Teil dieser Ausgabe ist die Sonderpublikation »Schweizer Präzisions-Fertigungstechnik«.

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Ein Niederschlag ist noch kein K. o., beschwören die Anhänger des Verbrennungsmotors nach dem EU-weit beschlossenen Aus für den guten alten Ottomotor. Die Entscheidung, ab dem Jahr 2035 nur noch emissionsfreie Fahrzeuge neu zuzulassen, soll das Erreichen der Klimaziele, Stichwort ‘Fit for 55’, positiv beeinflussen. So haben sich alle 27 EU-Staaten dafür ausgesprochen, die Flottengrenzwerte für Autos bis 2035 auf null zu senken – damit dürfen neue Pkw und leichte Nutzfahrzeuge keine Auspuffemissionen mehr haben, was de facto dem Verbot von Verbrennungsmotoren gleichkommt. Umweltminister Habeck sprach von einem „fetten Ausrufezeichen für den Umweltschutz in Europa“. Doch das generelle Aus des Verbrenners muss dies noch lange nicht bedeuten. Immerhin hat das Wirtschaftsministerium für Motoren mit CO2-freien Kraftstoffen, sogenannte E-Fuels, eine Ausnahme von der Regel gemacht. Aller gewünschter Planungssicherheit zum Trotz wiegt das Argument der Technologieoffenheit schwer und macht das Ende des traditionellen Antriebskonzeptes nicht selbstverständlich. Das politische Tauziehen um die Ausgestaltung der Mobilität der Zukunft hat somit gerade erst begonnen.

Die zerspanende Industrie begegnet dieser Entwicklung mit einem veränderten Fokus auf Abnehmerbranchen und konkreten Anpassungsstrategien. Die Dynamik dieser Prozesse fordern einmal mehr beschleunigte Innovationszyklen, um etwa den Fertigungsanforderungen von Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs oder der Batteriewannen des Elektroautos zu genügen. Die stärkere Ausrichtung von Zerspanungstechnologien im Bereich der neuen Werkstoffe, Stichwort Leichtbau und Multimaterialmix, oder einer Diversifizierung in Wachstumsfelder abseits der Autoindustrie wie der Medizintechnik oder der erneuerbare Energien, darf als wichtiger Impulsgeber für die Innovationskraft der Branche gelten. Wer den Stresstest besteht, kann seinen Partnern mit einer ebenfalls ökologischen und ökonomisch nachhaltigen Prozess- und Fertigungstechnologie eine wertvolle Unterstützung geben und seine Stellung in der Wertschöpfungskette manifestieren – auch unter den neuen Bedingungen der Mobilitätswende.

Editorial Ricchiuti

Dreh-, Fräs- und Fräsdrehmaschinen im Anwendungsfeld Antriebstechnik

Vor 23 Jahren gründete Markus Schwarz die Schwarz Elektromotoren GmbH in Rehau. Der Erfolg mit hochindividualisierten Elektromotoren beruht neben dem Know-how auf einer hohen Eigenfertigungstiefe, zu der Partner Emco flexibles Universalmaschinen-Equipment beisteuert.

Geht es um das elektromotorisch angetriebene Fahren, Heben oder Lenken, kann es viele Gründe dafür geben, dass der Einsatz eines Standardmotors nicht infrage kommt: räumlich komplexe oder beengte Einbausituationen, individuelle Anbau-Schnittstellen, höhere geforderte Leistungsdichten der Motoren oder sonstige konzeptionell-konstruktive Sonderwünsche. In all diesen Fällen ist Schwarz Elektromotoren in Rehau eine Topadresse in Deutschland, insbesondere, wenn es sich um batteriebetriebene Asynchronmotoren im Niedervoltbereich ab 24 V handelt. Von Konzeption und Entwicklung über Konstruktion bis hin zur qualitätsgesicherten Fertigung der Motoren in Losgrößen von 1 bis zur Serie ist Problemlöser Schwarz mittlerweile weitgehend autark. Die Kunden profitieren davon in Form einer kompetenten Beratung, technologisch ausgereiften Konzepten, termingerechter Lieferung und fairen Preisen.

Erde, Feuer, Wasser, Luft –  in allen Elementen zuhause

Weit über 1500 verschiedene Lösungen zählt Gründer, Eigentümer und Geschäftsführer Dipl.-Ing. (FH) Markus Schwarz mittlerweile und weiß diese in allen vier Elementen zuhause: in Förderfahrzeugen und Elektromobilen (Pkw und Lkw) jeglicher Form bis hin zu Schneemobilen, in Löschsystemen und Feuerwehrfahrzeugen, in Rettungsbooten und Solar-Ausflugsschiffen sowie als Antriebe für die Pitchregelung von Windrädern. Und vieles mehr.

Als sich Schwarz 1999 selbstständig machte, fokussierte er sich als Elektroingenieur auf die Schritte Beratung, Auslegung, Konstruktion und Montage der individualisierten E-Antriebs-Lösungen: „In einer eigenen mechanischen Fertigung habe ich zu Beginn keinen gesteigerten Nutzen gesehen, zumal es im Umfeld an geeigneten Zulieferern nicht mangelte. Die Nachteile dieser Strategie haben wir schnell zu spüren bekommen: Abhängigkeit von Lieferzeit, Termintreue und Qualität der Zulieferer, Abstimmungsaufwand rund um die fertigungstechnische Machbarkeit sowie eine bleibende Know-how-Lücke bei den Fertigungstechnologien. All dies erschwerte und verzögerte die Beratung und den Projektablauf. So habe ich ab 2000 begonnen, sukzessive in den Aufbau einer Eigenfertigung zu investieren. Heute erledigen wir bis auf das Blechstanzen, Gießen und Härten alle Fertigungsschritte hier am Stammsitz, was elementar für unsere Beratungsqualität, unsere Reaktionsfähigkeit und damit unserer Alleinstellung ist.“

Emco bietet das perfekte  Technologiesortiment

Aller Anfang ist lehrreich: Auf eine Wuchtmaschine folgten Bohrmaschinen, Dreh-, Fräs- und Schleifmaschinen. Auf den ersten Blick preiswerte Maschinen aus Fernost machten im Alltag jedoch schnell Probleme in puncto Service und vor allem Ersatzteilverfügbarkeit. Also war Schwarz auf der Suche nach einem Partner, der möglichst gleichermaßen das Drehen und das Fräsen beherrscht. Markus Schwarz: „Um als Problemlöser wirtschaftlich erfolgreich zu sein, benötigen wir einen Werkzeugmaschinenpark, der perspektivisch ein hohes Maß an Flexibilität bietet. Denn wir wissen nicht, welche Herausforderungen in vier Wochen auf uns zukommen. Dennoch kennen wir das Gros unseres Teilespektrums in Bezug auf die Werkstoffe – Stahl, Stahlguss, Aluminiumguss –, die Teilegewichte von mehreren Kilos bis zu einer Tonne, deren Abmessungen und Komplexitätsgrade. Wir haben viele rotationssymmetrische Teile wie Wellen mit großem Drehanteil, aber auch Flansche und Gehäuse mit höherem Fräsanteil und eben auch das Verzahnen innen und außen. Damit sind wir auf die Suche gegangen nach einem serviceorientierten Hersteller, der Maschinen hier in Europa aus hochwertigen Komponenten baut, und ein hohes Maß an Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit bietet.“

Für Schwarz fiel die Entscheidung unter den Kandidaten recht eindeutig und rasch auf Emco, wie sich der Geschäftsführer erinnert: „Das Dreh- und Fräsmaschinenportfolio von Emco hatte damals technologisch bereits eine Bandbreite, die mir in Kombination mit der seriösen und kompetenten Beratung das Gefühl vermittelte, auf absehbare Zeit wachsenden Anforderungen begegnen zu können. Das heutige Spektrum an Emco-Maschinen in unseren Werkhallen belegt das über die Nutzungsdauer gewachsene Vertrauen. Wir haben gemeinsam mit dem Emco-Verkauf jeweils aufgabenspezifisch optimale Maschinen gefunden, die sich als robust und werthaltig erwiesen haben. Beginnend mit unserer ersten Maschine aus dem Jahr 2011, einer ‘Maxxturn 95’, sind alle bis heute produktiv. Hinzu kommt eine hohe Betreuungsqualität. Schulungen, technischer Support und Anwendungsberatung sind mitgewachsen und entsprechen bis hin zum Teleservice den modernsten Methoden. Technologisch gipfelt die Zusammenarbeit in unserer jüngsten Investition, ein 5-Achs-Fräsdrehzentrum ‘Umill 1800’. Dieses eröffnet uns im Sinne einer flexiblen Komplettbearbeitung nicht nur viele Optionen in puncto Bauteilgröße, sondern auch hinsichtlich Produktivität und Qualität. Wir arbeiten seit September 2021 mit dieser Maschine und profitieren davon, dass es Emco gelungen ist, seine langjährigen Erfahrungen aus den beiden Welten ‘Drehen’ und ‘Fräsen’ synergetisch in einer Maschine zu vereinen.“

Acht unterschiedliche Emco-Maschinen repräsentieren die über zehnjährige Partnerschaft und die sich in dieser Zeitspanne ändernden Anforderungen seitens Schwarz. Auf der robusten ‘Maxxturn 95’ werden bis heute von der Stange und im Futter Wellen, Lagerschilde und Gehäuse bearbeitet. Die ‘Hyperturn 65 Duo’ mit zwei Futtern ist eine reine Wellenmaschine, die unter anderem auch eine beidseitige, stirnseitige Bearbeitung zugeführter Sägeabschnitte zwischen Spitzen ermöglicht, etwa für das Einbringen von Kardan-Schnittstellen. Eine ‘Hyperturn 95’ mit einem Fräskopf für leistungsfähigeres Fräsen und einem entsprechenden Werkzeugvorrat sowie eine kleine ‘Emcoturn E 45’ runden die horizontalen Drehmaschinen ab. Um daneben auch mittlere Serien fertigen zu können, etwa im Bereich Windkraft, betreibt Schwarz eine Vertikal-Pick-up-Drehmaschine ‘VT 400’ für die Variantenfertigung von Lagerschilden. Für Fräsarbeiten hat man sich eine ‘Maxxmill 500’ sowie eine ‘Emcomill 750’ beschafft.

Während beim Drehen Siemens als Steuerungshersteller dominiert, kommt bei den BAZ und beim zuletzt gekauften Fräsdrehzentrum Umill 1800 Heidenhain zum Einsatz. Tobias Schwarz, Sohn des Unternehmensgründers und seit September 2017 als Assistent der Geschäftsführung im Unternehmen aktiv, erklärt die Strategie wie folgt: „Wir programmieren ausschließlich an der Maschine. Dass sich die Mitarbeiter dabei über Jahre einseitige Stärken beim Drehen oder Fräsen aufgebaut haben, ist kein Nachteil für uns. Im Gegenteil: Bei unseren täglich wechselnden und speziellen Aufgabenstellungen setzen wir auf einen regen Austausch zwischen den Kollegen in der Fertigung untereinander sowie auch mit den Konstrukteuren. Das erfolgt in einer gemeinsamen Schicht auf sehr effektive Weise. Beim Kauf der kombinierten Fräsdrehmaschine Umill 1800 haben wir Mitarbeiter aus beiden Disziplinen intensiv durch Emco schulen lassen. Heute können sie sich gegenseitig unterstützen.“

Anwendungstechnik, Schulungen  und Teleservice

Dass die Umill 1800 (Technische Daten siehe Infokasten) die perfekte Lösung für das gestiegene Anforderungsprofil von Schwarz sein kann, davon war auch Michael Lutz, Product Sales Manager bei Emco Deutschland in Wendlingen und „spezialisiert auf alles was groß und komplex ist“, von Beginn der Beratung an überzeugt: „Bei Schwarz entstand der Grundimpuls im Zusammenhang mit großen wassergekühlten Gehäusen eines Elektromotors mit 270 kW Dauerleistung und 4000 Nm Drehmoment, der als Hauptantrieb eines 26-t-Lkw dient. Das Einbringen des Innendurchmessers inklusive des Passungssitzes für das Einschrumpfen des Eisenpakets, das Fräsen der Übergänge zu den Kühlbohrungen, das Anbringen sämtlicher Befestigungsbohrungen und -gewinde und die seitliche Außenbearbeitung wurden zuvor in vier plus sechs Spannungen auf zwei Maschinen erledigt. Heute geht das hocheffizient in zwei Aufspannungen auf der Umill 1800. Daneben eignet sich die modular konzipierte Fräsdrehmaschine mit ihrem Torque-Drehtisch und dem optimal für Schwarz ausgewählten Emco-Fräskopf auch für das Abarbeiten mehrerer aufgespannter Bauteile nacheinander. Wesentlich für den erzielten Erfolg waren die Schulungen der Mitarbeiter, denn man muss die Teile anders denken und auch die Achskoordination ist zumindest anfänglich anspruchsvoller.“

Für Tobias Schwarz reihen sich die erfolgreichen Schulungen ein in ein umfangreiches Service-Gesamtpaket aus dem Hause Emco: „Wir können jederzeit auf das Anwendungs-Know-how von Emco zurückgreifen, was wir bei verzwickten Themen gerne in Anspruch nehmen, um unsere Prozesse zu optimieren. Inzwischen nutzen wir zunehmend auch den Teleservice und in seltenen Fällen auch die schnelle Vor-Ort-Hilfe des dezentral angesiedelten Servicenetzwerks. Die ‘Heidenhain TNC 640’ mit dem großen Monitor hat sich für uns als sehr übersichtlich bei der Werkstattprogrammierung erwiesen. Auch haben wir uns ein browserbasiertes Wiki-System aufgebaut, in dem wir alle Tipps und Tricks rund um einzelne Bauteile für die Bediener sammeln.“

Firmenchef Markus Schwarz sieht einen weiteren wichtigen Vorteil im Partner Emco: „Die Unternehmensphilosophie ähnelt der unsrigen sehr. Auch Emco setzt auf eine hohe Eigenfertigungstiefe, um schnell auf individuelle Kundenanforderungen reagieren zu können. Das spüren wir bei jedem gemeinsamen Projekt und auch beim Thema Ersatzteile, die wir in kürzestmöglicher Zeit verfügbar haben.“ Für die nächsten Aufgabenstellungen ist man also bestens gewappnet.

Blick in den Arbeitsraum des 5-Achs-Fräsdrehzentrums ‘Umill 1800’ von Emco bei Schwarz Elektromotoren: Auf dem mit bis zu 250 min-1 rotierenden NC-Dreh-Rundtisch können Bauteile – hier das aktuell größte Elektromotorengehäuse von Schwarz – wie auf einer Karusselldrehmaschine auch drehend bearbeitet werden 

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Partnerschaftliche Problemlöser unter sich (von links): Product Sales Manager Michael Lutz von Emco sowie Tobias Schwarz, Firmenchef Markus Schwarz und der maschinenführende Fräsexperte Manuel Hacker von Schwarz Elektromotoren sind mit dem Projekt ‘Umill 1800’ sehr zufrieden

Emco-Straße: In über zehn Jahren Kooperation konnte Emco das wachsende Anforderungsniveau des Rehauer Elektromotorenbauers Schwarz in Form von acht verschiedenen Dreh-, Fräs- und zuletzt mit einem Fräsdrehzentrum erfüllen

Gab den entscheidenden Anstoß: diese allseitig innen und außen zu bearbeitende Gehäuse für Lkw-Elektromotoren aus Aluminium-Sandguss brachten Schwarz zur kombinierten Fräsdrehbearbeitung auf der Umill 1800 von Emco; statt zuvor in zehn sind es nun nur noch zwei Aufspannungen vom Rohteil (links) zum Fertigteil (rechts)

Die stirnseitig kundenindividuell gestaltete Kardan-Schnittstelle dieses Läufers ist bei Schwarz auf einer ‘Hyperturn 95’ von Emco erzeugt worden

Der Einstieg in die langjährige Zusammenarbeit zwischen Schwarz und Emco erfolgte vor über zehn Jahren mit dieser ‘Maxxturn 95’; der gute Service und die lange Werthaltigkeit der Maschine, die bis heute gut ausgelastet ist, haben Schwarz zum mehrfachen Wiederholkäufer immer anderer Maschinentypen von Emco werden lassen

Hauptartikel

Fräsdrehzentrum Umill 1800 von Emco flexibilisiert die Eigenfertigung von Großteilen bei Schwarz Elektromotoren

<a href="https://www.schwarz-elektromotoren.de" target="_blank">www.schwarz-elektromotoren.de</a>

<a href="https://www.emco-world.com" target="_blank">www.emco-world.com</a>

Das 5-Achs-Fräsdrehzentrum ‘Umill 1800’ bei Schwarz

Verfahrwege X/Y/Z: 1800/2150/1250 mm Vorschubgeschwindigkeit: 60 m/min Schwenkbereich Fräskopf: ±180 ° Werkzeugaufnahme: HSK 100-T CNC-Steuerung: Heidenhain TNC 640 HSCI IKZ: 20 l/min bei 40 bar Universal-Fräskopf: 45/58 kW und 300/372 Nm (S1/S6) und 12 000 min-1 Werkzeug-Turmmagazin: 122 Werkzeuge NC-Rundtisch: Durchmesser 1800 mm, Zuladung bis 5 t im Drehbetrieb und bis 10 t im Fräsbetrieb, Torqueantrieb mit 4000 Nm und bis zu 250 min-1

Fräsdreh-Zentren

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Fräsmaschinen

Elektrische Antriebe

Antriebe

Komplettbearbeitung

Spanende Verfahren

5-Achs-Bearbeitungszentren

Bearbeitungszentren

Komplettbearbeitungsmaschinen

Damm, Helmut

Vertikal-Drehmaschinen (Pick-up)

Drehmaschinen

Vielzweck-Arbeitspferd für Anspruchsvolles im XL-Format

Nach acht Jahren positiver Erfahrungen mit einer robusten, präzisen und flexibel nutzbaren MTE-Bettfräsmaschine hat sich die Geilenberg Zerspanungstechnik in Nümbrecht, Spezialist für Bauteile bis 15 t Gewicht, 2019 für eine weitere Anlage dieses Herstellers entschieden.

Wer im Auftrag zerspant, benötigt einen flexiblen Maschinenpark, um einem wechselnden Teilespektrum begegnen zu können. So auch bei der Geilenberg Zerspanungstechnik GmbH & Co. KG in Nümbrecht. „Wir sind Lohnfertigungs-Dienstleister für eine ganze Reihe anspruchsvoller Kunden aus den Bereichen Maschinenbau, Abwassertechnologie, Verpackungsmaschinenherstellung und Luft- und Raumfahrt“, erläutert Dipl.-Wirt.-Ing. Dipl.-Ing. Bernd Geilenberg, Inhaber des Unternehmens. Zu den Kunden des nach ISO 9001:2015 zertifizierten Unternehmens gehört unter anderem auch ein bedeutender Zulieferer der Luft- und Raumfahrtindustrie.

Großen Wert legt das Unternehmen auf außergewöhnliche Flexibilität mit Blick auf Liefertermine: Es komme vor, dass ein Kunde am Montag anrufe und das Werkstück bereits am Mittwoch auf die Maschine gespannt werde. Voraussetzung hierfür sei natürlich ein entsprechend breites Maschinensortiment. Insgesamt verfüge man über vier großformatige 5-Achs-CNC-Fräsen mit Arbeitsraumabmessungen bis zu 4500 × 1500 × 1500 mm, eine weitere großformatige CNC-Fräse mit drei Achsen sowie zwei CNC-gesteuerte Horizontalbohrwerke mit Arbeitsräumen von bis zu 2000 × 1200 × 1100 mm.

Was die bereits erwähnte Flexibilität der Maschinen betrifft, so gelte diese nicht nur hinsichtlich der Abmessungen und der geometrischen Besonderheiten, sondern auch für die Werkstoffe: So müsse man in bunter Reihe Teile aus GG- oder GGG-Gusseisen sowie Stähle, Edelstähle, Aluminium- oder Titanlegierungen auf die Anlagen spannen.

Entwicklungspartnerschaft bietet Kunden-Mehrwert

„Als Pluspunkt können unsere Kunden auf partnerschaftliche Zusammenarbeit bei der Bauteilkonstruktion zählen“, ergänzt der Unternehmer. Dank seiner langjährigen Erfahrung mit Zerspanungsprozessen könne er die Konstrukteure der Kunden beraten, wie sich die gewünschte Geometrie so auslegen lasse, dass die Bearbeitung mit minimalen Kosten erfolgen kann. Dadurch lasse sich oft erstaunlich viel Geld einsparen. Ähnliches gelte auch für die Platzierung und Ausführung von Spannlaschen oder anderen Ansatzpunkten, die ein einfaches und sicheres Spannen der Teile für die Bearbeitungsgänge ermöglichen. Zusätzlich kümmere er sich um Entwurf und Realisierung der benötigten Spannvorrichtungen.

Ein weiterer Gesichtspunkt betreffe die Vermessung der Teile nach der Bearbeitung. Hier erarbeite er nach Rücksprache geeignete Messprotokolle, die sämtliche Anforderungen berücksichtigten. Abgerundet werde dieses Leistungspaket für die Kunden durch die sorgfältige Dokumentation aller Vorgänge von den NC-Programmen bis hin zu Spann- und Werkzeugablaufplänen. Dank dieses Rundum-Serviceangebots habe er viele Stammkunden, die ihm regelmäßig Wiederholteile zur Bearbeitung anvertrauten. Unter anderem werde er jährlich von einem Kunden aus dem Bereich der Luft- und Raumfahrt einer Lieferantenbewertung unterzogen und gehöre immer zu den A-Lieferanten.

Entscheidung für eine erste  MTE-Bettfräsmaschine

„Als wir im Jahr 2013 eine neue Fräsmaschine mit noch größerem Arbeitsraum benötigten, fiel erstmals die Entscheidung für eine Anlage des Herstellers MTE“, weiß Manfred Geilenberg, Vater des Inhabers. Von Beruf Hammerschmied, hatte er 1969 den Schritt in die Selbstständigkeit gewagt und in einer kleinen Werkstatt eine Metallbearbeitungsfirma gegründet. Seither wurde das Unternehmen dank zufriedener Kunden immer größer. In den Jahren 2009 und 2018 wurde jeweils eine neue Halle für zusätzliche Maschinen im wenige Kilometer entfernten Gewerbegebiet Alte Ziegelei bei Elsenroth errichtet.

Bei der Suche nach der neuen Anlage habe er sich anfänglich mit einer Entscheidung zugunsten von MTE schwergetan. Der Wettbewerb in diesem Segment ist zunehmend groß, wogegen der Ruf von MTE natürlich antreten musste. Insbesondere die mechanische Stabilität sowie die Robustheit respektive Langlebigkeit der Mechanik und des Kopfs wurden infrage gestellt. Ein Besuch bei MTE im nicht allzu weit entfernten Kunden- und Servicezentrum sei jedoch so überzeugend verlaufen, dass eine gerade verfügbare Vorführanlage der Bettfräsmaschine ‘BF 3200’ gekauft wurde. Das habe sich bis heute als Glücksgriff erwiesen.

Die Werkzeugmaschine sei von der Leistung und der Stabilität her absolut überzeugend. Beratung, Schulung sowie die Hotline-Unterstützung bei Fragen zur Programmierung oder bei kleineren Kinderkrankheiten seien schnell und äußerst kompetent erfolgt. Den Service habe man in den seither mittlerweile acht Jahren kaum jemals anfordern müssen.

Die zweite MTE-Anlage kam  weitgehend individualisiert

„Im Jahr 2019 entschieden wir uns dann erneut für eine MTE-Fräsmaschine, die im Oktober 2020 installiert wurde“, sagt Bernd Geilenberg. Diesmal war es eine lineargeführte Bettfräsmaschine ‘KT 4700’ mit einer Heidenhain-Steuerung ‘TNC 640’ und einem 4200 mm langen Aufspanntisch mit seitlich integriertem Drehtisch von 1400 × 1600 mm. Die Belastbarkeit des Drehtisches liegt bei 8 t, für beide Spannbereiche zusammen sind es 13 t. Die Anlage verfügt über einen Hauptspindelmotor mit 40 kW und einem Drehmoment von 1940 Nm. Der stufenlose Diagonalfräskopf für eine echte 5-Seiten-Bearbeitung mit gewünschter MAS-BT-50-Aufnahme erreicht eine Spindeldrehzahl von 6000 min-1.

Hervorzuheben ist die umfassende Erfüllung von Sonderwünschen bezüglich Aufspanntischlänge und Verfahrweg in der X-Achse. Letzterer beträgt bei dieser Maschine 4500 mm. Dies ermöglicht es, den seitlichen Drehtisch um 500 mm zu überfahren. So können auch größere Werkstücke bis 2300 mm Länge auf Umschlag bearbeitet werden. Auch wurden die Abstände der Spindel zum Aufspanntisch so angepasst, dass bei der Bearbeitung mit kurzen Werkzeugen horizontal noch hinter das Werkstück gefahren werden kann und in vertikaler Spindelstellung die gesamte Tischbreite von 1400 mm überfahren wird. Ermöglicht wird das durch den hohen Querverfahrweg (Y) im Frässchieber von 1500 mm. In der Vertikalachse (Z) werden 1500 mm Verfahrweg erreicht.

Weiterhin wurden die T-Nuten der Tische auf das vom Kunden gewünschte Maß angepasst und die Vorderseite des festen Aufspannbereichs sowie des Drehtisches zusätzlich mit Gewindesacklöchern für die Befestigung zusätzlicher Spannmittel versehen. Ergänzt wird die Sonderausstattung durch einen zusätzlichen Regler für einen kleinen aufgesetzten Rundtisch, für den eine Anschlussbox sowie die erforderlichen Anpassungen der Steuerung installiert wurden, sowie durch eine zusätzliche, manuell betätigbare Hydraulik für Aufspannvorrichtungen.

Die Maschine verfügt zudem über eine Vollumhausung mit zwei Absauganlagen, zwei Späneförderer entlang der X-Achse, einen Kettenwechsler mit 40 Plätzen sowie eine Schiebetür auf der Rückseite. Durch diese Tür kann die Bedienkonsole der Steuerung auf die Rückseite der Maschine geschwenkt werden, so dass auch eine Horizontalbearbeitung großer Werkstücke unter visueller Kontrolle möglich ist.

„Gerade beim zweiten Auftrag hat sich für uns gezeigt, welchen Vorteil es hat, wenn der Anlagenhersteller in Deutschland sitzt“, verrät der Inhaber. Die vielen Anpassungen und Sonderausrüstungen hätte man von einer Vertretung eines ausländischen Herstellers nur schwerlich in diesem Umfang und für einen vergleichbaren Preis bekommen können. Auch die zweite Anlage habe sich in dem Jahr seit ihrer Inbetriebnahme als äußerst zuverlässig und langlebig erwiesen.

Auch Beratung, Hotline und Service erfolgten wegen der kurzen Wege und des sprachlichen sowie kulturellen Gleichklangs viel schneller und effizienter als bei Zwischenschaltung einer Handelsniederlassung eines ausländischen Lieferanten. „Es ist schon ein wesentlicher Unterschied, ob im Fall des Falles Ersatzteile und Personal über eine Fahrentfernung von etwa einer Autostunde oder über diverse Grenzen hinweg bewegt werden müssen. Das wurde uns gerade in den letzten anderthalb Corona-Jahren deutlich vor Augen geführt“, bekräftigt Bernd Geilenberg.

Gesamtansicht der lineargeführten MTE-Bettfräsmaschine ‘KT 4700’ mit geöffneter Volleinhausung bei Geilenberg

Gutes Einvernehmen: MTE-Vertriebsleiter Michael Schäfer, Dipl.-Wirt.-Ing. Dipl.-Ing. Bernd Geilenberg und Firmengründer Manfred Geilenberg (von links)

Bearbeitung eines geometrisch anspruchsvollen Werkstücks aus Aluminium. Die Gesamtbelastbarkeit beider Tische, fester Spannbereich und Drehtisch, liegt bei 13 t

Die Bedienkonsole lässt sich bei geöffneter Einhausung durch eine kleine Schiebetür komplett zur Rückseite herüberschwenken. Das ermöglicht eine visuelle Kontrolle der Bearbeitung auch von der Maschinenrückseite her

Zuverlässiger Dauerläufer: Die 2013 bei der Firma Geilenberg installierte MTE-Bettfräse ‘BF 3200’ läuft seit acht Jahren ohne Probleme

Geilenberg-Mitarbeiter Peter Hirschfeld an der Steuerung ‘seiner’ MTE-Bettfräse 

Flexible Bettfräsmaschine KT 4700 von MTE erweist sich bei Geilenberg Zerspanungstechnik als universell in der Großteilebearbeitung

Geilenberg Zerspanungstechnik  GmbH & Co. KG

Klaus Vollrath leitet das Redaktionsbüro Klaus Vollrath im schweizerischen Aarwangen

<a href="mailto:kvollrath@bluewin.ch">kvollrath@bluewin.ch</a>

Schwerzerspanung

Großteilebearbeitung

5-Achs-Bearbeitungszentren in der Lohnfertigung

Vermeulen Metaal zeigt, wie der erfolgreiche Einstieg in die spanende Lohnfertigung gelingt. Innerhalb von vier Jahren investierte der niederländische Experte für die Blechbearbeitung in drei 5-Achs-Bearbeitungszentren von Hermle – eine davon war eigentlich noch nicht geplant.

Vermeulen Metaal zeigt, wie der erfolgreiche Einstieg in die spanende Lohnfertigung gelingt. Innerhalb von vier Jahren investierte der niederländische Experte für die Blechbearbeitung in drei 5-Achs-Bearbeitungszentren von Hermle – eine davon war eigentlich noch nicht geplant

Nicht immer gehört die Zerspanung zu den Kompetenzen eines Metallunternehmens. Das trifft anfänglich auch auf die Vermeulen Metaal B.V. im niederländischen Nederweert zu. Dort hatte man sich unter der Leitung von Geschäftsführer Peter Vermeulen ab 2008 einen Namen als Dienstleiter für Konstruktion, Blechbearbeitung, Schweißen und Montage erarbeitet.

Den Schritt in die Zerspanung hatte Vermeulen eigentlich nicht geplant – bis 2016 das Unternehmen Insolvenz anmeldete, bei dem er bislang Frästeile fertigen ließ. „Wir standen dadurch gleich vor zwei Problemen: Zum einen fehlte uns plötzlich ein Lohnfertiger für die Zerspanung. Zum anderen kamen wir aufgrund des Insolvenzverfahrens nicht mehr an die Aufträge ran, die noch in Bearbeitung waren“, erinnert sich Peter Vermeulen.

Aus dieser Art der Abhängigkeit wollte er raus und so entschied er sich, selbst in die Zerspanung einzusteigen – und übernahm die insolvente Firma. Damit hatte er die Tür zum entsprechenden Markt zwar geöffnet, für den erfolgreichen Eintritt war der vorhandene Maschinenpark jedoch zu veraltet. „Wenn ich in der Zerspanungstechnik Fuß fassen will, brauche ich die 5-Achs-Technologie“, war sich Vermeulen sicher. „Zudem wollte ich eine perfekte Lösung für den Start, schließlich stand unser gute Name auf dem Spiel.

“Neben den zuverlässigen Anlagen und dem schnellen Service war es auch der Wunsch der räumlichen Nähe, den Hermle als Lieferant erfüllte. 2017 orderte er eine ‘C 42 U’ mit ‘HS flex’- Automation und einem großen Werkzeugmagazin. „Ein eher ungewöhnlicher Einstieg“, kommentiert Geert Cox, Geschäftsführer der Hermle Nederland B.V. „Normalerweise fällt die Erstinvestition einige Nummern kleiner aus. Aber Peter hatte eine bestimmte Vision, die er nur so umsetzen konnte.“

Dass sowohl Geert Cox als auch Peter Vermeulen alles richtig gemacht haben, belegen zwei weitere Hermle-Maschinen, die 2020 in Betrieb gegangen sind: Die Planung für eine ‘C 400 U mit Roboterautomation stand schon länger, gleichzeitig bestellte Vermeulen nahezu spontan eine ‘C 650 U’. „Irgendwann wollten wir sowieso eine 5-Achs-Maschine für besonders große Werkstücke kaufen. Ein neuer Kundenauftrag sorgte dafür, dass wir sie deutlich früher orderten als gedacht“, erzählt Vermeulen, der mit der Entgegennahme des Auftrags unter Druck stand, denn er musste schnell mit der Bearbeitung starten. Doch er hatte Glück: Das Rohmaterial ließ auf sich warten, während Hermle die C 650 innerhalb von sechs Wochen in die Niederlande lieferte, aufstellte und in Betrieb nahm.

„Noch bevor der Hermle-Monteur seine Sachen gepackt hatte, war das erste Teil in der Bearbeitung“, erinnert sich Vermeulen an den Moment Anfang Oktober 2020. Innerhalb von zwei Monaten hatte die Stand-alone-Maschine bereits 1600 Spindelstunden. „Eine Automation kam hier für uns erstmals nicht infrage. Die Maschine allein war ja schon eine ungeplante Investition und aufgrund der Größe sind die Bearbeitungszeiten deutlich länger als bei den kleineren Fräszentren. Ein wenig bedauert es Vermeulen: „Nachdem ich jetzt sehe, wie ausgelastet auch das große Fräszentrum ist, würde ich das nächste Mal auf jeden Fall eine Automation dazu bestellen.“

Die C 400 U steht seit Dezember 2020, das Robotersystem ‘RS 1’ kam im Februar 2021 dazu. „Für unsere Serienteile ist die C 400 U eigentlich überdimensioniert. Wir gingen aber von vorneherein davon aus, dass wir auch größere Werkstücke oder Paletten darauf fertigen werden“, erklärt Vermeulen. Und diese Annahme war richtig: Heute nutzt Vermeulen Metaal die Verfahrwege von 850 × 700 × 500 mm voll aus.

Während die C 42 U mit dem flexiblen Handlingsystem HS flex automatisiert Paletten ein- und ausschleust, entschied sich Vermeulen bei der C 400 U für das Robotersystem RS 1 – aufgrund des Teilehandlings, wie Vermeulen erklärt: „Das HS-flex-System ist insofern flexibler, als es Paletten handhabt und damit die Teilemaße und -geometrie nicht ausschlaggebend sind. Für die Serienfertigung ist der Roboter dagegen unschlagbar, da wir viele Gleichteile in kurzer Zeit bearbeiten können.“ So kann der niederländische Lohnfertiger einen 2000-Teile-Auftrag, der über ein bis zwei Jahre in Chargen abgerufen wird, auch in Geisterschichten bearbeiten lassen.

Peter Vermeulen gefällt die Perfektion der bearbeiteten Oberflächen und das einheitliche Bedienkonzept der Hermle-Anlagen. Seine Mitarbeiter kann er nun flexibel dort einsetzen, wo sie gerade gebraucht werden – je nachdem, welche Maschine gerade be- und entladen oder vorbereitet werden muss. Sollte einmal ein Mitarbeiter wegen Krankheit oder Urlaub ausfallen, muss er keinen Maschinenstillstand befürchten.

Die 5-Achs-Technologie begeistert jedoch nicht nur intern. Es kamen auch neue Kunden zu Vermeulen: „Wir können größere und komplexere Teile fertigen und mehr Serien einplanen. Neben unseren Bestandskunden aus der lebensmittelverarbeitenden Industrie sowie der Prozess- und Trinkwasserversorgung, bedienen wir nun auch Unternehmen beispielsweise aus der Halbleiterindustrie und Medizintechnik.“ Da habe der gute Ruf von Hermle geholfen, in bestimmte Märkte einzusteigen.

So vielseitig wie seine Auftraggeber sind auch die Werkstoffe, die Vermeulen Metaal auf den drei 5-Achs-Fräszentren bearbeitet. Meistens sind es jedoch Aluminiumwerkstoffe und Edelstähle, manchmal auch Titan. Die einzelnen Werkstücke werden dann für wenige Minuten oder bis zu sechs Stunden zerspant – auch über Nacht und am Wochenende. „Die Auslastung steigt von Monat zu Monat. Aktuell liegen wir bei 60 bis 65 Prozent“, ergänzt Vermeulen.

Aus den ersten Schritten vor vier Jahren ist längst ein Dauerlauf geworden. „Anfangs kamen wir auf rund 800 Frässtunden pro Monat. Jetzt liegen wir bei 3500 oder mehr“, sagt Vermeulen. Entsprechend stark ist auch die Zerspanungsabteilung gewachsen:  Elf der 22 Mitarbeiter sind hier beschäftigt und erwirtschaften 50 Prozent des Gesamtumsatzes. „Heute können wir dank der Zerspanung komplette Maschinen bauen und unseren Kunden einen umfassenderen Service anbieten – von der Konstruktion bis zur fertigen Maschine“, sagt Vermeulen und erklärt damit seine Vision. Jetzt gelte es, die vorhandene Kapazität voll auszuschöpfen. „Das werden wir in etwa einem halben bis zu einem Jahr erreicht haben“, prognostiziert er.

Haben gemeinsam erfolgreiche Projekte gemeistert: Geert Cox, Geschäftsführer der Hermle Nederland B.V., Martijn van Eck, Fräser, Johan Maessen, Betriebsleiter, und Peter Vermeulen, Geschäftsführer, allesamt tätig bei der Vermeulen Metaal B.V. (von links)

Blick in die Fertigung bei Vermeuelen Metaal: links im Bild steht die C 650, dahinter die C 42 U mit HS-flex-Automation, die für Vermeulens erfolgreichen Start in die spanende Lohnfertigung sorgte. Im Hintergrund rechts arbeitet die neue C 400 U

Das Robotersystem ‘RS 1’ versorgt die Hermle C 400 U kontinuierlich mit zu bearbeitenden Teilen – Tag und Nacht

Die Software von Soflex vereinfacht die Bedienung – sowohl der 5-Achs-Maschinen, als auch der adaptierten Automation

Die C 400 U ist durch das Robotersystem ‘RS 1’  automatisiert – perfekt für das Teilehandling bei der Bearbeitung von Serien

Ein kleiner Auszug aus dem vielfältigen Teilespektrum belegt die Kompetenz von Vermeulen Metaal: 2,5 Stunden fräste die C 400 U an dem Aluminiumbauteil für die Halbleiterindustrie (oben links); ein Titan-Bauteil für den allgemeinen Maschinenbau, ebenfalls bearbeitet auf der C 400  (oben rechts); bis zu sechs Stunden arbeitet die C 650 U an diesem Paneel, das ein Bedienpult in einem Theater abdeckt (unten links); in einer Stunde gefertigt ist diese Komponente aus nichtrostendem Stahl RSV (unten rechts)

Links die C 650 für große und schwere Bauteile und daneben die C 42 U mit dem  Handlingsystem ‘HS flex’

Automatisierte Hermle-Bearbeitungszentren C 400 U, C 650 U und C 42 U bei Vermeulen Metaal im Einsatz

<a href="https://www.vermeulenmetaal.nl" target="_blank">www.vermeulenmetaal.nl</a>

<a href="https://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>

5-Achs-Simultanbearbeitung

Fertigungsautomation

Seit über 25 Jahren arbeiten Veisto Oy und Burkhardt+Weber schon Hand in Hand.  25 Jahre in denen sich einiges technisch verändert und weiterentwickelt hat – was geblieben ist, ist die gute Partnerschaft der beiden Unternehmen, ein ‘perfect match’ eben.

Fast schon heimisch fühlt sich Michael Wiedmaier, Head of Competence Center Sales von Burkhardt+Weber (BW) in Finnland, wenn er nach Mäntyharju reist. Kein Wunder, ist es doch schon seine x-te Reise in den hohen Norden zum Kunden Veisto, den er seit 2003 betreut. Die Reisen erfolgen immer mit tatkräftiger Unterstützung des eingefleischten BW-Vertreters für Finnland, Tapani Laaksonen. Von Anfang an ein erfolgreiches Team.

Veisto hat die Corona-Zeit gut überstanden, ist doch die Nachfrage während der Pandemie nach Holzbearbeitungsmaschinen sogar gestiegen, so Markku Rautio, CEO und Managing Director bei Veisto. Zudem hat Veisto die Zeit genutzt, den Fertigungsstandort im beschaulichen Mäntyharju weiter auszubauen. Zwischenzeitlich kommt man auf eine Fertigungs- und Montagefläche von 15 000 m2 um die große Nachfrage bedienen zu können.

Die Anlagen von Veisto Oy, welche unter der Marke ‘HewSaw’ am Markt zu finden sind, werden sowohl in den heimischen Markt als auch nach Australien, Russland, USA, Kanada und in sämtliche europäische Länder geliefert. „Dazu haben auch die modernen, hochpräzisen Bearbeitungszentren von BW ihren Teil beigetragen“, mutmaßt Michael Wiedmaier.

Diesmal hat er zwei kleine Maschinen der ‘MCC’-Baureihe im Gepäck. Damit komplettiert Veisto nun die Bandbreite an Bearbeitungszentren von BW. Der gestiegene Bedarf an kleinen Maschinen begründet Markku Rautio in der steigenden Eigenfertigungstiefe, „denn mit dieser sind wir noch mehr in der Lage, die Qualität unserer Produkte in Richtung Perfektion zu treiben und sind weniger abhängig von Zulieferkomponenten.“

Kernkomponenten werden in einer Spannung komplettbearbeitet

Auf den beiden ‘MCC 800A’ werden in Zukunft diverse Komponenten wie etwa die typischen Fräsköpfe aus hochfestem, geschmiedetem Stahl bearbeitet. Die fünfachsige Ausführung ist elementar, da unterschiedlichste Komponenten für die Holzbearbeitungsmaschinen in weniger Aufspannungen komplett fertigbearbeitet werden können.

Inzwischen hat sich Veisto die gesamte BW-Produktbandbreite zugelegt. Angefangen hat alles mit einer Maschine aus der legendären ‘MC 80’- Baureihe in 1995, welche heute noch im Einsatz ist. Zwischenzeitlich ist der BW-Maschinenpark bei Veisto auf acht BAZ angewachsen, darunter eine ‘MCX 1400’ mit erweiterter Automation und integrierter 5-Achs-Fähigkeit mittels aufgesetzter C-Achse.

Der Managing Director von Veisto ist stolz darauf, in Finnland die kleinste und größte BW-Maschine sein Eigen zu nennen. Als BW in 2017 die neue MCC-Baureihe auf der EMO in Hannover präsentierte, war Markku Rautio mit einer der ersten, der sich die Nachfolgemaschine der MC 80 beschafft hat. Für die zuletzt in Betrieb genommenen ‘MCT 800’ und ‘MCX 900HVC’ wurde eigens eine weitere Halle gebaut. Entsprechend ist das gesamte Set-up in einem perfekten Zustand.

Lange Betriebslaufzeiten werden bei den Maschinen vorausgesetzt und sind ein Kriterium, warum sich Veisto immer wieder für den schwäbischen Maschinenbauexperten aus Reutlingen entscheidet, so Markku Rautio. Daneben sind aber auch Kriterien wie hohe Leistungsdichte, flexible Erweiterungsmöglichkeiten und die Innovationsfreudigkeit der Schwaben wichtige Argumente bei der Maschinenauswahl. „Nicht zuletzt setzt der kompetente BW-Service das i-Tüpfelchen, welcher schnell, direkt und proaktiv agiert, sollte doch einmal Hilfe benötigt werden”, ergänzt Fertigungsleiter Jari Hirvonen.

Auch Möglichkeiten zur Nachrüstung neuer Features werden genutzt, um den Maschinenpark up to date zu halten. Zudem vertraut Veisto seit Jahrzehnten auf den bewährten Herstellerservice und legt die regelmäßigen Wartungen vertrauensvoll in die Expertenhand der Reutlinger. „Wir schätzen BW als Partner, weil sie die Anforderungen an die Fertigungsanlagen aus Kundensicht wahrnehmen und auf unsere Bedürfnisse reagieren”, so Markku Rautio. „Zudem bringen die Technologen aus Reutlingen ihren Input mit ein, somit kommt das beste Know-how von uns als Anwender und von BW als Maschinenlieferant zusammen.“

Das Erfolgsrezept für die gute Zusammenarbeit liegt laut Wiedmaier in einer vergleichbaren Firmengröße und ähnlicher Philosophie: „Mit jeweils knapp 250 Mitarbeitern ähneln sich viele Abläufe. Auch erleichtern lange Betriebszugehörigkeiten in beiden Firmen die Kommunikation, denn man kennt sich.“

Doch nicht nur für BW hat Veisto lobende Worte übrig – auch mit den Romi-Maschinen, die vom Mutterkonzern von BW geliefert wurden, ist Veisto äußerst zufrieden. Zwischenzeitlich hat Veisto bereits das zweite 5-Achs-Vertikal-BAZ ‘DCM 620-5x’ von Romi in der Fertigung integriert. Diese wurde bereits mit einer Roboterautomation vervollständigt, um damit 24/7 hochlegierte Werkzeugschneiden für die Fräsköpfe herzustellen. Die beiden Romi-Maschinen haben Wiedmaier und Laaksonen gleich mitverkauft. Zwischenzeitlich ebnet man den Weg für die nächsten 25 Jahre. So lässt Markku Rautio bereits verlauten, dass die Grundsteine für weitere Fertigungshallen und damit weitere BW-Maschinen aktuell gelegt werden. Man freut sich gemeinsam auf die Fortführung der ‘Success-Story’.

Im finnischen Hersteller von Holzbearbeitungsmaschinen Veisto haben Burkhardt+Weber (BW) und die brasilianische BW-Mutter Romi einen treuen Abnehmer zahlreicher unterschiedlicher Maschinenmodelle gefunden: Hier die Multitasking-Bearbeitung der charakteristischen Veisto-Fräsköpfe auf einer ‘MCT 800’ von BW

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Neu(1)

Nach knapp 20 Jahren erfolgreicher Zusammenarbeit quasi schon freundschaftlich verbunden: Markku Rautio, CEO bei Veisto Oy (rechts), und Michael Wiedmaier, Head of Competence Center Sales bei BW

Großteile fertigt Veisto Oy komplett in einer Aufspannung mithilfe von Multitasking-Bearbeitungszentren MCC und MCX von Burkhardt+Weber

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Werkzeug-Services für die Luftfahrt-Zulieferindustrie

Die Aerospace-Branche agiert nach strengen Regeln, auch beim Spanen. Indem der Präzisionswerkzeug-Spezialist Mapal ihnen folgt, festigt er seine Marktposition stetig. Den Hydraulik-Zulieferer Yasa Poland in Mielec beliefert er mit maßgeschneiderten Werkzeuglösungen.

Pandemie, Lieferengpässe, strenge Umweltvorgaben − diverse Probleme haben die hochfliegenden Erwartungen der Luftfahrtindustrie, mit einer stetigen Steigerung des Passagier- und Frachtaufkommens mit zu wachsen, gedämpft. Doch die Chancen, die dieses Business bietet, sind unverkennbar. Dass sich die Hersteller, allen voran Airbus, so schnell von der coronabedingten Flaute erholt haben und erneut Bestell-Rekorde vermelden, lässt das Potenzial erahnen.

 Zu bewältigen ist die steigende Nachfrage nur mit Fertigungsprozessen, die ebenso zuverlässig wie wirtschaftlich sind. Spanende Verfahren spielen dabei eine zentrale Rolle. Sie wiederum erfüllen nur dann ihren Zweck, wenn für sie exzellente Werkzeugtechnik verfügbar ist. Deshalb ist ein fähiger Toolpartner für die Zulieferer der Branche eine Voraussetzung, um in diesem Markt erfolgreich zu sein.

Zulieferung für Aerospace erfordert besonderes Zerspan-Know-how

„Als Hydraulikspezialist zerspanen wir für einen Zulieferbetrieb der Luftfahrtindustrie relativ viel und legen allein deshalb großen Wert auf die Qualität der dafür nötigen Werkzeuge“, erklärt Markus Müller. Müller ist Geschäftsführer von Yasa Poland, ansässig im südostpolnischen Mielec. 2014 gegründet, hat sich das inzwischen 85 Mitarbeiter starke Unternehmen mit seinen Hydraulikkomponenten über die Jahre einen hervorragenden Ruf in der Aerospace-Branche erworben. „Wir fertigen hauptsächlich Ventilblöcke, aber auch Kolben, Ventilschieber, Hülsenköpfe und Gehäuse“, so der Geschäftsführer. Abnehmer sind große Unterlieferanten praktisch aller großen Verkehrsflugzeugbauer, aber auch Hersteller von Helikoptern und Geschäftsflugzeugen.

Es war vor gut 17 Jahren, als Markus Müller für einen deutschen Hersteller von Industrie-Hydraulik nach einem geeigneten europäischen Standort für eine Niederlassung suchte und in der polnischen Region Vorkarpaten fündig wurde. „Wir sahen in dieser in puncto Zerspanung erfahrenen Gegend der EU das größte Potenzial für unsere Entwicklung, und diese Annahme hat sich als richtig erwiesen“, so Müller.

Schnell waren erste Kontakte geknüpft zu den dort ansässigen Unternehmen, und da diese sich in derart großer Anzahl der Zulieferung für die Luftfahrt verschrieben hatten, dass sich mit der Zeit für die Region der Begriff des ‘Aviation Valley‘ etablierte, wundert es nicht, dass bald ein Großauftrag eines Tier-1-Zulieferers dieser Branche einging. Hauptsächlich dieser Auftrag gab dann den Ausschlag für den endgültigen Entschluss von Markus Müller, sich mit einer eigenen Firma auf Aerospace-Teile zu konzentrieren.

Waren die Anforderungen aus der Industrie-Hydraulik an die Werkzeugtechnik schon hoch, erreichten diese nun ein nochmals höheres Level. Markus Müller: „Bei unserem Hauptprodukt, den Ventilblöcken, können es je Version mehrere tausend Merkmale sein, die vorgeschrieben sind und zerspantechnisch erzeugt werden müssen.“ Weil in Mielec Dutzende dieser Versionen zu fertigen sind, hat sich dort ein Bestand an Sonderwerkzeugen von rund 20 000 aufgebaut.

Um möglichst schnell über maximal passgenaue Werkzeuge zu verfügen, hat sich das Yasa-Team von Beginn an eigene Werkzeug-Fertigungskompetenz angeeignet, dazu die Expertise für das Programmieren. Doch Yasa ist kein Werkzeughersteller, und in einem Großteil der Fälle sind dann doch die Fähigkeiten eines Präzisionswerkzeug-Spezialisten gefragt. Was diesen betrifft, so vertraut Müller seit jeher auf Mapal. „Mir war Mapal schon vor unserer Gründung gut bekannt als Hersteller von Sonderwerkzeugen mit besonderem Qualitätsanspruch und hervorragendem Service“, erzählt Markus Müller. „So war es für mich klar, dass wir uns mit unseren komplexen Fertigungsaufgaben an diesen Anbieter wenden.“

Auch das erwies sich in der Konsequenz als richtig. Und regte zur Verstetigung an. „Immer dann, wenn PKD-Werkzeuge erforderlich sind, wenn die Teil eine bestimmte Größe überschreiten oder wenn schlicht unsere Kapazität nicht ausreicht, kommt bei uns Mapal ins Spiel“, bekennt der Geschäftsführer. „Und in diesen Fällen können wir uns voll und ganz darauf verlassen, dass von Mapal clevere Zerspanlösungen gefunden werden, mit denen wir alle gesetzten Zielmarken erreichen.“

Ventilblock mit 3000 Merkmalen erfordert 150 Sonderwerkzeuge

Ein charakteristisches Beispiel für die fast schon unwirklichen Restriktionen, die man an Yasa heranträgt, verdeutlicht die Fertigung von Ventilblöcken, die als Bestandteil von Hydraulik-Aktuatoren die sogenannten Ailerons an den Flugzeugflügeln bewegen, auch als Querruder bekannt. „Für dieses Bauteil sind rund 3000 Merkmale vorgegeben“, erläutert Markus Müller. „Um aus einem 40-kg-Aluminiumblock das später 3 kg wiegende Teil herauszuarbeiten, benötigen wir nicht weniger als 150 Zerspanungs-Sonderwerkzeuge.“

Dr. Piotr Tyczynski, Global Head  of Segment Management Aerospace & Composites bei Mapal und bewährter Ansprechpartner für Yasa, nennt einige der Herausforderungen: „Aileron-Ventilblöcke bestehen aus der Alu-Legierung Al 7075, die beim Spanen zu plastischer Verformung, Rückfederung und Wirrspanbildung neigt. Dennoch sind hier formgenaue, im Bereich von 0,02 mm eng tolerierte Bohrungen mit einer Rauheit von 0,4 μm einzubringen. Die Teile sind komplex geformt, dünnwandig und gespickt mit komplizierten, zum Teil sehr tiefen, kleinen, mehrstufigen, sich kreuzenden Bohrungen.“

Sämtliche hierfür nötigen Präzisionswerkzeuge werden von Mapal geliefert. Die Aalener schöpfen dafür aus einem reichen Fundus an verschiedenen Produkten: Hartmetall-Bohrer und -fräser, extrem genaue, komplex aufgebaute Werkzeuge mit gelöteten PKD-Schneiden zum Aufbohren, Reiben und Fräsen sowie Feinbohrwerkzeuge mit gelöteten Führungsleisten.

 „Die Vorteile von Werkzeugen mit gelöteten Schneiden sind ihre hohe Präzision − sie sind bis zu 0,003 mm toleriert −, die Möglichkeit, komplizierte Schneidenformen abzubilden, die das Profil des Teils widerspiegeln, sowie die Fähigkeit, viele Stufen auf einem Tool zu platzieren“, sagt Dr. Tyczynski. „Das ermöglicht die präzise Bearbeitung eines komplexen Lochs in einem Durchgang, eine hohe Wiederholbarkeit des Prozesses und eine Reduktion der Werkzeuganzahl. Zudem sorgt das Schneidenmaterial für eine hervorragende Verarbeitungsqualität und eine lange Standzeit. Des Weiteren haben Mapal-Werkzeuge ein spezielles Einstellsystem, das eine sehr genaue Justierung des Werkzeugs auf eine bestimmte Spindel in der Maschine ermöglicht und Fehler ausschließt.“

Wie Dr. Tyczynski weiter betont,  hat Mapal für tiefe, komplexe Bohrungen mit großen Unterbrechungen  und Querbohrungen mehrere clevere Lösungen parat. So ermöglichen am Grundkörper angelötete Führungsleisten eine stabile Führung des Werkzeugs in Bereichen, in denen die Schneide selbst punktuell nicht unterstützt wird.

 Mapal liefert aber nicht nur Werkzeuge für diesen Anwendungsfall nach Mielec, sondern auch für viele andere Fertigungsaufgaben, zum Beispiel für die Bearbeitung verschiedener Produkte für die Flugzeug-Programme B787, B777, B737 und A 340, hauptsächlich auch aus Alu-Legierung, aber auch aus Titanlegierungen oder aus dem Stahl 15-5 PH. Parallel zur Werkzeugauswahl entwickeln die Mapal-Spezialisten die konkrete Bearbeitungsstrategie; die Yasa-Spezialisten verifizieren diese dann und erarbeiten die CNC-Programme.

Auch das Toolmanagement ist ‘luftfahrtspezifisch‘ ausgelegt

Wenn Markus Müller die Leistungspalette von Mapal lobt, lässt er einen weiteren Aspekt nicht unerwähnt: das Toolmanagement-System. „Mapal hat uns hier eine Lösung präsentiert, mit der wir trotz der enormen Anzahl und Varianz an Werkzeugen den Überblick nicht verlieren“, so der Firmenchef. Verwaltung, Bestandskontrolle, Kostenabrechnung, Verschleißbericht, Identifizierung nicht rotierender Tools, Lagerkosten-Optimierung, Erkennen kostentragender Werkzeuge − das sind die wichtigsten Funktionen des Systems der Ausprägung Mapal/Yasa. „All das konzipiert für die speziellen Bedingungen einer komplexen Produktion für die Luftfahrtindustrie“, wie Müller betont.

Die Teams von Yasa und Mapal sehen den polnischen Zulieferer in puncto Werkzeuge einerseits in einer Position, bei der er fest auf dem Boden des Aerospace-Zuliefermarktes steht. Andererseits verwendet Markus Müller gern ein Bild aus seiner Branche: „Sollte sich der Aufwärtstrend im Flugzeugbau weiter verstärken, sind wir werkzeugtechnisch für jeglichen Höhenflug gerüstet.“

Auf dem obersten Level spanenden Fertigens bewegen sich jene Werkzeug-Hersteller, die der Luftfahrtbranche zuliefern − so wie Mapal. Zentral im Bild ein Hydraulikgehäuse und die allein zum Fertigen der rot markierten Bohrung nötigen Sonderwerkzeuge

Präzision trifft Komplexität, heißt die Herausforderung, wenn bei Yasa Poland in Mielec Hydraulikkomponenten für den Flugzeugbau gefertigt werden. Mapal liefert die Werkzeuge dafür

Ventilblock eines ‚Aileron‘-Aktuators (Mitte). Für seine Herstellung fertigt Mapal alle 150 Sonderwerkzeuge, darunter mehrstufige Aufbohrtools mit eingelöteten PKD-Schneiden

Das in Bild 1 gezeigte Hydraulikgehäuse in einer anderen Position mit einer anderen  rot gekennzeichneten Präzisionsbohrung. Für das Fertigen dieser Bohrung in dem Gehäuse, das später zu einer Ladedruckanzeige (Manifold) gehören wird, sind die rundherum angeordneten Tools nötig (in Uhrzeigerrichtung, links unten beginnend): ISO-Aufbohrwerkzeug (Spezialversion), HPR-(High-Performance-Reamer-)Reibahle (zweistufig, monolithisch mit aufgelöteter Schneide), VHM-Aufbohrwerkzeug und VHM-Bohrer

Eingespieltes Team: Markus Müller, Geschäftsführer von Yasa Poland (links), und Dr. Piotr Tyczynski, Global Head of Segment Management Aerospace & Composites bei Mapal

Sonderwerkzeuge von Mapal fertigen Hydraulikkomponenten für Aerospace

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Schneidstoffe für Präzisionswerkzeuge

Präzisionswerkzeuge

Fräswerkzeuge

Toolmanagement

Luft- und Raumfahrt

Fahrzeugbau

Pfeiffer, Frank

Bohrwerkzeuge

Reibwerkzeuge

Aerospace-Komponenten aus Inconel oder Titan müssen in Strahltriebwerken sehr hohen Belastungen standhalten. Für ihre komplexe Zerspanung kreierte Oerlikon Balzers eine Schicht: Balinit Tisaflex. In Tests am PTW der TU Darmstadt und bei Kunden überzeugte sie.

In Flugzeug-Strahltriebwerken werden zum Teil Temperaturen von über 1000 °C erreicht. In der Turbine, direkt hinter der Brennkammer, sind die mechanischen und thermischen Belastungen am größten. Dort drehen sich sogenannte Blisks (Blade Integrated Disks), monolithische Rotorscheiben mit integrierten Schaufeln. Sie machen die Triebwerke kompakter, leichter und verbrauchsärmer, müssen aber aus hochwarmfesten Werkstoffen gefertigt werden, um der enormen Beanspruchung zu widerstehen. Triebwerkscheiben auf der extrem heißen Turbinenseite bestehen in der Regel aus Nickelbasislegierungen, auf der etwas weniger erhitzten Verdichterseite sind sie meist aus Titan.

Neue Schicht musste sich bewähren beim Zerspanen von Inconel 718

Die spanende Bearbeitung dieser Komponenten ist eine hochkomplexe Aufgabe, die sich erst durch das optimale Zusammenspiel aus Werkzeuggeometrie, Schneidkantenpräparation, Hartmetall und Beschichtung meistern lässt.

 Blisks werden aus einem Stück gefräst. Um ihre neue Werkzeugbeschichtung ‘Balinit Tisaflex‘ bei dieser Zerspanung zu testen, entschieden sich die Beschichtungsexperten von Oerlikon Balzers für Inconel 718. Die hochwarmfeste Superlegierung ist einer der wenigen Werkstoffe, die korrosiven Heißgasumgebungen widerstehen und sich für die Herstellung von Blisks eignen.

Am Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der TU Darmstadt fanden dahingehend verschiedene Testreihen statt. Der Fräsprozess startete mit dem Einbringen von Kavitäten. Der Fräser führte dazu einen Vollnutschnitt durch, öffnete so eine Kavität und erweiterte sie anschließend. „Diesen mechanisch und thermisch anspruchsvollsten Bearbeitungsteil haben wir in unseren Analogieversuchen abgebildet, um Schneidstoffe und Beschichtungen auf den Prüfstand zu stellen und miteinander zu vergleichen“, erläutert Maximilian Wagner, wissenschaftlicher Mitarbeiter am PTW.

Verwendet wurden konische Vollhartmetall-Gesenkfräser. Den Schutz des Wolframcarbid-Kobalt-Substrats mit seinem hitzesensiblen Binder Kobalt übernahmen Beschichtungen mit hoher Oxidationsbeständigkeit und thermischer Stabilität. Zum einen war das die für diese Zwecke bewährte AlTiN-Schicht Balinit <a href="http://X.Ceed" target="_blank">X.Ceed</a>, zum anderen der neue Herausforderer, die Zweilagenschicht Balinit Tisaflex. Ihr AlTiN-Basislayer liefert einen hohen Grad an Duktilität; der TiSiXN-Decklayer wirkt Oxidation und Verschleiß entgegen. Die Schicht vermindert insbesondere Adhäsion, Rissbildung und Schneidkantenausbrüche.

Im Testfeld traten verschiedene Hartmetall-Werkzeuge mit jeweils unterschiedlichen Kobaltanteilen und Beschichtungen gegeneinander an. Eine werkstoffspezifische Kantenpräparation wurde bei allen Werkzeugen durchgeführt. Betrachtet wurden während der Versuche die Schnittkräfte und der Freiflächenverschleiß. Ausschlaggebend war letztlich, wieviele Kavitäten ein Werkzeug fertigen konnte, bis es wegen zu hohem Verschleiß nicht mehr in erforderlicher Weise zu gebrauchen war.

In einer ersten Testkonfiguration mit einem Hartmetallsubstrat mit einem Kobaltanteil von gut 7 Prozent streuten die Standzeiten stark und erbrachten keine signifikanten Ergebnisse im Vergleich, auch nicht durch Wiederholungen. Anders dagegen Versuche mit einer Hartmetall-Variante, die 10 Prozent Kobalt aufwies. Diese lieferte deutlich weniger Streuungen und per se die besten Einzelergebnisse über alle Konfigurationen hinweg. Die höchste Standzeit im gesamten Testfeld erzielte die Kombination mit Balinit Tisaflex, die um gut 14 Prozent besser abschnitt als das bisherige Benchmark-Produkt Balinit <a href="http://X.Ceed" target="_blank">X.Ceed</a>.