Martin Ricchiuti sieht im Service eine große Chance für den Werkzeug- und Formenbau zur finanziellen Konsolidierung und Ertragssteigerung.

Es ist nicht alles Gold, was glänzt. Dennoch kann der Wert spiegelglänzender Flächen aus Sicht des Formenbaus gut und gerne mit dem begehrten Edelmetall verglichen werden. Als Ergebnis feinster Schleif- und Polieroperationen entsteht der ‘letzte Schliff’ für eine einwandfreie Oberfläche bei Einzelstücken sogar in aufwendiger Handarbeit. Eine Fähigkeit, die nur wenige beherrschen und die sich deshalb auch gut als Serviceangebot eignet. Gerade im Service liegt für den Werkzeug- und Formenbauer, so die Erkenntnis der WBA Aachener Werkzeugbau Akademie, eine große Chance zur finanziellen Konsolidierung und Ertragssteigerung. Wie der nötige Transformationsprozess für Werkzeug- und Formenbauer hin zum ganzheitlichen Lösungsanbieter zu bewerkstelligen ist, beschreibt unsere WBA-Artikelserie, die mit dieser Ausgabe startet.

Denn galt bisher das Fokussieren auf hochspezialisierte Tätigkeiten als Garant für tragfähige Geschäftsbeziehungen, zeigen die jüngsten Entwicklungen, etwa im Mobilitäts- und Energiesektor, ein dringendes Gebot der Anpassung und Flexibilisierung bisheriger Geschäftsmodelle. Wer sein Leistungsangebot strategisch sinnvoll erweitert, kann seine Position gerade unter den veränderten Rahmenbedingungen zu seinem Vorteil nutzen.

Bekanntlich beginnt jeder Weg mit einem ersten Schritt – vielleicht auch mit einem Besuch Mitte Mai der neuen Schleifmesse GrindingHub in Stuttgart. Dort werden zwar keine goldenen Zeiten versprochen, aber glänzende Oberflächen zelebriert. Und die können heutzutage auch ‘goldwert’ sein.

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Martin Ricchiuti  ist Redakteur der FORM+Werkzeug.

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3-Achs-, 5-Achs- und Grafitbearbeitungszentren

„Takumi-BAZ bestechen durch ihre Stabilität und Präzision“

Takumi bringt eine Reihe von Neu- und Weiterentwicklungen auf den Markt. FORM+Werkzeug sprach dazu mit Sebastian Herr, Application Support Manager bei Hurco Deutschland.

Takumi fertigt hochgenaue Maschinen für den Werkzeug- und Formenbau. Nun bringt das Unternehmen eine Reihe von Neu- und Weiterentwicklungen auf den Markt. FORM+Werkzeug sprach dazu mit Sebastian Herr, Application Support Manager bei Hurco Deutschland.

FORM+Werkzeug: Herr Herr, gestatten Sie zu Beginn eine kurze Einordnung: Takumi gehört seit 2015 zu Hurco. Welche Ziele verband Hurco mit der Integration des taiwanesischen Herstellers?

Sebastian Herr: Anspruch war es, Hurco breiter aufzustellen, das Portfolio zu erweitern und zusätzliche Kompetenzen aufzubauen. Diese Ziele haben wir zu einhundert Prozent erreicht. Und zwar mit Maschinen, die Takumi als Standardmaschinen speziell für den Werkzeug- und Formenbau baut. Universell einsetzbar, sind die Bearbeitungszentren aber auch für Maschinenbauer und Lohnfertiger interessant, die besonders hohe Anforderungen an die Qualität stellen. Wie Sie wissen, arbeiten Takumi-Maschinen mit Heidenhain-Steuerungen, sodass wir auch für Kunden mit dieser Präferenz nunmehr Lösungen anbieten können.

FW: Mit der Integration von Takumi bedient Hurco insbesondere die Präferenzen des Werkzeug- und Formenbaus im deutschsprachigen Raum …

Sebastian Herr: Das ist richtig. Im Grunde lässt sich eine Zweiteilung der Märkte konstatieren. Während in Asien und den USA eher preiswerte dreiachsige Maschinen gefragt sind, sind es in Europa vermehrt hochwertige 5-Achs-Maschinen.  Ein DACH-Phänomen in dem für uns relevanten europäischen Markt ist zugleich die Heidenhain-Steuerung. In Polen und Tschechien wird dagegen eher mit Siemens-Steuerungen gearbeitet, was in Spanien und Portugal fast ausschließlich der Fall ist. Neben dem Einsatz der Heidenhain-Steuerung zeichnet sich der DACH-Raum durch weitere Besonderheiten aus, wie etwa bei den verwendeten Spindeln. Bei der Steuerung ergibt sich für uns die Konsequenz, dass wir von Deutschland aus zudem die Prozesse rund um die Schnittstelle Takumi/Heidenhain steuern und damit Kompatibilität sicherstellen. Das schließt den Einsatz von Heidenhain-Hardwarekomponenten ein, aber auch die kontinuierliche, enge Abstimmung der jeweiligen Fachabteilungen.

FW: Ausgehend von diesen Besonderheiten, wie würden Sie den Maschinenbau von Takumi grundsätzlich beschreiben?

Sebastian Herr: Takumi ist eine taiwanesische Firma, deren Maschinenkonzepte fest in japanischen Konstruktionsprinzipien verwurzelt sind. Seit der Gründung peilt das Unternehmen den Werkzeug- und Formenbau als Kundenklientel an und richtet sich konsequent an dessen Bedürfnissen aus. Robust, solide und präzise konzipiert, eignen sich die unterschiedlichen Modelle für die Grobzerspanung bis hin zum Finishing mit hoher Oberflächengüte. Grundsätzlich sind es großzügig dimensionierte Maschinen, bei denen die Dämpfungseigenschaften und die thermische Stabilität im Vordergrund stehen. Prinzipiell werden Takumi-Maschinen von der Entwicklung, Konstruktion und Herstellung bis hin zum Einsatz und Service auf Wertigkeit ausgelegt. So wird etwa noch von Hand geschabt: Fertigung in japanischer Handwerkstradition also, um schon aus der Mechanik heraus eine größtmögliche Präzision zu generieren. Indem Takumi zudem über weltweite Vertriebsgesellschaften engen Kontakt zum Endkunden hält, wird der bedarfsgerechte Maschinenbau für den Werkzeug- und Formenbau sichergestellt – eine Branche, die auf Tradition und Beständigkeit setzt. Auf diese Entwicklungen nehmen wir als europäischer Vertriebspartner marktbezogen Einfluss.

FW: Lassen Sie uns konkret auf die Baureihen eingehen: Auf welche genau kann der Werkzeug- und Formenbauer bei Takumi zurückgreifen?

Sebastian Herr: Zu unserem Portfolio gehören die 3-Achs-BAZ der ‘VC’-Serie, die 3-Achs-Portalzentren der ‘H’-Baureihe, die 5-Achs-BAZ der ‘U’-Serie sowie die Grafitbearbeitungszentren der ‘G’-Baureihe. Die VCs steht zum Beispiel für Kreuztischmaschinen zur kostenoptimierten Fertigung. Die H-Serie, hochsteif und thermisch stabil konzipiert, ist auf die dynamische Bearbeitung ausgelegt. In jedem Fall repräsentieren Takumi-Zentren klassischen Maschinenbau, der in evolutionären Prozessen fortlaufend verfeinert wird. Der Anwender profitiert so von der soliden Berechenbarkeit und Planbarkeit seiner Betriebsmittelfinanzierung.

FW: Nun aber zu den Neuentwicklungen: Der Anwender darf also eine Fortschreibung bewährter Baureihen erwarten. Wurde das Portfolio auch erweitert?

Sebastian Herr: Beides. Wir erleben eine umfangreiche Portfolioerweiterung wie auch eine Reihe von Weiterentwicklungen. Damit stellen wir dem Kunden einen anwendungsorientierten Baukasten zur Verfügung, der seine Bedürfnisse umfassend abdecken kann. Zuallererst sind die Größenabstufungen nun noch exakter auf den Markt abgestimmt. Die neue H 6 (Bild) etwa, die auf die dynamische Bearbeitung kleinerer Bauteile ausgelegt ist. Ohne in den Bereich der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung vorzustoßen, finden hier schnell drehende Spindeln Einsatz. Detailverbesserungen erstrecken sich über die 5-Achs-Maschinen, beinhalten aber auch neue Optionen zur Ausstattung der Portalmaschinen, womit der Anwender im 3-Achs-Bereich zwischen verschiedenen Spindeln wählen kann. Bei der BC-Reihe (Bild) kann er zudem Wechselköpfe konfigurieren, um beispielsweise mit einem Winkelkopf seitliche Bearbeitungen ausführen zu können. Die Optionen reichen bis hin zu einer größeren Auswahl vollintegrierter 5-Achs-Köpfe. Die Baureihe lässt sich nun noch freier aus dem Baukasten konfigurieren, bleibt aber bei all dem weiter Standardware. Neben Köpfen, Kopfgrößen und Spindeln sind nicht zuletzt HSK63-, HSK100-, SK- oder BT-Aufnahmen wählbar.

FW: Wie bewerten Sie die Qualität der verbauten Komponenten?

Sebastian Herr: Allesamt Premiumprodukte, die auf Genauigkeit und Verlässlichkeit abzielen. Das gilt auch für die großzügig ausgelegten Linear- beziehungsweise Rollenführungen, die selbst bei harter Beanspruchung Präzision garantieren. Ebenso sind die Anzahl und Positionierung der Wagen, die auf den Linearführungen sitzen, auf Genauigkeit und Stabilität ausgerichtet. Koordiniert wird all das von der Heidenhain-Steuerung, die zudem die Antriebstechnik und Glasmaßstäbe des Herstellers einbezieht. Nicht zuletzt stammen die Motorspindeln und Fräsköpfe aus Europa; je nach Anwendung sind Köpfe von Cytec oder HSD sowie Spindeln von IBAG und Kessler verbaut.

FW: Ausgehend von dieser Flexibilität des Baukastens, welche Strategie verfolgt Takumi hinsichtlich kundenspezifischer Konfigurationen?

Sebastian Herr: Wir passen das Maschinenportfolio regelmäßig dem Markt an. Das zeigt die neue Maschinengeneration. Zugleich bieten wir für einen vorgegebenen Rahmen einen ausgefeilten Baukasten. Damit haben wir Universalmaschinen im Portfolio, die einen breiten Fertigungsbereich abdecken. Auf kundenspezifische Einzelanfertigungen und Sondermaschinenbau verzichten wir jedoch.

FW: Eine Frage noch zur Steuerung: Kann alternativ zu einer Heidenhain- auch eine Hurco-Steuerung verbaut werden?

Sebastian Herr: Die Heidenhain-Steuerung ist auf den Werkzeug- und Formenbau ausgelegt und bietet hier besondere Möglichkeiten der Oberflächenbearbeitung. Der Fokus der Hurco-Steuerung liegt dagegen auf der Werkstattprogrammierung an der Maschine, die das einfache und schnelle Programmieren, Einrichten und Produzieren ermöglicht. Das wiederum ist nicht die Domäne der Heidenhain-Steuerung – zumindest nicht in dem Maße, wie bei der ‘WinMax’ von Hurco. Damit zu Ihrer Frage: Wir bieten auch hybride Maschinen, die Hurco heißen, aber originär Takumi-Ausführungen sind. Dabei handelt es sich um ausgewählte Modelle, die auch für Hurco-Kunden interessant sind. Diese Maschinen der H-Reihe, die bei Hurco als BX laufen, sind kleine BAZ mit hoher thermischer Stabilität. Braucht der Kunde zum Beispiel eine flexible Steuerung, weil er im Maschinenbau unterwegs ist, wählt er eine BX. Hat er nur Heidenhain-Steuerungen im Haus oder extrem hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität zu erfüllen, entscheidet er sich für ein H-Modell von Takumi.

FW: Gibt es neben den Neuerungen der Hardware auch Softfacts, von denen der Anwender profitieren kann?

Sebastian Herr: Hervorzuheben sind die Verbesserungen bei der Zugänglichkeit – und damit der Servicefreundlichkeit der Maschinen. Die Bearbeitungszentren lassen sich frontal, seitlich sowie – bei den Portalmaschinen, deren Dach weiträumig aufgefahren werden kann – von oben be- und entladen. Darüber hinaus sind die Wartungsbereiche gut zugänglich. Zu nennen sind außerdem eine Reihe von Entwicklungen, die nicht sofort sichtbar sind. Das betrifft an erster Stelle den Service, den wir ganzheitlich als wettbewerbsrelevante, marktorientierte Entwicklungsaufgabe betrachten.

FW: Beim Service trennt sich bekanntlich die Spreu vom Weizen. Für Hurco ist Service daher ein Kompetenzhub. Wie spiegelt sich dieser Ansatz für Takumi wider?

Sebastian Herr: Für einen umfassenden, zuverlässigen Service braucht es zuallererst Fachleute, die das Problem des Kunden verstehen und dank eigenem Know-how in der Materie stecken. Wir haben daher einen First-Level-Support in Landsham aufgebaut, wo der Anrufer in der Regel direkt mit einem Techniker spricht. So stellen wir sicher, dass er schnell eine zielführende Beratung erhält. Sollte die Entsendung eines Technikers nötig werden, haben wir deutschlandweit Spezialisten stationiert, die schnell vor Ort sind. Parallel dazu wird eine Ersatzteilanalyse vorgenommen und der Versand der Teile initiiert. Wir sprechen hier von einem Tag. Dieser enge Kontakt zum Kunden macht aus unserer Sicht den Unterschied, ob mit Vertriebsleuten, die in unserer ‘One face to the customer’-Politik die ersten Ansprechpartner sind, oder mit Technikern, die bei Problemen Unterstützung liefern.

FW: Die Zulieferkettenproblematik ist derzeit in aller Munde. Wie sehr ist Hurco davon betroffen und was bedeutet das für die Lieferzeiten?

Sebastian Herr: Wie alle anderen, sind auch wir betroffen. Aber Hurco leistet sich den Luxus eines riesigen Lagers in Venlo, in dem bis zu 600 Maschinen vorrätig sind. Mit Blick auf die Liefertreue bestellen wir immer wieder nach, um dieses Lager gefüllt zu halten. Trotzdem kann es derzeit passieren, dass einzelne Modelle vergriffen sind. Die genauen Lieferzeiten sind vom jeweiligen Modell abhängig.

FW: Eine letzte Frage: Wie ordnen Sie Takumi-Maschinen preislich ein?

Sebastian Herr: Ganz einfach: mit einem exzellenten Preis-Leistungs-Verhältnis. Es sind solide und präzise Maschinen, die schon im Standard einen sehr großen Leistungsumfang enthalten und sich als Top-Produkte jedem Wettbewerb stellen können. Schon die Steuerungskonfiguration, die wir im Grundpreis anbieten, umfasst Leistungen, die 95 Prozent der Anwender beim Wettbewerber zusätzlich ordern müssten.

Herr Herr, vielen Dank für das Gespräch.

Funktionsoberflächen sauber gefinisht: Takumi-Maschinen sind dank ihrer soliden maschinenbaulichen Basis für hohe erzielbare Oberflächengüten bekannt

Das 3-Achs-Portal-BAZ Takumi H6 ist für die dynamische Bearbeitung kleinerer Bauteile konzipiert

Referenzmarkt Werkzeug- und Formenbau: Takumi richtet seine Werkzeugmaschinen an den Bedürfnissen einer Branche mit nachgewiesen sehr hohen Anforderungen aus

Die neue BC-Baureihe mit Doppelständer: Wechselköpfe sorgen für ein zusätzliches Plus hinsichtlich der Anwendungsvielfalt und damit in puncto Investitionssicherheit

Zuhause in der Anwendungstechnik und daher auch in puncto Takumi-Maschinen ganz nah an den Kundenanforderungen: Sebastian Herr, Application Support Manager bei Hurco Deutschland

Name - Interview 3 Seiter

Hurco (Produktbereich Takumi) 85652 Pliening Tel. +89 905094-0 <a href="https://www.takumicnc.de" target="_blank">www.takumicnc.de</a>

„Takumi-Maschinen generieren bereits aus der  Mechanik heraus eine größtmögliche Präzision“

Sebastian Herr, Application Support Manager bei Hurco Deutschland

„Mit der adpatierten Heidenhain-Steuerung  eröffnen sich Hurco zusätzliche Kundenkreise“

5-Achs-Bearbeitungszentren

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Bearbeitungszentren

Vertikale Bearbeitungszentren

HSC-Maschinen

Mithilfe automatisierter 5-Achs-Bearbeitungszentren von Hermle liefert der Blasformhersteller Blomix höchstmögliche Qualität und bleibt dennoch flexibel und wirtschaftlich.

Blomix-Blasformen sind weltweit im Einsatz. Dabei meistert das niederländische Unternehmen die Herausforderung, höchstmögliche Qualität zu liefern und dennoch flexibel und wirtschaftlich zu bleiben – mithilfe automatisierter 5-Achs-Bearbeitungszentren von Hermle.

Kunststoff hat ein schlechtes Image – zu Unrecht, findet Luuk Beenders, Geschäftsführer der Blomix B.V.: „Der Werkstoff, aus dem Verpackungen, Kanister und Flaschen bestehen, kann zigfach wiederverwertet werden. Zudem fallen während der Kunststoffverarbeitung keine Abfälle an. Eventuelle Reste werden einfach dem Prozess wieder zugeführt.“

Beenders Unternehmen entwickelt, fertigt und wartet im niederländischen Brunssum, rund 30 km nördlich von Aachen, Formwerkzeuge für das Extrusionsblasen. In ihnen entstehen später aus thermoplastischen Kunststoffen Flaschen, Kanister, Fässer und Druckbehälter für Säfte, Shampoo und Haushaltsreiniger sowie petrochemische und medizinische Stoffe. Deren Fassungsvermögen liegt zwischen 20 ml und 500 l – die Größe ist jedoch nicht die Herausforderung, sondern die Genauigkeit. Denn eine Blasform besteht immer aus mehreren Teilen, um beispielsweise Kühlkanäle zu integrieren oder komplexe Geometrien zu realisieren. Damit an dem darin geformten Hohlkörper später keine Nahtstellen oder Grate zu sehen sind, arbeitet Blomix die Übergänge passgenau. „Für die perfekte 3D-Kontur fertigen wir mit Toleranz im µm-Bereich“, verdeutlicht Beenders.

Was so einfach gesagt ist, ist technisch nicht trivial: Die Formen sind bis zu 15 Stunden in einer Aufspannung auf der Maschine – genug Zeit, in der thermophysikalische Eigenschaften wie Wärmeeinflüsse dem Ergebnis die Perfektion rauben könnten. Damit das nicht passiert, hat Blomix eine moderne Halle bauen lassen. Neun Meter Deckenhöhe und eine adiabatische Kühlung, die auf Verdunstungskälte basiert, halten die Temperaturschwankungen am Boden relativ gering.

Die zweite Absicherung ist der Maschinenpark selber: drei 5-Achs-Bearbeitungszentren der Maschinenfabrik Berthold Hermle AG. Den Anfang machte 2007 eine ‘C 30 U’. Als Luuk Beenders 2014 die Leitung von Blomix übernahm, etablierte er eine neue Strategie: Er wollte das Unternehmen flexibler und innovativer aufstellen und die Qualität weiter verbessern. Die C 30 U passte in dieses Konzept, und er investierte erneut in Hermle-Technik: 2018 in eine ‘C 400 U’ und zwei Jahre später in eine ‘C 650 U’. „Wir brauchten eine Anlage, auf der wir bis zu einem Meter große Rohlinge bearbeiten können“, erklärt Beenders die Entscheidung für die C 650 U, die eine alte Maschine ablöste.

Präzision beschleunigt  die nachfolgende Montage

Die Fräszentren aus Gosheim zeichnen sich durch ihre Präzision und Langzeitgenauigkeit aus. Dafür sorgt nicht nur der steife Aufbau in modifizierter Gantry-Bauweise, sondern auch die integrierte elektrische Wärmekompensation. Das zahlt sich aus: „Die Genauigkeit der Hermle-Fräszentren ist so hoch, dass wir Zeit in der Montage einsparen können. Die einzelnen Komponenten passen deutlich besser, und wir müssen weniger nacharbeiten“, verdeutlicht Beenders.

Der Blick in die helle Fertigungshalle zeigt einen weiteren Grund, warum die Entscheidung auf Hermle fiel: die zuverlässige Automationslösung. „Nur so können wir wettbewerbsfähig bleiben“, erklärt der Geschäftsführer. Wichtig dabei sei, dass Maschine und Automation aus einer Hand kommen, weil es den Bedienkomfort und die technische Verfügbarkeit erhöhe. „Bei Problemen ist einfach klar, wer zuständig ist. Zudem reagiert Hermle sehr schnell, wenn wir mal nicht weiterkommen.“ Während bei der C 30 U ein Roboter die Paletten wechselt, hat sich Beenders bei den beiden anderen 5-Achs-BAZ für das 2017 eingeführte ‘HS flex’-System entschieden und erklärt: „Wir brauchten eine Lösung, die flexibel mit unterschiedlichen Werkstückgrößen umgehen kann und die auf Paletten fertig gespannte Rohlinge und Werkstücke automatisch handhabt. Als wir die C 400 U bestellten, war daher die HS-flex-Automation, die Hermle im Jahr zuvor auf den Markt gebracht hatte, unser Favorit.“ Dass jetzt auch die C 650 mit einem ebenso flexiblen System automatisiert werden kann, war ein wichtiges Entscheidungskriterium.

Die Einführung des ‘HS flex heavy’-Systems im März vor zwei Jahren kam für Blomix daher genau richtig. Die Dreh-, Hub- und Linearachsen der Automatisierungsvariante für die bis zu 1200 kg schweren Werkstücke bewegen und platzieren die Paletten präzise zwischen Maschinentisch, Regal und Rüstplatz. Aktuell nutzt Blomix zehn Paletten – Platz wäre allerdings für zwölf –, was in Anbetracht der langen Laufzeiten vorerst völlig ausreicht. „Wir gehören zu den ersten Anwendern innerhalb Europas, die das HS Flex heavy nutzen, und es läuft bei uns sehr gut“, sagt Beenders.

Auch wenn das HS Flex heavy neu ist, fiel den Mitarbeitern dessen Bedienung von Anfang an leicht: Wie auch das flexible Handlingsystem der C 400 U wird die heavy-Variante über das Hermle-Automation-Control-System (HACS) gesteuert und verwaltet. Hermle hat die intelligente Auftragsverwaltung eigens entwickelt, um den Zugriff auf Fräsmaschine und Automation so effizient, komfortabel und intuitiv wie möglich zu gestalten. Damit seine Zerspanungstechniker nicht aus alter Gewohnheit weiterhin auf der ausgedienten Maschine fertigen, griff Beenders zu einem ungewöhnlichen, aber äußerst effektivem Mittel – einem Vorhängeschloss. „Den Schlüssel hätte ich im Austausch gegen eine plausible Begründung ausgehändigt. Bis heute liegt er jedoch unangetastet in meiner Schublade.“

Beenders ist von dem durchgängigen Bedienkonzept der Anlagen begeistert: „Flexibilität bedeutet hier nicht nur, dass wir Teile zwischen den drei Hermle-Maschinen einfach tauschen, sondern auch, dass die Bediener jede Anlage beherrschen.“ Er kann so die Maschinenauslastung optimieren und dadurch mehr Kapazität schaffen. Luft nach oben ist wichtig für das Unternehmen, das projektorientiert arbeitet. „Wir lasten die Maschinen nicht voll aus, um spontan auf Kundenanfragen reagieren zu können. Dennoch muss es sich rechnen“, erklärt der Geschäftsführer. Sein Ziel ist es, die Automation bestmöglich zu nutzen und so die Wirtschaftlichkeit zu steigern. Tagsüber arbeiten die Werker die komplexen Aufgaben ab, testen und bereiten die personenlosen Schichten vor. Nachts und am Wochenende laufen die 5-Achs-BAZ im Idealfall autark durch. „Es ist quasi ein mechanischer Sport“, kommentiert Beenders.

„Wir wollen nicht der Größte sein, aber der Beste bleiben“, erklärt Beenders. „Das erreichen wir durch unsere Termintreue und hohen Qualitätsansprüche. Einhalten können wir diese nur mit Partnern wie Hermle, der seine Versprechen in Sachen Präzision, Zuverlässigkeit und Service hält.“ Gezögert hat er vor dem Kauf der C 650 U dennoch kurz. Grund war die Werkzeuglänge. „Aktuell sind maximal 350 mm möglich. Für manche Geometrien bräuchten wir jedoch 500 mm lange Werkzeuge, welche aber nur manuell eingewechselt werden können.“ Das sei aber auch der einzige Punkt gewesen, bei dem er einen Kompromiss bei der C 650 U eingehen musste, gibt der Geschäftsführer zu. „Insgesamt sind wir jedoch sehr zufrieden.“

Im nächsten Schritt will Beenders eine neue ERP-Software einführen und die Maschinen besser zu verknüpfen. Dabei ist ihm eines völlig klar: Wenn eine neue Maschine einziehen müsste, dann nur eine automatisierte.

Die Formwerkzeuge von Blomix kommen überall dort zum Einsatz, wo aus thermoplastischem Kunststoff Behälter für Lebensmittel, Haushalt und Industrie entstehen

Neun Meter Hallenhöhe lassen die C 650 U mit ‘HS flex heavy’-Automation nahezu klein wirken; im Hintergrund links steht die roboterautomatisierte C 30 U

Der Palettenspeicher des ‘HS flex heavy’-Systems fasst zwölf Paletten, wobei Blomix derzeit infolge der langen Laufzeiten des aktuellen Teilemixes nur zehn nutzt

Automation als klare gemeinsame Maxime: Geert Cox, Managing Director Hermle Nederland B.V., Luuk Beenders, Geschäftsführer Blomix B.V., und Marco van den Heuvel, Operations Manager bei Blomix (von links)

Name - Hauptartikel

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

Blomix b.v. NL-6440 AB Brunssum Tel. +31 45 5254333 <a href="https://www.blomix.com" target="_blank">www.blomix.com</a>

Maschinenfabrik Berthold Hermle AG 78559 Gosheim Tel. +49 7426 95-0 <a href="https://www.hermle.de" target="_blank">www.hermle.de</a>

Roboter für Werkzeugmaschinen

Automatisierungstechnik

Handling, Handhabungstechnik

5-Achs-Simultanbearbeitung

Palettiersysteme

Fertigungsautomation

Anlagen / Systeme

Mit Sonderwerkzeugen von Hufschmied gelang Wunder Formenbau & Kunststofftechnik beim Erodieren jüngst eine deutliche Effizienzsteigerung.

Weil bei Wunder Formenbau & Kunststofftechnik das Erodieren ein Schlüsselverfahren darstellt, gilt der effizienten, prozesssicheren Bearbeitung von Grafit dort besonderes Augenmerk. Mit Sonderwerkzeugen von Hufschmied gelang Wunder jüngst eine deutliche Effizienzsteigerung.

Das Familienunternehmen Wunder Formenbau & Kunststofftechnik aus Nurn in Oberfranken hat sich seit den 1960er-Jahren mit industrialisiertem Formenbau einen Namen gemacht. Innovative Fertigungskonzepte, kurze Durchlaufzeiten und hohe Qualität – damit empfiehlt sich das Unternehmen stets aufs Neue als Partner für die Automobilindustrie, den Maschinenbau und die Medizintechnik weltweit. Das Leistungsspektrum umfasst Engineering, Konstruktion, Formenbau und Spritzgussfertigung für technische Kunststoff- und Hybridteile sowie die Abmusterung von Neuwerkzeugen über Klein- bis hin zu Großserien. Die Verantwortlichen bei Wunder legen großen Wert auf die Industrialisierung und Automatisierung von Prozessen. Besonders fortgeschritten ist dieser Prozess in der Erodiererei.

Abrasive Wirkung des Grafits kann die Kosten nach oben treiben

Seit dem Jahr 2013 arbeitet Wunder mit einer voll automatisierten Fertigungszelle für die Elektrodenfertigung, das Qualitätsmessen und das Erodieren. Ein Roboter bestückt die Fräsmaschine; später wird die fertige Elektrode automatisiert vermessen und dann ins Elektrodenmagazin befördert. Nach Abschluss des Erodiervorgangs erfolgt – ebenfalls ohne manuellen Eingriff – die Qualitätskontrolle des Werkstücks.

Dieser Grad der Industrialisierung wirkt sich auf die Wahl der Verfahren aus. „Das Erodieren hat bei uns einen sehr hohen Anteil am Finish“, sagt Fertigungsleiter Johannes Wunder. „Manches, was wir erodieren, würden andere vielleicht zerspanen.“ Die Konsequenz: Der Herstellung von Elektroden aus Grafit kommt bei Wunder eine große Bedeutung zu.

Beim Bearbeiten von Grafit ist zu beachten, dass sich der Werkstoff nicht im eigentlichen Sinne zerspanen lässt, da er nicht plastisch verformbar ist. Bei der Bearbeitung werden keine Späne herausgeschnitten, sondern vielmehr Körner aus dem Verbund herausgeschlagen. Das Ergebnis ist der ungeliebte Grafitstaub. Dieser erzeugt nicht nur einen hohen Reinigungsaufwand an der Maschine; er wirkt auch hochgradig abrasiv auf die Schneiden der Werkzeuge. Standardwerkzeuge, die in puncto Design und Oberfläche nicht daran angepasst sind, zeigen extrem verkürzte Standzeiten. Zugleich verlängern die dann oft nötigen Werkzeugwechsel die Durchlaufzeiten und steigern die Werkzeugkosten.

Weil die filigranen Grafitstrukturen von Elektroden leicht ausbrechen, muss eine werkstoffoptimierte Geometrie des Fräswerkzeugs nicht nur eine optimale Abfuhr des Abtrags gewährleisten, sondern auch Schwingungen aus dem Bearbeitungsprozess herausnehmen und Kräfte abbauen.

Der neue Grafitfräser musste sich in einem Praxistest bewähren

Auf solche anspruchsvollen Fertigungsaufgaben spezialisiert ist der Werkzeughersteller Hufschmied Zerspanungssysteme aus Bobingen bei Augsburg. Er optimiert die Werkzeuge gemäß den spezifischen Anforderungen bezüglich Prozessen und Werkstoffeigenschaften, häufig im Rahmen kundenindividueller Projekte. Das Spektrum reicht von der Zerspanung extrem harter Stähle über Aluminium bis zu verschiedensten Verbundmaterialien wie CFK und GFK.

Die Optimierung für die Grafitbearbeitung gipfelte in der Schrupp-/Schlicht-Fräswerkzeug-Baureihe ‘Graftor‘. Andreas Greifenstein, Anwendungstechniker im Vertrieb von Hufschmied, stellte während eines Besuchs bei Wunder das neue Fräswerkzeug vor und erhielt die Chance, dessen Möglichkeiten in einem Test zu belegen. Mit den älteren bei Wunder verwendeten Hufschmied-Werkzeugen war man zufrieden gewesen, und so zeigte man sich offen für einen Test.

Die Zustellung erreichte Werte, die zuvor unmöglich schienen

Für den Test überließen Johannes Wunder und der für Elektrodenfertigung zuständige Jürgen Eckert den Prozess- und Werkzeugspezialisten von Hufschmied die CAD-Daten einer Elektrode. Passend zu den Möglichkeiten der Maschine (5-Achs-HSC-Elektrodenfräsmaschine ‘OPS-Ingersoll Speed Hawk 650‘) und des neuen Zerspanungswerkzeugs programmierte Andreas Greifenstein die Werkzeugwege mithilfe der Software ‚Visi‘. „Was wir dann in der Testfertigung unserer Elektrode erlebten, hat uns wirklich positiv überrascht“, erinnert sich Jürgen Eckert.

Zum Einsatz kamen bei dem Test ein 6-mm-Torusfräser und ein 1-mm-Kugelfräser für die Taschen. Dabei wurde mit einer Zustellung von 1 mm in der Tiefe und 0,55 mm seitlich gefahren – mit den bisher eingesetzten zweischneidigen Grafitwerkzeugen war eine solche Zustellung nicht möglich gewesen.

Die mit Durchmesserwerten von 1 bis 12 mm erhältlichen Werkzeuge können sowohl zum Schruppen als auch zum Schlichten verwendet werden. Sie sind mit ± 0,005 µm extrem formgenau und werden endmaßbeschriftet ausgeliefert.

Die Werkzeugreihe Graftor zeichnet sich durch eine von Hufschmied entwickelte nanokristalline Diamantbeschichtung (DIP) und einen geringen Schnittdruck aus. Die patentierte 4-SchneidenGeometrie bewirkt zudem eine Schnittkraftumkehrung durch schiebende und ziehende Auslegung der Schneiden.

„Wir setzen in der Elektrodenfertigung auf den Graftor“, resümiert schließlich der erfahrene Formenbauer Johannes Wunder. „Das Werkzeug von Hufschmied überzeugt durch lange Standzeiten, und wir konnten die Bearbeitungszeit im Schnitt um beachtliche 50 Prozent verkürzen. Eine solche Einsparung in Bezug auf die Produktionszeit wirkt sich positiv auf die Anzahl der Projekte aus, die wir annehmen können.“

Optimierter Prozess: Taschenfräsen mit hoher Zustellung an einer Grafitelektrode bei der Firma Wunder mit einem 1-mm-Kugelfräser der Baureihe ‘Graftor‘ von Hufschmied

Gemacht für Grafit: Fräswerkzeug der Baureihe Graftor. Zu seinen Besonderheiten gehören eine patentierte 4-Schneiden-Geometrie und eine nanokristalline Diamantbeschichtung

Ort des Geschehens: Auf der Elektrodenfräsmaschine ‘OPS-Ingersoll Speed Hawk 650‘ als Teil einer automatischen Fertigungszelle bewährt sich das Werkzeug von Hufschmied vielfach

Wunder GmbH & Co. KG 96349 Steinwiesen Tel. +49 9262 9912-0 <a href="https://www.wunder-formenbau.de" target="_blank">www.wunder-formenbau.de</a>

Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH 86399 Bobingen Tel: +49 8234 9664-0 <a href="https://www.hufschmied.net" target="_blank">www.hufschmied.net</a>

Fräsen

Fräswerkzeuge

Präzisionswerkzeuge

Grafit

Andere Werkstoffe

Eine zeitgemäße Tool-Logistik-Software kann helfen, die Lagerbestände zu optimieren und die Gewinne zu steigern.

Beim Bestreben, das betriebliche Ergebnis zu verbessern, wird eine Hauptursache für Zeitverschwendung oft übersehen: eine schlechte Werkzeugverwaltung. Eine zeitgemäße Tool-Logistik-Software kann helfen, die Lagerbestände zu optimieren und die Gewinne zu steigern.

Das Bedienpersonal in einer typischen Werkhalle verbringt 20 Prozent seiner Zeit mit der Suche nach Werkzeugen, mit der Folge, dass 15 Prozent der Aufträge verschoben werden müssen oder sich verzögern, weil man die richtigen Werkzeuge nicht findet. Diese Ergebnisse, die auf Kundenbefragungen des Werkzeugspezialisten Sandvik Coromant beruhen, zeigen, wie viel Zeit Fertigungsunternehmen durch eine schlechte Bestandsverwaltung verlieren. Die Folge: Fehlbestände oder Bestände mit hohem Wert werden angehäuft, und große Mengen an Lagerbeständen veralten. So sind Lagerbestände oft genau dann aufgebraucht, wenn ein bestimmtes Werkzeug am dringendsten benötigt wird. Weitere negative Effekte sind Schwierigkeiten bei der Messung der Werkzeugleistung und höhere Kosten für die Bestandsverwaltung und die Auftragsabwicklung. Doch in einem Sektor wie der Fertigung, der so sehr auf Schnelligkeit bedacht ist, sollte nicht derart viel Zeit mit Suchen verschwendet werden. Was also läuft bei der Lagerverwaltung falsch?

Viele Firmen zögern noch beim Digitalisieren der Bestände

Eines der Hauptprobleme liegt darin, dass Werkzeugverwaltung und Werkzeugausgabesysteme in vielen Unternehmen nach wie vor isoliert sind. Außerdem verlassen sich viele Unternehmen bei der Überprüfung und Auffüllung ihrer Werkzeugschränke allein auf ihre Mitarbeiter. Sie zögern bei der Digitalisierung ihrer Lagerprozesse, weil sie sich nicht sicher sind, wie sich Industrie-4.0-Lösungen in ihre etablierten Arbeitsprozesse, etwa in Enterprise Resource Planning (ERP), Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) und Manufacturing Execution Systems (MES), einfügen lassen – und auch, wie sie die Akzeptanz der Mitarbeiter in der Fertigung erreichen können.

Sandvik Coromant hat sich zum Ziel gesetzt, das innerhalb der nächsten fünf Jahre zu ändern. Dazu will das Unternehmen seinen Kunden helfen, ihr Bestandsmanagement zu automatisieren. So können viele Probleme mit der Bestandsverwaltung gelöst werden, und das Betriebsergebnis lässt sich verbessern.

In seinem Bericht ‘Digitale Fabriken 2020: Shaping the future of manufacturing‘ stellt das Beratungsunternehmen PricewaterhouseCoopers (PwC) fest, dass die Digitalisierung nur dann ihre positiven Effekte voll entfalten kann, wenn Unternehmen mit ihren wichtigsten Lieferanten und Kunden in Echtzeit verbunden sind. Das erreichen sie insbesondere mithilfe von Industrie-4.0-Tools wie Sensoren, die die Daten in Echtzeit erfassen und so bessere Analysefähigkeiten und fundierte Entscheidungen ermöglichen. Angesichts der vielen Facetten der Bestandsverwaltung bringt die Digitalisierung hier allerdings Herausforderungen mit sich. Dazu gehören die Überwachung der Lagerbestände sowie der optimale Zeitpunkt für die Werkzeugbestellung, um sicherzustellen, dass die Produktion keinesfalls stoppt.

Ein verbessertes Bestandsmanagement ist übrigens nicht nur großen Unternehmen vorbehalten. Mittels spezieller Software können auch kleinere oder mittelgroße Fertiger ihre Bestandsverwaltungsprozesse automatisieren. Exakt dafür hat Sandvik Coromant ‘CoroPlus Tool Supply‘ entwickelt. Dabei schafft die Werkzeuglogistiklösung einen Mehrwert, indem sie dazu beiträgt, die Automatisierung mit höherer Effizienz und Nachhaltigkeit voranzutreiben. CoroPlus Tool Supply vereint Hard- und Software, denn der Kunde erhält einen speziell angefertigten Automatenschrank mit Schubladensystem, der mit einer leistungsstarken Softwareplattform kombiniert ist, welche wiederum über einen PC oder ein Tablet zugänglich ist.

Auch kleinere Firmen können ihre Verwaltung automatisieren

Die Software bietet Firmen so eine Alternative zum manuellen Handling, mit der die Zeitaufwände reduziert werden können. Hierzu unterstützt CoroPlus Tool Supply das Bestandsmanagement in all seinen Facetten: von der Überwachung des Lagerbestands bis hin zur Automatisierung des Werkzeugeinkaufs. So können sich Mitarbeiter, die den Inhalt eines Werkzeugschranks manuell erfassen, darauf verlassen, dass CoroPlus Tool Supply dank seiner Bestellfunktion selbsttätig nachbestellt und den Bestand wie erforderlich auffüllt. Die Software ermöglicht zudem die automatisierte Entnahme und die Rückgabe von Werkzeugen und hilft beim Verwalten, Wiederauffüllen und laufenden Pflegen des Bestands – und das alles in Echtzeit.

Als weiteren Vorteil verweist Sandvik Coromant auf die rollenbasierten Benutzerschnittstellen ‘RBUI‘. RBUIs sind der neueste Trend in der Enterprise-Resource-Planning-(ERP)-Software, denn sie ermöglichen einen einfacheren Zugriff auf oft genutzte Anwendungen. Zudem bietet die CoroPlus-Tool-Supply-Plattform über das CoroPlus-Angebot einen digitalen Zugang zu den Werkzeugdaten. So sind die Anwender mit den Produktdatenbanken mehrerer Lieferanten verbunden, was den Import der korrekten Werkzeugdaten einschließlich ISO-Parameter, Stücklisten und Ersatzteile ermöglicht. Neben der CoroPlus-Tool-Supply-Software liefert Sandvik Coromant auch die passenden Automatenschränke, wie der Hersteller betont.

Für Sandvik Coromant ist Automatisierung ein wichtiger Bestandteil zur Verbesserung von Effizienz und Nachhaltigkeit. Denn ein Kernaspekt der Nachhaltigkeit, speziell der Energieeffizienz, ist die Möglichkeit, die Ressourcennutzung einschließlich des Werkzeugbestandes zu analysieren und vorherzusagen. Fördert Industrie 4.0 die Nachhaltigkeit mittels Sensorik und Konnektivität, befördert CoroPlus Tool Supply eine nachhaltige Bestandsverwaltung und stellt sicher, dass Tools zeit-, kosten- und energieeffizient genutzt werden. Der Hersteller geht davon aus, dass solche Lösungen zunehmend in die Entscheidungsfindung einbezogen werden – etwa bei der Entscheidung, welches Werkzeug zum Bearbeiten eines neuen Bauteils gebraucht wird. Aber auch beim Planen von 50 oder 100 Teilen, denn hier kann die Lösung Fragen wie „Hat man bereits genügend Werkzeuge?“ oder „Werden diese schon vor dem Bearbeitungsende verschlissen sein?“ oder „Kann die Zerspanung mit den vorhandenen Werkzeugen erledigt werden?“ präzise beantworten.

Fusioniert: ‘CoroPlus Tool Supply‘ ist eine Lösung, die Hardware und Software vereint, denn sie besteht aus einem speziell angefertigten Automatenschrank mit Schubladensystem, der mit einer leistungsstarken Softwareplattform kombiniert ist

Nachhaltig effizient: CoroPlus Tool Supply befördert eine nachhaltige Bestandsverwaltung und stellt sicher, dass Werkzeuge zeit-, kosten- und energieeffizient genutzt werden 

Sandvik Tooling Deutschland GmbH – Geschäftsbereich Coromant 40549 Düsseldorf Tel. +49 211 50 27 0 <a href="https://www.sandvik.coromant.com" target="_blank">www.sandvik.coromant.com</a>

Toolmanagement

Statt Auswerferbohrungen in 58 HRC harten Unimax-Stahl zu erodieren, erzeugt man bei Metz Connect die Formelemente nun mit Mikrobohrern von Moldino.

Statt Auswerferbohrungen in 58 HRC harten Unimax-Stahl zu erodieren, erzeugt man bei Metz Connect die Formelemente nun mit Mikrobohrern von Moldino. Von den Vorteilen dieses Wechsels schätzt der Anwender einen besonders: Das Mikrobohren ist fast 60 Prozent schneller.

Wer sich nach Neuem umschaut, wird meistens fündig. Diese Erfahrung machte auch Konrad Reinel, als er im Internet auf der Suche nach interessanten Neuheiten aus der Metallbearbeitung war. „Dort stieß ich durch Zufall auf die neuen Bohrer von Moldino“, blickt er zurück. „Und da kam mir sofort der Gedanke: Vielleicht könnten wir unsere Auswerferbohrungen damit herstellen, statt diese drahterodieren zu müssen.“

Konrad Reinel ist CAM-Programmierer im Werkzeugbau der Metz Connect GmbH in Blumberg im Südschwarzwald und verantwortet dort auch die Arbeitsvorbereitung. Was er entdeckt hatte, waren die zweischneidigen ATH-beschichteten Mikrobohrer von Moldino der neuen EMSBH-ATH-Reihe. Diese im Durchmesserbereich von 0,1 bis 2 mm erhältlichen Vollhartmetall-(VHM-)Bohrer mit einem Spitzenwinkel von 140 ° sind speziell für das Bohren harter Stähle bis 65 HRC mit Durchmessertoleranzen im Mikrometerbereich ausgelegt.

Moldino ist im Werkzeugbau von Metz Connect kein Unbekannter. Bereits vor rund zehn Jahren wurde damit begonnen, das HSC-Fräsen und hier vor allem die Hartbearbeitung auf VHM-Werkzeuge des japanischen Herstellers umzustellen. Damals firmierte das Unternehmen noch unter dem Namen MMC Hitachi Tool. „Heute setzen wir bei der Hartbearbeitung zu 90 Prozent Werkzeuge von Moldino ein“, unterstreicht Reinel.

Bei 90 Prozent der Hartbearbeitung setzt Metz Connect auf Moldino

Seit fast ebenso vielen Jahren schon wird Metz Connect von Timo Heimann betreut. Als Prozessoptimierer, wie sich die Anwendungstechniker bei Moldino verstehen, hat er mit den Kollegen vom Werkzeugbau in Blumberg regelmäßig Kontakt. Reinel hatte ihn auf seine ‚Bohrer-Entdeckung‘ angesprochen, und er kam wenig später vorbei. Mit dabei: Die Mikrobohrer der neuen EMSBH-ATH-Reihe, die außerhalb Japans aktuell nur auf dem deutschen Markt verkauft werden.

„Nach der kurzen Präsentation von Timo Heimann waren wir überzeugt, dass sich die neuen Mikrobohrer in unseren Prozess implementieren lassen“, berichtet Reinel. Denn die dahinter stehende Idee war es, zunächst Auswerferbohrungen unter 1 mm Durchmesser, vor allem aber im Bereich zwischen 0,6 und 0,8 mm im vorgehärteten Unimax-Stahl (Voestalpine/Uddeholm) bohren zu können. Da die Bohrungen sehr hohe Anforderungen an die Genauigkeit stellen – die Durchmessertoleranz beträgt + 0/+ 0,005 mm – wurden diese bisher startlochgebohrt und drahterodiert. Die hohe Genauigkeit wird benötigt, damit der Abstand zwischen Bohrung und Auswerferstift so dicht ist, dass beim Spritzen des Kunststoffes keine Grate entstehen. Zudem werden die Auswerferbohrungen mit einem Mittenrauwert von Ra 0,2 μm erodiert. Das ist nötig, damit sowohl der Auswerferstift als auch die Bohrung möglichst wenig verschleißen, begründet Reinel die hohe Qualitätsanforderung an die Bohrungsoberfläche.

„Das Drahterodieren der Bohrungen ist wahnsinnig zeitaufwendig“, erläutert Fabian Müller, der als gelernter Werkzeugmacher die Maschinen einrichtet und programmiert. „Aufgrund der kleinen Durchmesser muss ich hierfür auf der Maschine jede Bohrung einzeln per Hand einfädeln.“ Denn die hier verwendete 0,4-mm-Startlochelektrode erzeugt einen (oft nicht ganz runden) Durchmesser von etwa 0,5 mm – zu wenig für die automatische Drahteinfädelung. Müller: „Ich stehe immer daneben, es läuft nicht über Nacht, und es besteht immer wieder das Risiko, dass die Startloch-Bohrung verläuft oder nach dem Erodieren nicht sauber ist.“

 Es gab also gute Gründe, diesen Prozess durch das Mikrobohren auf dem Bearbeitungszentrum abzulösen. Die Hartbearbeitung für die Spritzgießwerkzeuge – gefertigt werden in Blumberg auch Stanz- und Umformwerkzeuge – findet überwiegend auf der automatisierten RXP600DSH von Röders statt. Die 5-achsige Maschine, die bei Metz zur Hälfte auch das Grafitfräsen erledigt, wird von einem Fanuc-Knickarmroboter bedient.

„Um die Prozessparameter ausloten zu können, hatten wir beschlossen, zunächst auf der Röders-Maschine Probebohrungen in einem Restblock aus Unimax vorzunehmen“, erklärt Reinel. Dieser zähe, harte sowie äußerst verschleißfeste Warmarbeitsstahl ist relativ gut zerspanbar und wird in Blumberg für alle Werkzeuge verwendet. „Wir fahren alle unsere Einsätze auf 56 bis 58 HRC vorgehärtetem Unimax und testen auch alle Zerspanwerkzeuge auf diesen Werkstoff hin.“

Moldino-Prozessoptimierer Heimann empfahl das Bohren in drei Schritten: Zentrieren, Anbohren, Fertigbohren. Obwohl sich das Pilot-Loch auch fräsen lässt, entschied er sich für den speziellen Moldino-Zentrierbohrer DN2HC mit 3 mm Durchmesser. „Wichtig ist, dass der Zentrierbohrer den gleichen Winkel hat wie der anschließend verwendete VHM-Bohrer. Deshalb hat der DN2HC zwei Spitzenwinkel: 135° für den Bohrer und 90° zur Fasenbildung“, so Heimann. „Damit tippen wir die Bohrung nur an, sodass der EMSBH-Bohrer zentriert wird.“

 Das anschließende Anbohren und Fertigbohren fand dann mit dem EMSBH-ATH statt. „Den Anbohrprozess muss ich mit reduzierten Parametern fahren“, beschreibt Reinel die Vorgehensweise, und Heimann ergänzt: „Nach dem Zentrieren mit dem DN2HC wurde mit dem EMSBH mit reduzierten Werten angebohrt, umgeschaltet auf 100 Prozent Arbeitsparameter und die Passbohrung 16 mm tief hergestellt.“ Die Mikrobohrer können während des Bohrprozesses mit MMS oder Emulsion gekühlt werden. Wichtig ist, dass der Rundlauf kleiner 5 µm gewährleistet ist.

Schneller, prozesssicherer und besser automatisierbar

Die Premiere in der eigentlichen Fertigung war dann das Bohren der Auswerferlöcher mit den oben beschriebenen Parametern – jedoch mit einem EMSBH mit 8 mm Nutzlänge – in den Einsätzen eines Segment-Werkzeugs. Segment deshalb, weil viele Spritzgießwerkzeuge bei Metz Connect flexibel umrüstbar sind. In diesem Fall für die Deckel von zwei- bis hin zu siebenpoligen Klemmen. Bei den neun Werkstücken mit insgesamt 72 Auswerferbohrungen betrug die Laufzeit pro Bohrung rund eine Minute. „Anfangs hatten wir ein paar Probleme mit der Kühlung, weshalb der Bohrer nur 45 Bohrungen innerhalb der Toleranz schaffte“, räumt Reinel ein. „Wir haben jetzt neue Schrumpffutter mit Kühlkanalbohrung angeschafft, um die Spindel-Innenkühlung zu nutzen. Damit können wir die Kühlung dann punktgenau an den Bohrer heranbringen.“

Kollege Müller ist ebenso wie Reinel von der Maßhaltigkeit begeistert, die mit diesem Bohrer erreicht wurde. „Wir haben die Bohrungen in unserem Test-Werkstück unter einem optischen Messgerät angeschaut. Alle Bohrungen lagen in der Toleranz von + 0/+ 0,005 mm.“ Ebenso sei überall der Mittenrauwert der Bohroberfläche von Ra 0,2 μm eingehalten worden. Auch bei der Maßhaltigkeit von Eintrittsloch und Austrittsloch habe es keinerlei Abweichungen gegeben. „Und es ist immer wieder schön anzusehen, wie schnell es geht.“

Prozessoptimierer Heimann hatte für die Herstellung der 0,8-mm-Auswerferbohrungen im Rahmen der von Moldino entwickelten Production50-Methodik für Metz Connect eine Wirtschaftlichkeitsberechnung erstellt. „Sie hat gezeigt, dass im Vergleich zwischen dem Startloch- sowie dem Drahterodieren und dem Mikrobohren Letzteres bei den Produktionskosten nicht wesentlich günstiger ist“, betont Reinel. Der große Vorteil liege in der Durchlaufzeit. „Das Mikrobohren ist fast 60 Prozent schneller. So dürften sich bei manchem Werkzeug schon mal zwei Wochen rausholen lassen.“

 Ein weiterer Pluspunkt ist für ihn die deutlich höhere Prozesssicherheit sowie die Möglichkeit, die Bohrungen mannlos zu fertigen. Diese Vorteile sieht auch Michael Birk als Gewinn an, der als Leiter Segment-Werkzeuge das Prozess-Engineering verantwortet. „Die erfolgreiche Umstellung auf das Mikrobohren ist für uns ein weiterer Schritt in Richtung Zukunft: Die heißt, den Werkzeugbau noch umfangreicher zu automatisieren.“

Eingespieltes Mikrobohrer-Team:  Links der Moldino EMSBH-0080–8-ATH mit 0,8 mm Durchmesser und rechts der Zentrierbohrer DN2HC mit 3 mm Durchmesser

Auch über Nacht: Die EMSBH-ATH-Mikrobohrer verrichten rund um die Uhr ihren Dienst auf der automatisierten 5-achsigen Röders RXP600DSH

Statt Erodieren: Bohren von 8 mm tiefen Auswerferbohrungen mit dem Minibohrer EMSBH-0080-8-ATH von Moldino in einen Formkern aus Unimax bei Metz Connect. Zum Einbringen einer 0,8-mm-Bohrung benötigt man rund eine Minute

Die Fertigung am PC im Blick: CAM-Arbeitsplatz mit den in PowerMILL (Autodesk, vorher Delcam) geöffneten Fenstern des zu bohrenden Formkerns

Elektro-Präzision: Dipschalter als Beispiel für eines der bei Metz Connect mit hochwertiger Werkzeugtechnik gefertigten Produkte

Zeitspar-Team: Michael Birk, Konrad Reinel und Fabian Müller von Metz Connect (von links) sowie ganz rechts Timo Heimann, Prozessoptimierer bei Moldino

Metz Connect GmbH 78176 Blumberg Tel. +49 7702 533-0 <a href="https://www.metz-connect.com" target="_blank">www.metz-connect.com</a>

Moldino Tool Engineering Europe GmbH 40724 Hilden Tel. +49 21 03 24 82-0 <a href="https://www.moldino.eu" target="_blank">www.moldino.eu</a>

Mikro-Präzisionswerkzeuge

Mikrozerspanung

Bohrwerkzeuge

Die Standfestigkeit, Prozesssicherheit und Wartungshäufigkeit von hochfachigen Werkzeugen wird  durch die Verwendung des richtigen Heißkanalsystems maßgeblich beeinflusst.

Hohe Stückzahlen legen bei der Fertigung von Disposables den Einsatz von hochfachigen Werkzeugen nahe. Deren Standfestigkeit, Prozesssicherheit und Wartungshäufigkeit wird  durch die Verwendung des richtigen Heißkanalsystems maßgeblich beeinflusst.

In der Metropolregion Nürnberg, auch als Medical Valley bekannt, hat der Medizintechnikhersteller Medwork seinen Firmensitz. 1997 von Gerald Fischer im mittelfränkischen Höchstadt an der Aisch gegründet, entwickelt, produziert und vertreibt das Unternehmen heute rund 500 Artikel für die therapeutische Endoskopie. 90 Prozent dieser Artikel sind Disposables. Bei der Fertigung von Disposables, die mit sehr schnellen Zykluszeiten gefahren werden, kommen meist hochfachige Werkzeuge zum Einsatz. Solche hochfachigen Werkzeuge nach den regulatorischen Anforderungen der Medizintechnik wie etwa den GMP-Anforderungen oder nach DIN EN ISO 13485 umzusetzen, ist sehr komplex und benötigt eine entsprechende Erfahrung oder Partner auf dem Gebiet des Werkzeugbaus und der Heißkanaltechnik.

So greift der Medizintechnikhersteller aus Höchstadt an der Aisch in solchen Fällen meist auf das Know-how von MBFZ Toolcraft zurück. Der Spezialist fertigt komplexe Bauteile für Marktführer aus den Bereichen Medizintechnik, Halbleiterindustrie, Luft- und Raumfahrt, optische Industrie und Spezialmaschinenbau sowie der Automobilindustrie. Der Toolcraft Formenbau in Spalt ist auf den Werkzeug- und Formenbau für Klein- und Kleinstteile spezialisiert, insbesondere im 2K-Bereich für die Medizintechnik. Anton Meixner, Betriebsleiter in Spalt, erklärt: „Wenn man bei der Entwicklung neuer Trendtechnologien direkt involviert wird, kann man gemeinsam mit den Partnern die beste Lösung erarbeiten. Denn viele unserer Bauteile sind Schlüsselkomponenten in komplexen Systemen mit höchsten Qualitätsanforderungen, wie beispielsweise in der Medizin.“

Anton Meixner: „Hochkomplexe Werkzeuge, speziell auch für Mehrkomponenten-Anwendungen, oder Familienwerkzeuge für die Medizintechnik fordern uns heraus. Für unseren Kunden Medwork lieferten wir zum Beispiel ein Familienwerkzeug für die Herstellung eines Arretiergriffs mit Injektionsnadel, bei dem die Metallnadel umspritzt wurde.“ „In der Medizinbranche liegt oftmals die komplette Werkzeugentwicklung in unserer Hand“, erklärt Werner Endres, Projektleiter bei Toolcraft, und ergänzt: „Das Werkzeug muss eine gewisse Standfestigkeit haben. Es nutzt nichts, wenn das Produkt filigranste Konturen hat, aber das Werkzeug deshalb oft gewartet werden muss. Und gerade bei der Fertigung von Disposables ist Zeit ein wichtiger Faktor. Deshalb wird auf die Zugänglichkeit zum Werkzeug oder auf den Einsatz eines prozesssicheren, leicht zu reinigenden Heißkanalsystems großen Wert gelegt.“

Elektrischer Antrieb regelt präzise und feinfühlig

Da das Artikeldesign für den Arretiergriff verändert wurde, musste das Werkzeug von Grund auf neu konzipiert werden. „Im Zuge der Designänderung sollten zudem auch Funktionsänderungen durchgeführt werden. Da lag es nahe, die Werkzeugkonzeption so auszulegen, dass man auch Einsparungen hinsichtlich der Spritzzeiten erreicht“, erklärt Werner Endres. „Deshalb regten wir ein Familienwerkzeug an. Aber das Ausbalancieren der unterschiedlichen Teilevolumen bereitete uns Probleme. Und hier kam Günther Heißkanaltechnik mit seinem elektrischen Antrieb für Nadelverschluss-Heißkanalsysteme ins Spiel. Der elektrische Antrieb hat aufgrund seiner feinfühligen Regelung enorme Vorteile. Denn um einen sicheren Spritzprozess zu gewährleisten, ist eine präzise und intelligente Ansteuerung der Nadelverschlusstechnik vonnöten.“

Elektrisch angetriebene Nadelverschlusssysteme ermöglichen eine variable und zugleich präzise Einstellung der Nadelposition und der Hublänge. Zudem bewirkt die Synchronität der Nadelbewegung eine große Genauigkeit bei der Reproduktion. „Man kann die Nadeln dementsprechend zeitversetzt öffnen und das Werkzeug so ausbalancieren, dass wirklich beide Teile gleichmäßig gefüllt werden“, ergänzt Anton Meixner. „Günther Heißkanaltechnik hat ein elektrisches Nadelverschluss-Heißkanalsystem im Programm, das mit einem Schrittmotor angesteuert wird. Der Schrittmotor Typ SMA 10 ermöglicht eine hohe Präzision, verbunden mit einem optimalen Kraft-Weg-Verhalten. Mit dem entsprechenden Steuergerät DPE ist die präzise Nadelverschlusssteuerung gewährleistet. Zudem ist eine Nadeljustage im Bereich von 1/100 mm möglich. Wir setzen dazu noch eine Nadelverschlussdüse mit KA-Nadelführung mit BlueFlow-Heizung und zweigeteiltem Schaft ein.“

Werner Endres fasst zusammen: „Das Nadelverschlusssystem und der elektrische Antrieb lassen sich einfach montieren und erfordern bei der Werkzeugkonstruktion keinen zusätzlichen Aufwand. Zudem ist das Nadelverschlusssystem mit dem Schrittmotor reinraumtauglich, was gerade bei Spritzgießwerkzeugen in der Medizintechnik gewünscht ist.“

Fertigungszelle  mit automatischer Verpackung

Der Knackpunkt war die Balancierung der verschiedenen Teile mit unterschiedlichen Volumen. „Wir haben die Steuerung wiederum mit Temperatur- und Innendruckfühlern von Priamus gekoppelt, sodass die Balancierung nun über Temperaturfühler erfolgt, die am Fließwegende eingebaut sind. Erreicht die Schmelze die Fühler, wird über die Steuerung das Nadelventil zurückgenommen. Mit dem Innendruckfühler ermöglichen wir dann noch die Nachdruckumschaltung“, erklärt Meixner. „Das System der Temperatur- und Innendruckfühler hat auch den Vorteil, dass es hervorragend mit dem Nadelverschlusssystem von Günther zusammenarbeitet.“

Das Werkzeug läuft jetzt in einer Fertigungszelle beim Kunden Medwork. „Dank der engen, partnerschaftlichen Zusammenarbeit mit den Entwicklungsabteilungen von Kunden und Partnern wie dem Heißkanalhersteller Günther war es möglich, die hohen Qualitätsanforderungen von Medwork zu erfüllen und die Prozesssicherheit bei diesen schnellen Zykluszeiten zu garantieren.“

Kleinteilig: Arretiergriff und Injektionsnadel für medizinische, minimalinvasive endoskopische Untersuchungen