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29.01.2018

Wie Fräsen zur Alternative zum Senkerodieren wird

Tungaloy-Spindel bringt Mikrowerkzeuge auf Hochtouren

Im idyllischen niedersächsischen Wagenfeld ist die Hempe GmbH zu Hause. In der Produktionshalle des mittelständischen Familienunternehmens mit derzeit 47 Mitarbeitern wird gedreht, gefräst, geschliffen. Auch für den Formenbau ist Hempe tätig. Und da hat sich in den vergangenen Jahren einiges getan.

„Die Anforderungen sind enorm gestiegen, da müssen wir maschinen- und fertigungstechnisch immer auf dem neusten Stand sein. Das war unter anderem der Grund, weshalb wir unseren Maschinenpark mit zwei Hermle C12 aufgestockt haben, die dank ihrer Fünf-Achs-Simultanbearbeitung, außerordentlichem Drehmoment und externer Programmierung gerade für anspruchsvolle Formteile Vorzüge bringen.“ So erläutert es Andreas Möller, Fertigungsleitung bei Hempe.

  • Entlüftungsschlitze von 0,5 bis max. 0,7 mm werden mit Mikrofräsern und der SpinJet bei 40.000 U/min gefertigt. Gegenüber der herkömmlichen Fertigungsweise spart die Hempe GmbH nun 40 Prozent Zeit ein. © Tungaloy Germany GmbH

    Entlüftungsschlitze von 0,5 bis max. 0,7 mm werden mit Mikrofräsern und der SpinJet bei 40.000 U/min gefertigt. Gegenüber der herkömmlichen Fertigungsweise spart die Hempe GmbH nun 40 Prozent Zeit ein. © Tungaloy Germany GmbH

  • Die SpinJet in ihrem Element: Kühlmitteldruck treibt die Turbine im Inneren an und ermöglicht enorme Drehzahlen. © Tungaloy Germany GmbH

    Die SpinJet in ihrem Element: Kühlmitteldruck treibt die Turbine im Inneren an und ermöglicht sehr hohe Drehzahlen. © Tungaloy Germany GmbH

  • Als kleines Teil mit großer Wirkung bringt die Schnelllaufspindel von Tungaloy die Formenbau-Fertigung bei der Hempe GmbH auf Hochtouren. © Tungaloy Germany GmbH

    Als kleines Teil mit großer Wirkung bringt die Schnelllaufspindel von Tungaloy die Formenbau-Fertigung bei Hempe auf Hochtouren. © Tungaloy Germany GmbH

  • Mit dem Display hat der Maschinenbediener stets die aktuellen Drehzahlen der SpinJet im Blick.
© Tungaloy Germany GmbH

    Mit dem Display hat der Maschinenbediener stets die aktuellen Drehzahlen der SpinJet im Blick. © Tungaloy Germany GmbH

  • Erfolgreiches Teamwork (von links): Geschäftsführer Jörg Hempe, G. Schruth aus der Hempe-Fertigung, Sebastian Klumpe von Unitools, Fertigungsleiter Andreas Möller, Hempe, und Markus Feldhaus, Produktmanager Fräsen/Bohren bei Tungaloy. © Tungaloy Germany GmbH

    Erfolgreiches Teamwork (von links): Geschäftsführer Jörg Hempe, G. Schruth aus der Hempe-Fertigung, Sebastian Klumpe von Unitools, Fertigungsleiter Andreas Möller, Hempe, und Markus Feldhaus, Produktmanager Fräsen/Bohren bei Tungaloy. © Tungaloy Germany GmbH

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Mehrere Stunden Erodierzeit bei engen Lieferterminen? Ein Dilemma!

Einer der Hempe-Kunden verarbeitet Polyurethan-Schäume , die in speziellen Werkzeugformen in Form gebracht werden. „Weil der verwendete PU-Schaum sehr aggressiv ist, werden dafür entsprechende Werkzeugstähle verwendet. Da diese Schäume zudem schneller aushärten, muss die Luft kontinuierlich und schnell aus der Form abgeführt werden. Denn bei Lufteinschlüssen verändert sich die Federkonstante des Schaums, was die Qualität des Produktes verschlechtert“, so Andreas Möller.

Solange die 0,5 mm bis maximal 0,7 mm breiten Entlüftungsschlitze eine gerade Kontur mit gleicher Tiefe hatten, wurden bei Hempe kurzerhand Sägeblätter eingesetzt. Doch zunehmend wurden die Entlüftungen konturverfolgend, da blieb nur das Senkerodieren. „Bei zwölf Schlitzen kommen leicht mehrere Stunden reine Erodierzeit zusammen, was so manchen Liefertermin zur spannenden Angelegenheit machte!“, ergänzt Geschäftsführer Jörg Hempe.

Fräsen als Option – anfangs mit Hindernissen

Tatsächlich ließen sich die Schlitze mit der Spindel der Hermle-Maschine, die bis zu 18.000 U/min schafft, auch fräsen, doch die Ergebnisse waren durchwachsen. „Fräser in den Durchmessern 0,5 bis maximal 1,0 Millimeter brauchen eigentlich Drehzahlen ab 35.000 Umdrehungen aufwärts“, erklärt Möller.

Der Kauf einer Maschine mit Hochleistungsspindel war für Hempe dennoch keine Option. Zum einen fehlte die Auslastung, um sie im Zweischichtbetrieb durchlaufen lassen zu können. „Zum anderen hätte sich die Komplettanschaffung schon im mittleren sechsstelligen Bereich angesiedelt. Und die Hochleistungsspindel wäre wesentlich empfindlicher und ausschließlich für Hochleistungsoperationen einsetzbar gewesen“, so Jörg Hempe.

Eine Schnelllaufspindel zum Einwechseln bringt die Lösung

Schließlich sprach Möller mit der Unitools GmbH aus Hagen am Teutoburger Wald, von der Hempe schon seit einigen Jahren unter anderem Messmittel sowie Werkzeuge bezieht. „Da Herr Möller etwas Kleines, Kostengünstiges und Handliches suchte, schlug ich ihm vor, doch einmal die SpinJet-Spindel von Tungaloy auszuprobieren“, so Sebastian Klumpe, Technische Beratung und Vertrieb bei Unitools. Diese Schnelllaufspindel lässt sich einfach wie ein Werkzeug aus dem Magazin einwechseln.

Erste Tests verliefen sehr vielversprechend: „Ohne zusätzlichen Anbau an der Maschine, lediglich mit dem vorhandenen Kühlmitteldruck von mindestens 20 bar und einer Volumenleistung von 15 Litern pro Minute beschleunigt die Turbine im Inneren der SpinJet-Spindel das Werkzeug – je nachdem welche der drei erhältlichen Varianten man wählt, auf bis zu 60.000 min-1 “, so Markus Feldhaus, Produktmanager Fräsen/Bohren bei der Tungaloy Germany GmbH. Während der Produktion wird die Spindel zusammen mit dem Werkzeug aus dem Werkzeugwechsler eingewechselt, was für die Hauptspindel eine schonende und energiesparende Pause bedeutet. Um die aktuellen Drehzahlen zu überwachen, lieferte Tungaloy auch gleich ein Drehzahl-Display mit, das über einen an der Spindel befindlichen Sender die tatsächliche Drehzahl anzeigt.

„Nach den erfolgreichen Tests mit der SpinJet-Spindel beobachteten wir den Prozess noch einen Monat, ehe wir uns entschieden, gleich zwei Maschinen damit auszurüsten. Seitdem sind beide Spindeln schon intensiv genutzt und auf Herz und Nieren geprüft worden“, so Andreas Möller. Neben der Performance begeistert auch der geringe Wartungsaufwand der Spindel. Um eventuell verharzte Rückstände der Emulsion zu entfernen, wird SpinJet nach längerer Nutzung kurz durchgespült. „Danach ist sie sofort wieder einsetzbar – bisher hat sie uns problemlos und ohne Ausfälle gedient“, freut sich Andreas Möller.

Im konkreten Anwendungsfall arbeitet Hempe jetzt 40 Prozent schneller

Doch hat die Schnelllaufspindel tatsächlich den gewünschten Zeitvorteil eingefahren? Dazu Jörg Hempe: „Betrachtet man den vergleichsweise geringen Anschaffungspreis im Vergleich zu einer Hochleistungsspindel, ergibt sich aus dieser Sicht ja schon ein sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis. Noch entscheidender ist aber vielleicht, dass sich nun im Vergleich zum Erodieren alles komplett in einer Aufspannung erledigen lässt. Das schafft einen Zeitgewinn, der uns Aufträge termingerecht abarbeiten sowie unsere Kapazitäten besser verteilen lässt. Und die Qualität stimmt auch!“

Andreas Möller stellt den Vergleich zum herkömmlichen Fräsen an und kommt ebenfalls zu beeindruckenden Vorteilen: „Mit SpinJet sind wir jetzt tatsächlich in unserem Anwendungsfall 40 Prozent schneller als bisher. Zudem haben wir nun mit einer Maschine die Wahl zwischen Anwendungen, die eher ein hohes Drehmoment oder eben die hohen Drehzahlen verlangen.“

Unternehmensinformation

Hempe GmbH

Oppenweher Str. 52
DE 49419 Wagenfeld
Tel.: 05444 9877-0

Tungaloy Germany GmbH

An der Alten Ziegelei 1
DE 40789 Monheim
Tel.: 02173 90420-0
Fax: 02173 90420-18

Unitools GmbH

Töpferstr. 19
DE 49170 Hagen
Tel.: 05405 5075-400

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