutions sieht sich mit diesen Eigenschaften ausgestattet und will seine Rolle als Innovator und Pionier auf dem Gebiet des Drahterodierens mit seiner neuesten Maschinengeneration ein weiteres Mal unter Beweis stellen. Nicht weniger als vier Neuheiten sind im neuen Konzept vereint: das Intelligent Spark Protection System (ISPS), iWire, Turbo Tech und Uniqua.

Die vier Funktionen ISPS, iWire, Turbo Tech und Uniqua sind für alle Baureihen der neuen Maschinengeneration verfügbar. Sie sollen Anwendern eine solch hohe Flexibilität und Geschwindigkeit bieten, dass damit in der Branche neue Maßstäbe gesetzt werden. Als ein zentrales Merkmal wird die Minimierung des Drahtverbrauchs genannt, mit der Folge einer größtmöglichen Maschineneffizienz bei gleichzeitiger Senkung der Gesamtkosten und der Umweltbelastung.

Selbsttätige Parameter-Kontrolle für hohe Qualität von Anfang an

Die sogenannte Spark-Track-Plattform, die der Hersteller im Jahr 2019 auf den Markt gebracht hatte, markierte ihm zufolge einen Durchbruch beim Drahterodieren, denn nun konnte die Funkenverteilung entlang des Drahts so effektiv wie nie zuvor überwacht werden. ISPS ist ein Modul, das den Bearbeitungsprozess optimiert, ohne dabei Drahtbruch zu riskieren. Mithilfe der von der Spark-Track-Plattform gesammelten und verarbeiteten Daten kann ISPS die Schnittparameter der Drahterodiermaschine automatisch kontrollieren und den aktuellen Bedingungen anpassen. Auf diese Weise lässt sich ein verbesserter, stabilerer Schneidprozess unter Vermeidung von Drahtbruch und mit maximaler Maschineneffizienz sicherstellen. Die Maschine ist also in der Lage, sich automatisch an unterschiedliche Bedingungen anzupassen, ohne dass es einer Feinjustierung bedarf. Das Ergebnis ist vom ersten Schnitt an einwandfrei.

Der nachhaltige, intelligente Prozess iWire seinerseits ermöglicht eine Optimierung des Drahtverbrauchs. Als ergänzendes Software-Modul, das auf der Spark-Track-Plattform basiert, reduziert er den Drahtverbrauch, besonders in solchen Anwendungsfällen, bei denen die Werkstücke eine hohe Höhendifferenz haben oder bei denen der untere oder der obere Kopf nicht anliegend an der Oberfläche des Werkstücks platziert werden können. Die beste Leistung erreicht man dabei mit zertifizierten Drähten von GF Machining Solutions, betont der Hersteller. Der Grad der Reduktion des Drahtverbrauchs hängt dann im Endeffekt von den konkreten Arbeitsbedingungen und dem jeweiligen Anwendungsfall ab.

TurboTech wiederum ist eine neue Standardtechnologie, die noch schneller ist als die schon vorhandene Speed-Technologie. Sie ist voll kompatibel mit der Spark-Track-Plattform. TurboTech strebt sowohl unter guten als auch unter ›schlechten‹ Spülbedingungen einen hervorragenden Geschwindigkeits-Genauigkeits-Kompromiss an. Die Technologie ist verfügbar für alle Messingdrahttypen (für Geschwindigkeit und Qualität) und voll integriert in die Uniqua- oder AC-Cut-HMI Steuerung. Der Hersteller verweist darauf, dass wegen der schnelleren Gesamtbearbeitungszeit und des daraus resultierenden geringeren Drahtverbrauchs die Technologie nicht nur funktionell den neuesten Entwicklungsstand repräsentiert, sondern auch nachhaltig ist.

Funktion der Bedienoberfläche ist sehr schnell erlernbar

Es fehlt noch Uniqua, die neue, laut Hersteller einzigartige Bedieneroberfläche für Drahterodiermaschinen. Sie verlängert die produktive Zeit und erlaubt es Kunden, ihre Prioritäten jederzeit zu verändern, um das Beste aus ihren Maschinen ›herauszuholen‹. Dank ihres intuitiven Workflows und einer kurzen Lernkurve soll sie die tägliche Arbeit des Bedieners vereinfachen, indem sie sich seiner Arbeitsweise anpasst und ihm die Möglichkeit eines flexiblen Werkstatt-Managements und der Programmänderung bietet. Integrierte Unterstützung und Anleitungen sind jederzeit verfügbar. Uniqua schafft einfache Bedienbarkeit, nicht nur für häufige Nutzer, die ISO-Programmierung gewohnt sind, sondern auch für Anfänger.

Alles in einem: AgieCharmilles CUT P 550 Pro ist die exakte Bezeichnung der neuen Drahterodiermaschinen-Generation von GF, die laut Hersteller sämtliche aktuellen Innovationen zur Produktivitätssteigerung in sich vereint

Funken unter Kontrolle: Das Intelligent Spark Protection System (ISPS) verfolgt selbsttätig die Schnittparameter der Maschine und passt sie so an, dass der Prozess optimal und ohne Drahtbruch abläuft

Einfach zu bedienen: Die grafische Benutzerschnittstelle Uniqua ermöglicht eine hohe Flexibilität bei ausgeprägter Bedienerfreundlichkeit

GF blickt auf über 60 Jahre Erosionsmaschinenbau zurück. Die ersten Senkerodieranlagen eröffneten dem Formenbau neue Perspektiven, ließen sich doch nun Geometrien für komplexe Kavitäten in positiver Form als Elektroden fertigen und in Spritzgussformen abbilden. 1969 zeigte man die erste CNC-Drahterodieranlage der Welt. Mit ihr konnte man filigrane Geometrien einfach programmiert und anfangs mit Kupfer-, dann mit Messingdraht aus gehärtetem Stahl oder Hartmetall schneiden. Schneidwerkzeuge waren nun relativ einfach herstellbar. Die hier gezeigten vier Funktionen der neuen Maschinen sieht GF als weiteren Schritt, die Grenzen des Drahterodierens zu verschieben.

GF Machining Solutions SA, <a href="http://www.gfms.com">www.gfms.com</a>

Dienstleistung auf Basis einer neuen Hybrid-Maschine

Das neue Bearbeitungszentrum C 42 U MPA von Hermle ist leistungsfähig und präzise, aber nicht käuflich. Geht es um additive Fertigung, agiert Hermle Maschinenbau als ein Dienstleister, der weiß, wie Formenbauer kurze Taktzeiten und hohe Bauteilqualitäten erzielen können.

Was die neue MPA 42 von Hermle zustande bringt, klingt paradox: Statt mit weniger, verlassen die Rohlinge den Arbeitsraum der Hybridmaschine mit deutlich mehr Masse. Wie das funktioniert, verrät das Kürzel ›MPA‹:  Es steht für das Metall-Pulver-Auftrag-Verfahren, das Hermle vor rund sieben Jahren zur Marktreife gebracht hat. Mit der neuen Maschinengeneration gewinnt der generative Fertigungsprozess deutlich an Präzision und Schnelligkeit.

Die neue MPA 42 steht bei der Hermle Maschinenbau GmbH (HMG) in Ottobrunn. Das hundertprozentige Tochterunternehmen der Maschinenfabrik Berthold Hermle AG agiert seit 2009 vom bayerischen Außenposten aus und hat sich mit den Jahren zu einem Dienstleister für die additive Fertigung entwickelt. Geschäftsführer Rudolf Derntl öffnet die Türen der Schallschutzumhausung der MPA 42, hinter der sich ein stark modifiziertes 5-Achs-Bearbeitungszentrum vom Typ C 42 U versteckt. Neben der Spindel ragt eine Düse in den Arbeitsraum, eine Sprüheinheit für Kühlschmiermittel fehlt dagegen. »Die Lavaldüse beschleunigt das Pulver und schießt es gezielt auf den aufgespannten Metallrohling«, erklärt Derntl.

Überhitzter Wasserdampf und Stickstoff spielen eine ebenso wichtige Rolle wie die Düsengeometrie, damit das Pulver Überschallgeschwindigkeit erreicht und sich durch die Deformation beim Aufprall verbindet. Ein Dampferzeuger und fünf Pulverförderer finden im hinteren Teil der Anlage Platz. Allen Auftragsmaterialien und Rohlingen gleich ist ihre Duktilität: »Es funktionieren sehr viele Metalle, da der Auftrag auf plastischer Verformung basiert. Demnach muss auch die Oberfläche der Halbzeuge duktil sein«, ergänzt der Geschäftsführer. Zum Einsatz kommen in der Regel neben im Werkzeugbau üblichen Warm- und Kaltarbeitsstählen mit hohem Kohlenstoffanteil auch Kupfer und Ampcoloy.

Kupfer leitet die Wärme deutlich schneller ab als die verarbeiteten Werkzeugstähle. Für die Konstruktion von Spritzgussformen hat daher die Materialkombination aus Stahl und Kupfer einen entscheidenden Vorteil: »Mit der additiven Fertigung bringen wir Kupfer an die Stellen des Werkzeugs ein, die für Kühlkanäle keinen Platz haben. Der Kupferkern leitet beim Spritzgießen die Wärme an den nächst gelegenen Kühlkanal deutlich schneller ab, als Stahl. Der Anwender spart dadurch wertvolle Sekunden bei der Kühlzeit und die Oberflächenqualität der Kunststoffteile verbessert sich«, führt Derntl aus.

Die fünf Achsen des Bearbeitungszentrums erlauben eine nahezu beliebige Ausrichtung des Pulverstrahls zum Bauteil und sorgen dabei für eine maximal mögliche Gestaltungsfreiheit. Kühlkanäle können damit direkt auf den gekrümmten Oberflächen eines Rohlings aufgebaut werden. So erhalten auch größere Spritzgussformen eine konturnahe Kühlung, ohne das gesamte Bauteil additiv aufzubauen. Grenzen setzt lediglich der Arbeitsraum der C 42 U MPA.  »Je nach Geometrie liegt das Größenlimit für den additiven Prozess bei je 600 mm in der Länge und Breite. In der Regel sind die Bauteile jedoch kleiner«, erläutert Derntl. Besonders eignet sich die Maschine auch zur Herstellung zylindrischer oder konischer Bauteile wie zum Beispiel gekühlte Vorkammerbuchsen. Durch Materialauftrag bei rotierendem Bauteil werden Taschen und Kanäle effizient gefüllt und mit Werkzeugstahl eingeschlossen.

Neben der Realisierung effizienter Kühlungen bietet das MPA-Verfahren noch weitere interessante Anwendungsmöglichkeiten. Viele Materialien verdichten sich durch den Auftrag derart, dass sich die Bauteiloberflächen problemlos auf Hochglanz polieren lassen. Damit genügt die HMG bei Spritzgussformen selbst höchsten Ansprüchen.

Mit dem MPA-Verfahren können auch Funktionselemente wie Heizdrähte oder Sensoren zur Temperaturüberwachung der Kavität in Stahl oder Kupfer eingebettet und damit in das Werkzeug integriert werden – ideal für eine variotherme Temperaturführung. Doch auch jenseits des Spritzgießens zahlen sich die Möglichkeiten der MPA-Technologie aus. »Bei einer mit integrierten Heizelementen ausgestatteten Leimdüse behalten beispielsweise Klebstoffe über die gesamte Düsenbreite die ideale Verarbeitungstemperatur. Der Sensor im Werkzeug ermöglicht eine echte Regelung«, verdeutlicht Rudolf Derntl.

Das Wissen, wo Materialkombinationen Sinn ergeben, wie Kühlkanäle und Funktionselemente am besten angelegt werden und die Möglichkeit, Formwerkzeuge einteilig zu bauen, ist die Stärke der HMG. »Wir verkaufen keine Maschinen, sondern Know-how«, erklärt der Geschäftsführer. Das Team aus Ottobrunn berät Konstrukteure von Spritzgusswerkzeugen, greift 3D-Modelle auf und optimiert durch Kühlkanal, Funktionselement oder Multimaterial-Kombination die später mit diesem Werkzeug gefertigten Spritzgussteile. »Es geht um reduzierte Taktzeiten und höhere Bauteilqualitäten, die mit anderen Technologien sonst nur schwer zu erreichen sind«, betont Derntl.

Mit einer eigenen CAM-Software generieren die Anwendungstechniker den Code für die Maschinensteuerung. Dies beinhaltet nicht nur die Bahnbewegungen, sondern auch die Pulvermengen, bestimmte Temperaturen und den Wechsel zwischen Materialaufbau und Fräsen. »Da kein CAD/CAM-Hersteller den besonderen, alternierenden Prozess – fräsen, auftragen, fräsen – abbilden konnte, haben wir die Software selber geschrieben. Dadurch können wir jederzeit auch auf besondere Kundenwünsche eingehen«, ergänzt der Geschäftsführer. Die Experten sitzen quasi Tür an Tür.

Ist die Vorarbeit abgeschlossen, schickt der Kunde seinen Rohling an die HMG. »Zu 95 Prozent bauen wir auf einem Halbzeug auf, das der Kunde selbst auf seiner Fräsmaschine vorbereiten kann«, erklärt Kundenberater Oliver Müller. So kommt das Bauteil schon mit gefrästen Kühlkanälen oder Taschen für den Kupferauftrag nach Ottobrunn.  Hier prüft das HMG-Team den Rohling auf Maßhaltigkeit und schaut, ob die Konstruktionsvorgaben eingehalten wurden. »Zum Beispiel dürfen keine Fasen an den Taschen sein. Für den Pulverauftrag brauchen wir scharfe Kanten«, erklärt Müller.

Vor Prozessbeginn kommt das Bauteil in die Heizstation und wird auf circa 300 Grad Celsius gebracht. Denn auch wenn das Material nicht aufgeschweißt wird, geht es nicht ganz ohne Temperatur: Sowohl Substrat als auch das Metallpulver müssen für eine bessere Duktilität erhitzt werden. Die Energie zur Beschleunigung des Pulvers kommt aus dem Wasserdampf. Beim Durchgang beider Komponenten durch die Düse erreicht das Pulver die notwendige Überschallgeschwindigkeit. Damit auch während der Bearbeitung die Temperatur konstant bleibt, beheizt die MPA 42 das Bauteil bis zum letzten Spanabtrag. »Wir verhindern so Temperaturgradienten, die Spannungen, Risse oder Verzug bedeuten«, verdeutlicht Rudolf Derntl.

Im Fertigungsprozess wird abwechselnd Material aufgetragen und zerspant. Nach dem Pulverauftrag werden Details wie feine Rippen in das neue Material gefräst, Kühlkanäle werden mit einem wasserlöslichen, metallenen Material gefüllt und per MPA-Auftrag wieder mit einer Stahlschicht verschlossen. »Das Füllmaterial können wir später im Wasserbad ausspülen und erhalten so die gewünschten Hohlräume«, erklärt Müller. Mit dem Pulverstrahl werden Aufbauraten von 200 bis 400 Kubikzentimeter pro Stunde erreicht, bei Kupfer sind nahezu 1000 Kubikzentimeter möglich.

Das neue Herz des umfassenden Dienstleistungsangebots

»Mit der neuen Maschine sind wir up to date und heben unsere MPA-Technologie auf eine neue Leistungsstufe. Sie ist das Herz unseres Dienstleistungsangebots«, betont Geschäftsführer Derntl. Ihm ist es wichtig, alle Prozesse inhouse abzubilden – von der Beratung, Optimierung und Machbarkeitsprüfung über die Werkstoff-Untersuchung bis hin zum finalen Qualitätscheck. »Damit sind wir agil und schützen unser Know-how und das unserer Kunden.«

Kombinationsbearbeitung: Die MPA 42 verbindet den additiven Materialaufbau mit hochpräziser Zerspanung 

Abtragen, Füllen, Auftragen, Fräsen: Nachdem die gefrästen Kühlkanäle mit einem wasserlöslichen Metallpulver gefüllt sind, erfolgt der nächste Metallpulver-Auftrag (links); nach dem Pulverauftrag kommt der Feinschliff (rechts)

Ohne Temperatur geht’s nicht: Um die Maschinennutzung zu optimieren, werden  die Halbzeuge vor Fertigungsbeginn in einer Heizstation auf Prozesstemperatur gebracht

Auf der Rückseite der Anlage sind die Pulverförderer verbaut – sie können bequem von außen neu beladen werden

Ein Rohling mit gefüllten Kupfertaschen Im nächsten Schritt werden diese durch Auftragen von Stahl verschlossen

Auf- und Abtragen mittels Hybridmaschine: Nach dem Ausfräsen der Taschen (links) trägt die C 42 U MPA Kupferpulver auf (Mitte). Im Anschluss wird überflüssiges Material wieder abgetragen (rechts)

Hermle_Name - Hauptartikel

Die Hermle Maschinenbau GmbH (HMG)  am Standort Ottobrunn bei München ist ein Tochterunternehmen der Maschinenfabrik Berthold Hermle AG. Der Unternehmensschwerpunkt: Grundlagenforschung und Entwicklung von neuen Technologien auf dem Gebiet der generativen Fertigung.  Seit mehreren Jahren bietet HMG zudem umfangreiche Fertigungskapazitäten an,  mit denen die Herstellung großvolumiger Bauteile im patentierten MPA-Verfahren exklusiv für Hermle-Kunden realisiert werden.

Tel. +49 89 6735900 <a href="http://www.hermle.de" target="_blank">www.hermle.de</a>

Udo Hipp ist Marketingleiter bei Hermle in Gosheim, <a href="mailto:udo.hipp@hermle.de">udo.hipp@hermle.de</a>

Verfahren für die additive Fertigung

Anlagen für die Additive Fertigung

Hybride Werkzeugmaschinen (additiv und substraktiv)

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, Metall

Additive Fertigung

Mit Mapal gibt es seit Kurzem einen weiteren, starken Player im Markt der Präzisionswerkzeuge   für den Werkzeug- und Formenbau. Wir befragten Dietmar Maichel, Leiter der neuen Sparte ›Die & Mould‹ bei Mapal, zu den Gründen des Engagements in dem Segment und den Zielen.

Herr Maichel, Mapal galt lange Zeit nicht als ein Präzisionswerkzeug-Hersteller, der besonderes Augenmerk auf den Werkzeug- und Formenbau legt. Was gab den Ausschlag dafür, sich stärker als bisher für dieses Marktsegment zu engagieren?

Dietmar Maichel: Es stimmt, dass wir traditionell in erster Linie als Lieferant von Präzisionswerkzeugen für die Automobilindustrie und speziell für die Bearbeitung von Komponenten des Antriebsstrangs aktiv sind. Aber wir haben den Kreis der Kundenbranchen auch früher schon stetig vergrößert und nun eben auch den Fokus auf den Werkzeug- und Formenbau gerichtet. Es ist eine sehr vielseitige und spannende Branche. Für fast jeden Gebrauchsartikel benötigt man eine präzise Form und somit auch hochwertige Präzisionswerkzeuge. Das erschien uns ein anspruchsvoller, aber auch zukunftsträchtiger Volumenmarkt zu sein  sehr gut passend zur Philosophie von Mapal.

Haben auch die Veränderungen in der Automobilbranche bei Ihrer Entscheidung eine Rolle gespielt?

Dietmar Maichel: Natürlich. Wenn eine Entwicklung wie der Wandel vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor so gravierende Folgen für die automobilen Fertigungsprozesse hat, wie es jetzt absehbar ist, und der Zerspanungsanteil deutlich sinkt, dann bleiben wir als Werkzeugspezialist für diesen Sektor davon nicht unberührt. Zwar sind wir auch in der E-Mobilität gut unterwegs, aber wir reagieren natürlich auf die Veränderungen auf vielfältige Weise. Das gezielte Engagement im Werkzeug- und Formenbau ist eine Konsequenz daraus.

Dietmar Maichel: Wir sind 2018 an die Arbeit gegangen, und zwar mit der für uns als Familienunternehmen charakteristischen Konsequenz. So riefen wir gemeinsam mit Kennern der Werkzeug- und Formenbauszene die Sparte Die & Mould ins Leben und akquirierten auf diesem Sektor bereits erfahrene Vollhartmetall-Spezialisten. Zudem wurden vom bestehenden umfangreichen Werkzeug-Portfolio passende Toolkonzepte abgleitet sowie neue entwickelt.

Dietmar Maichel: Da möchte ich auf unseren neuen Werkzeug-Fachkatalog verweisen, der gezielt auf den Bedarf des Werkzeug- und Formenbaus ausgerichtet ist. Im November 2020 wurde er erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt. Mit rund 6500 verschiedenen Produkten auf über 500 Seiten repräsentiert er quasi einen Querschnitt durch das gesamte Werkzeugportfolio von Mapal. Der Fokus hierbei liegt auf Fräswerkzeugen für die Weich- und für die Hartbearbeitung – von eng gestuften Kugelfräsern, Eckradiusfräsern und Hochvorschubfräsern aus Vollhartmetall bis zu Fräswerkzeugen mit wechselbaren Schneiden. Dazu bieten wir auch Bohrer sowie Senk- und Reibwerkzeuge an. Der Katalog enthält ein ganzheitliches Programm, das es so bisher noch nicht am Markt gab, denn es schließt auch Spannzeuge, Einstell- und Messgeräte sowie Ausgabesysteme und Engineering-Leistungen ein. Denken Sie nur an fortschrittliche, cloudbasierte Toolmanagement-Lösungen wie c-Com. Oder an unsere Innovation auf dem Spannsektor, wo es uns gelang, mittels additiver Fertigung Hydrodehnspannfutter so schlank auszuführen wie Schrumpffutter. All das steht nun auch Formenbauern zur Verfügung.

Welche Bedeutung hat diese Angebotsvielfalt für Sie?

Dietmar Maichel: Sie ist eines der zentralen Verkaufsargumente. Der Katalog unterstreicht einmal mehr: Wer sich als Werkzeug- und Formenbauer für Produkte von Mapal entscheidet, der erhält keine Stand-alone-Lösungen, sondern profitiert von den Möglichkeiten eines weltweit präsenten Herstellers mit hervorragenden Kontakten in alle Industriezweige. Wir sind Komplettanbieter.

Gibt es weitere Argumente, sich für Mapal als Präzisionswerkzeugpartner zu entscheiden?

Dietmar Maichel: Ja, eines betrifft zweifellos die hohe Verfügbarkeit unserer branchenspezifischen Werkzeuge, denn Verfügbarkeit ist eine zentrale Kenngröße für die Werkzeugbauer, die sich einem zum Teil ruinösen Preis- und Termindruck ausgesetzt sehen. Um einen effizienten Service auch für kleine Betriebe sicherzustellen, vertreiben wir diese Produkte nicht nur wie bei unseren bekannten Großkunden im Direktvertrieb, sondern nun auch über eine regionale Handelsschiene. Deutschlandweit kooperiert Mapal inzwischen mit fünf lokalen, sehr kompetenten Fachhändlern in Bayern, Baden-Württemberg, Hessen und Nordrhein-Westfalen. Auch in Dänemark, Italien und Portugal arbeiten wir schon mit autorisierten Fachhändlern zusammen.

Und wie stellen Sie die schnelle Lieferfähigkeit im eigenen Haus sicher?

Dietmar Maichel: Produktionstechnisch sind wir in der Lage, den relativ hochvolumigen Bedarf aus der Branche zu decken. Und logistisch haben wir uns so organisiert, dass der Großteil unserer Artikel vorgehalten wird und innerhalb des jeweiligen Lieferversprechens entweder innerhalb von 24 Stunden oder nach spätestens fünf Tagen verfügbar ist. Viele weitere Artikel sind auf Anfrage erhältlich. Sie werden dispositiv überwacht und bei Bedarf in puncto Lieferversprechen flexibel angepasst. Auch die Anfertigung von Sonderwerkzeugen ist möglich und wird von unseren Kunden geschätzt.

Bei welchen Werkzeugen erhoffen Sie sich eine besonders große Resonanz im Markt?

Dietmar Maichel: Mit unserem aktuellen Programm haben wir für jede Fertigungsaufgabe eine interessante Lösung. Aber wenn Sie mich nach Hervorhebenswertem fragen, möchte ich auf unsere Fräser mit Hochvorschubgeometrie verweisen, sowohl die Vollhartmetall-Ausführungen der OptiMill-Baureihe als auch die Varianten mit wechselbaren Schneiden. Sie ermöglichen eine Bearbeitung mit hoher Abtragrate und sind flexibel einsetzbar. Etwas Besonderes sind auch die Kreisradiusfräser OptiMill-3D-CS mit ihrem großen Wirkradius oder die Bohrreibbahle Mega-Drill-Reamer, die drei Arbeitsgänge zu einem kombiniert und sich im Formenbau vorwiegend zum Erzeugen von Passstift- und Auswerferbohrungen anbietet.

Gibt es sonst noch etwas, das als Beispiel für Ihren Kompetenz-Zugewinn im neuen Segment dienen kann?

Dietmar Maichel: Sicher. Hier sind generell unsere Mikrowerkzeuge zum Fräsen und Bohren, etwa von kleinen Spritzgussformen, zu nennen. Unsere Microbohrer gibt es von 1,0 bis 2,9 Millimeter Durchmesser mit Innenkühlung bei einer Bohrtiefe von fünfmal, zwanzigmal oder sogar und dreißigmal Durchmesser. Vier Führungsfasen stellen hervorragende Führungseigenschaften sicher. Die Geometrie haben unsere Experten speziell für die effiziente und wirtschaftliche Bearbeitung von Kleinstbohrungen in Stahl entwickelt. Die Nutform mit Kernverjüngung sorgt für einen bestmöglichen Abtransport der Späne, auch bei zähen Stahlwerkstoffen. Eine sehr gute Performance und lange Standwege sind aufgrund einer neuen Schneidstoffkombination und darauf abgestimmten Mikrogeometrien garantiert.

Wie ist bislang die Resonanz auf solche Angebote in der Branche?

Dietmar Maichel: Das Feedback unserer Handelspartner, die unsere Produkte bereits vertreiben, ist durchweg positiv. Ihrem eigenen Bekunden zufolge ist es für sie von großem Nutzen, dass sie mit Mapal nun einen Hersteller im Bereich Präzisionswerkzeuge an ihrer Seite haben, der über eines der umfangreichsten Programme an Produkten und Dienstleistungen auf diesem Gebiet verfügt. Derzeit habe kein weiterer Anbieter ein derart breites und tiefes Sortiment für die potenziellen Endkunden. Und sie schätzen unsere Fachkompetenz sowie den lösungsorientierten Ansatz von Mapal.

Welchen Werkzeug- und Formenbauern können Sie einen Blick auf Ihre Angebote besonders empfehlen?

Dietmar Maichel: Jedem, der auf größtmögliche Effizienz in seinem Unternehmen angewiesen ist. Vielleicht aber gerade solchen Betrieben, die einen konsequenten Kurs der Einheit von Werkzeugen, Service, Logistik und Digitalisierung verfolgen und so ihre Zukunftsfähigkeit absichern wollen. Mit Mapal als Partner sind diese Marktteilnehmer bestens aufgestellt.

Von 0,1 bis 20 mm Durchmesser reicht allein die Palette der VHM-Fräser, die Mapal für den Werkzeugbau bereit hält

Hochgenau: Die VHM-Microbohrer eignen sich dafür, Formen für sehr kleine Spritzgussbauteile zu bearbeiten

Dietmar Maichel ist bei Mapal der Ansprechpartner für den Werkzeug- und Formenbau

Name - Interview 3 Seiter

Dietmar Maichel ist Global Head of Segment Management Die & Mould bei Mapal. Ab 2006 war er dort Versuchs-und Entwicklungsingenieur, dann arbeitete er im Bereich 3D-Milling. Dietmar Maichel begleitete Kundenprojekte im Bereich der Strukturbauteilbearbeitung sowie der Turbinen- und Impellerfertigung.

»Logistisch haben wir uns so organisiert, dass der Großteil unserer Artikel vorgehalten wird«

Präzisionswerkzeuge

Vom Präzisionswerkzeug-Spezialisten Iscar gibt es neue Vollhartmetall-(VHM-)Schaftfräser und Multi-Master-VHM-Fräsköpfe zum 3D-Profilfräsen auf 5-Achs-Maschinen. Die Tools sollen die Oberflächengüte verbessern und die Bearbeitungszeit verkürzen. Sie sind auch zum Bearbeiten von exotischen Werkstoffen wie Titan, Inconel und rostbeständigem Stahl geeignet.

Der Spezialist für Präzisionswerkzeuge Iscar, Ettlingen, stellt drei neue Vollhartmetall-(VHM-)Schaftfräser der Solidmill-Reihe sowie zwei VHM-Fräsköpfe mit Multi-Master-Schnittstelle vor, die beide für universelle Fräsprozesse auf 5-Achs-Werkzeugmaschinen konzipiert wurden. Die Zerspanungswerkzeuge eignen sich zum Vorschlichten, zum Schlichten oder zum 3D-Profilfräsen in der Luft- und Raumfahrtindustrie, im Werkzeug- und Formenbau sowie in der Medizintechnik.

Die Schaftfräser sind in Tropfen-, Linsen- und Kegelform mit einem Durchmesser von 8 bis 12 mm verfügbar. Sie haben vier oder sechs Schneiden, unterschiedliche Radiusgeometrien und bestehen aus der TiAlN-PVD-beschichteten Feinstkorn-Schneidstoffsorte Typ IC902. Bei den Fräsköpfen hat man die Wahl zwischen einer Tropfen- oder einer Linsenform. Verwendet wird hier der hoch verschleißfeste, ebenfalls TiAlN-PVD-beschichtete Feinstkorn-Schneidstoff IC908 mit jeweils vier Schneiden, unterschiedlichen Radiusgeometrien und Durchesserwerten von 8 bis 16 mm.

Man kann nicht nur korrosionsbeständigen Stahl, sondern auch schwer zerspanbare Werkstoffe wie Titan oder Inconel bearbeiten. Die Werkzeuge sollen zu verkürzten Bearbeitungszeiten, einer verbesserten Oberflächenqualität sowie langen Werkzeugstandzeiten führen. Die große Radiusgeometrie in der Schnittzone erhöht zudem laut Iscar die axiale Schnitttiefe beim Schlichten.

Neu geformtes Team:  die Solidmill-VHM-Schaftfräser und die Multi-Master-VHM-Fräsköpfe von Iscar für eine effiziente 5-Achs-Bearbeitung

Maßgeschneidert: Dem Werkzeug-  und Formenbau stehen mit den neuen Iscar-Tools leistungsfähige Hilfsmittel zum Vorschlichten, Schlichten oder 3D-Profilfräsen zur Verfügung

Tel. +49 7243 9908-0; <a href="http://www.iscar.de">www.iscar.de</a>

Hartmetallwerkzeuge

Fräswerkzeuge

Beim Bearbeiten schwer zerspanbarer Leichtmetalllegierungen und abrasiver Leichtbauwerkstoffe sind funktionell beschichtete Hartmetallwerkzeuge die erste Wahl. Ein neues PVD-Verfahren erzeugt sehr harte und abriebfeste, aber zugleich kostengünstig aufzubringende Schichten.

Gefühlter Stillstand prägte bislang die Zerspanungsbranche in der Corona-Pandemie. Doch zugleich hat die Krise die Debatte um eine Dekarbonisierung der Wirtschaft angefacht und einiges ins Rollen gebracht. In diesem Kontext liegt der Fokus auf Leichtbauwerkstoffen, die allerdings als schwer zerspanbar gelten. Zu diesen gehören leistungsfähige Nichteisen(NE-)metall-Legierungen (AlSi, TiAl, CuZn) sowie glas- und kohlefaserhaltige Verbundwerkstoffe (GFK, CFK), Grafit und Glas, aber auch Keramik.

 Die eingeschränkte Zerspanbarkeit bezieht sich bei NE-Metallen vor allem auf die Gefahr von Kleb- und Schweißvorgängen bei der Bildung von Aufbauschneiden und Ablagerungen auf der Spanfläche (Pressschweißverschleiß). Bei Verbundwerkstoffen erschweren stark reibende Füllstoffe und die heterogene Struktur des Werkstoffs die Weiterverarbeitung. Hinzu kommt, dass diese Werkstoffe im Werkzeug- und Formenbau meist gefräst werden, wobei das Präzisionswerkzeug sehr oft ungleichmäßigen, schlagartigen Belastungen ausgesetzt ist. Es bedarf also Spanflächen mit kleinem Reibwiderstand und geringer Klebneigung bei zugleich sehr hoher Härte und Abriebfestigkeit sowie Hitzebeständigkeit.

Beim Fräsen deckt Hartmetall (HM) als Schneidstoff den größten Anwendungsbereich ab. Pulvermetallurgisch erzeugt, ist sein Gefüge gleichmäßig, anderseits ist es hart und warmverschleißfest, dazu relativ kostengünstig. Durch Beschichten des Grundstoffs entsteht ein Schneidstoff, der eine gewisse Zähigkeit im Kern mit einer sehr harten Oberfläche vereint.

Beschichtungssysteme für HM-Fräser: zu rau, zu teuer

Mittels PVD-Verfahren sind zwar diverse Beschichtungen wie TiN, Ti(C,N) und (Ti,Al)N realisierbar, doch mangels Verschleißfestigkeit und zu hohem Reibwert haben sich diese als ungeeignet oder unwirtschaftlich für NE-Metalle und Verbundwerkstoffe erwiesen. Mithilfe des CVD-Verfahrens lassen sich dagegen deutlich härtere, verschleißfestere Diamant-Beschichtungen aufbringen, allerdings nur mit sehr großem Zeit- und Kostenaufwand. Die mitunter mehrere Mikrometer starke Diamantschicht kann die Schärfe der Fräserschneiden durch Kantenverrundung mindern und ist aufgrund einer ungleichmäßigen Schichtdicke nur bedingt reproduzierbar (Serienqualität).

Wegen der hohen Temperatur beim CVD kann es zu Kobalt-Auswaschungen aus dem Hartmetall kommen. Es ist also festzustellen, dass es einer härteren, zugleich aber auch kostengünstigen PVD-Hartstoffbeschichtung bedarf, um NE-Metalle und Verbundwerkstoffe wirtschaftlicher bearbeiten zu können.

Superharte tetraedrische amorphe Kohlenstoff-(ta-C-)Beschichtungen markieren hier den neuesten Entwicklungsstand. Die je nach Schichtdicke schwarzgrau oder regenbogenfarben schimmernden Kohlenstoff-Beschichtungen werden bei sehr niedriger Temperatur durch Lichtbogenverdampfung (Multi-Arc-Verfahren), einer Variante des PVD, mit hoher Energiedichte aufgedampft. Die so entstehenden Kohlenstoffschichten sind sehr verschleißfest und dünn und haben einen sehr niedrigen Reibwert.

Als Spezialist für beschichtete HM-Fräser hat CasCadeTech das Potenzial dieser neuen Beschichtung früh erkannt und sie gemeinsam mit einem Beschichter optimiert. So sollten die bei der üblichen ta-C relativ niedrige Einsatztemperatur sowie die begrenzte Schichtdicke verbessert werden. Es gelang schließlich, die Energiedichte beim Aufdampfen sowie die Abscheidungsrate des Substrats am Teil deutlich zu erhöhen, wodurch auch die Härte der Kohlenstoffschicht stark zunahm. Möglich war nun statt einer Mikrohärte HV0,05 von 3000 bis 5000 eine solche von 6000 bis 8000 und statt einer Schichtdicke von 0,5 bis 3 μm nun 0,3 bis 8 μm bei einer Einsatztemperatur von 600 statt nur 400 °C. Der Reibungskoeffizient blieb mit 0,05 gleich.

 Vergleicht man die Oberflächenstruktur einer üblichen TiSiN-Beschichtung mit der der neuen ta-C Beschichtung, so ist Letztere deutlich homogener, obwohl sie fast doppelt so dick ist. Zudem haftet die vergrößert fast farblos wirkende Schicht besser an der Trägerschicht. Der Querschnitt zeigt, dass die Beschichtung trotz der relativ großen Dicke von 5,6 µm sehr glatt und eben ist, was der Schärfe des Werkzeugs zugute kommt.

Ein weiterer Vorteil ist die gute Einstellbarkeit der Schichtdicke. Werden sehr zähe Werkstoffe wie NE-Metall oder Gummi bearbeitet, so wird eine sehr dünne Schichtdicke von bis zu unter einem µm gewählt, um scharfe Schneiden und einen möglichst geringen Reibungswiderstand zu erhalten. Bei sehr harten, abrasiven Werkstoffen fällt die Wahl auf eine dickere Schicht, die sich von Fall zu Fall individuell anpassen lässt.

Dieses patentierte PVD-Verfahren setzt neue Maßstäbe in der ta-C-Beschichtung und könnte zum neuen Standard avancieren. Die eingangs dargestellten Probleme um Abriebfestigkeit und Reibwert sowie Schichtdicke und Wirtschaftlichkeit beim Zerspanen von NE-Metallen und abrasiven Verbundwerkstoffen können somit als gelöst gelten. Auch wenn die Entwicklung noch lange nicht abgeschlossen ist, lässt sich jetzt schon sagen, dass derart beschichtete HM-Werkzeuge auch im Leichtbau-Zeitalter ihren festen Platz haben werden. Das gilt auch oder gerade für den Werkzeug- und Formenbau.

Beispielgebend homogen: Oberflächenstruktur der neuen ta-C-Beschichtung von CasCadeTech, Schichtdicke 5,6 µm, in 1500facher Vergrößerung

Äußerst eben und glatt  so zeigt sich die Schicht beim Blick auf ihren Querschnitt, in diesem Fall in 13 000facher mikroskopischer Vergrößerung

Widerstandsfähig: Mit der neuen ta-C-Beschichtung veredelte Fräser-Baureihe von CasCadeTech

Byung-Keun Lee ist Gründer und CEO von CasCadeTech Co., Ltd., in Cheongju/Südkorea. <a href="mailto:master@cascadetech.co.kr">master@cascadetech.co.kr</a>