Wer ein Fahrzeug auf dem Gebrauchtmarkt erstehen will, kann neben einem Schnäppchen leider auch die eine oder andere Mogelpackung erwischen.

Wer ein Fahrzeug auf dem Gebrauchtmarkt erstehen will, kann neben einem Schnäppchen leider auch die eine oder andere Mogelpackung erwischen. Insofern lohnt sich vorab ein Blick auf die Wartungshistorie sowie den allgemeinen Pflegezustand des Wagens und eventuell ein Hintergrundcheck seines Vorbesitzers.  Bei Autovermietungen, die regelmäßig Teile ihres Fuhrparks veräußern wollen, ist noch einmal besondere Vorsicht angebracht: Denn gerade pfleglich werden die Leihwagen von ihren Kurzzeitbesitzern in der Regel nicht behandelt. Mit den Folgen des sorglosen Umgangs kann sich ja dann der nächste Kunde oder der Verleiher befassen.

Mieten statt kaufen ist heutzutage aus vielerlei Hinsicht auch eine Option in der Investitionsgüterbranche. Die Liquidität des Unternehmens wird geschont und einhergehend können für die Mietkosten dauerhaft, anstelle einer einmaligen Abschreibung, steuerliche Vorteile geltend gemacht werden. So weit, so gut. Die Nutzungsmodelle, die einige Werkzeugmaschinenhersteller aufgelegt haben, unterscheiden sich aber doch in wesentlichen Punkten von einer herkömmlichen Miete: Ob sich die Entgelte an pay-per-use, pay-per-part oder pay-per-hour orientieren − Grundvoraussetzung ist die Zustimmung zur Offenlegung der Nutzungsdaten der Maschine. Nur so ist bei einer Störung schnell geklärt, ob ein Garantiefall oder doch eher eine vermeidbare Fehlbedienung vorgelegen hat.

Die Suche nach dem Schuldigen wird zwar mit einem Versicherungspaket, das den Schadensfall regelt, entschärft, es verpflichtet aber im Gegenzug zu vollständiger Transparenz. Nach Ablauf der Nutzungsfrist geht die Maschine, wenn kein Abverkauf erfolgt, zurück an den Hersteller, der sie nach seiner Second-Life-Strategie dem Gebrauchtmarkt zuführt. Hier gilt nun das eingangs Gesagte: Neben der Wartungshistorie und den erbrachten Maschinenstunden werfen Sie auch unbedingt einen Blick auf die Herkunft. Im besten Fall lassen Sie sich einfach mal die Daten zeigen. Vorhanden sind sie ja – zum Glück.

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Editorial Ricchiuti

Instandhaltung, Wartung in der spanenden Fertigung

Instandhaltung

Ricchiuti, Martin

Auf einer verketteten Grob-Anlage fertigt Doppelmayr Kernkomponenten für Seilbahnen aus schwer zerspanbarem Material in Serie.

Vier Universal-BAZ, ein Speichersystem für 120 Paletten (800 × 800) und ein zentrales Werkzeugmagazin mit über 870 Werkzeugen. Auf einer verketteten Grob-Anlage fertigt Doppelmayr Kernkomponenten für Seilbahnen aus schwer zerspanbarem Material in Serie.

Den kleinen Ort Wolfurt bei Bregenz muss man nicht kennen. Dessen größten Arbeitgeber, den fast 130 Jahre alten Weltmarktführer für Seilbahntechnologie Doppelmayr, schon eher. Ein traditionelles Familienunternehmen, bei dem Werte wie Qualität, Zuverlässigkeit und Handschlag-Qualität sowie der Sicherheitsgedanke fest in der Firmenphilosophie verankert sind. Und das hat seine Gründe.

Als Seilbahn-Hersteller hat es Doppelmayr fast ausnahmslos mit sicherheitstechnischen Bauteilen zu tun, bei denen es sehr auf das Material ankommt, um die geforderte Sicherheit garantieren zu können – Bauteile aus hochvergütetem, geschmiedetem Stahl. „Es handelt sich um schwer zerspanbares Material“, so Nicolay Schnitzer, Doppelmayr-Abteilungsleiter ‘Mechanische Fertigung’, „an dessen Bearbeitung sich schon viele Werkzeugmaschinen-hersteller die Zähne ausgebissen haben.“

Um zwei Maschinen aus dem bestehenden Maschinenpark zu ersetzen und den steigenden Kapazitätsanforderungen gerecht zu werden, machte sich Projektleiter Nicolay Schnitzer auf die Suche nach einer verketteten Anlage. Im Prinzip waren mehrere Hersteller im Rennen, die das gleiche Bauteil bekamen, um in einem Konzept und einer Zeitstudie die beste Alternative zu ermitteln. „Und das, obwohl wir von unserer Einstellung und unserer Geschichte eher traditionell eingestellt sind“, wie uns Doppelmayr Produktionsbereichsleiter Karl-Heinz Zündel im Gespräch versichert, „und wir eigentlich keine neue Marke in der Fertigung einsetzen wollten.“

Und trotzdem stellten sich Grundsatzfragen wie, wer bietet was an, wer hat die richtige Spindel, wessen Maschine hat die richtige Dynamik oder wer bietet einen Palettenwechsler zum System an? Und das Ergebnis der Zeitstudie war eindeutig. Obwohl nahezu alle Anbieter die vorgegebene Bearbeitungszeit des Referenzbauteils, das man für die Entscheidung herangezogen hatte, unterbieten konnten, war die Universalmaschine ‘G750’ von Grob mit Abstand am dynamischsten. Mit ihr konnte die Bearbeitungszeit des Bauteils um 45 Prozent reduziert werden.

„Da wir schon eine Universalmaschine ‘G550 Generation 2’ im Einsatz hatten, waren wir von Beginn an von der Grob-Technologie überzeugt“, gibt Nicolay Schnitzer gern zu. Denn durch die Tischkinematik, in Verbindung mit der horizontalen Spindel, besteht die Möglichkeit, die Paletten nach der Bearbeitung durch ein einfaches Spül- und Schwenkprogramm so sauber zu bekommen, dass quasi keine Späne mehr auf der Vorrichtung, der Palette oder dem Werkstück zu finden sind. So kann eine Kühlmittelverschleppung auf das Minimum reduziert werden. Die dadurch eingesparten Reinigungsaufwände sind enorm. Das mag bei einer Palette keine Rolle spielen. Wenn aber nach einem Wochenende 80 fertige Paletten im System stehen und jede Palette auch nur zehn Minuten zum Reinigen in Anspruch nimmt, bis wieder ab- und aufgerüstet werden kann, dann sind das in Summe enorme Einsparungen.

Ein weiteres, für Doppelmayr sehr wichtiges Argument, war die Tatsache, dass die G750 den geringsten Platz aller angebotenen Maschinen beanspruchte. Denn zum einen besitzt die Maschine einen integrierten Kühlmitteltank, einen Späneförderer und einen Papierbandfilter, mit denen sich die Installationszeiten verkürzen lassen und die Aufstellfläche sehr kompakt gehalten werden kann. Zum anderen besteht die Möglichkeit, die Maschine direkt in den Arbeitsraum zu beladen. Das machte einen zusätzlichen Palettenwechsler an der Maschine überflüssig und bedeutet in der Konsequenz eine kleinere Aufstellfläche.

Durch das G-Modul-Konzept konnten bei Doppelmayr Mehrfach-Aufspannungen realisiert werden, die einen großen Schwenkbereich der Rundachse in einen negativen Bereich forderte. Dies war bei anderen Maschinen so nicht darstellbar gewesen. „Dieser Umstand eröffnet neue Möglichkeiten, die ein Um- und Weiterdenken bei den Aufspannmöglichkeiten und in der Vorrichtungsauslegung erfordern“, erinnert sich Schnitzer. Ein weiteres Doppelmayr-Argument für die G750 war die Tatsache, dass sie von oben beladen werden kann und damit trotz Automatisierung in der Lage ist, bei einem eventuellen Ausfall des Roboters als Stand-Alone-Maschine weiter betrieben zu werden.

In Summe lagen die spezifischen Vorteile der Grob-Universalmaschinen G750 auf der Hand. Sie überzeugten durch:

<ul><li>hohe Stabilität (wichtig, da es sich um schwer zerspanbares Material handelt),</li><li>dynamische Kinematik (und die damit verbundene Reduktion der Bearbeitungszeit des Referenzbauteils um über 40 Prozent),</li><li>wesentlich geringere Umrüst- und Umspannzeiten (durch eine enorme Reduktion von manuellem Reinigungsaufwand)</li><li>Möglichkeit der Direktbeladung ohne Palettenwechsler</li></ul>

Palettenspeicher und  zentrales Werkzeugmagazin

Auch bei Doppelmayr stehen in der Fertigung Fragen der Effizienzsteigerung und eine hohe Produktivität mittels Automation im Fokus. So bestand aufgrund der gegebenen baulichen Bedingungen eine entscheidende Anforderung seitens Doppelmayr: In einem externen Palettenspeicher mit bis zu 120 Paletten und einem zentralen Werkzeugmagazin Platz für etwa 870 Werkzeuge zu schaffen. Zwei Knackpunkte, die mit der G750 relativ einfach gelöst werden konnten, da sich die Grob-Maschine vor die Anlage stellen und ohne Palettenwechsler automatisieren lässt.

So konnte nicht nur das Geld für den Palettenwechsler gespart werden, sondern es blieb auch der gute Zugang zum Arbeitsraum unverändert bestehen, was beim Einfahren neuer Werkstücke besonders wichtig ist.

Beim Thema ‘zentrales Werkzeugmagazin’ ging es in erster Linie um die Frage der wirtschaftlichen Darstellung. So hat jede der vier Universalmaschinen G750 zwar einen Werkzeugwechsler mit 60 Plätzen, aber keinen zusätzlichen externen Werkzeugspeicher. „Ein weiterer Werkzeugspeicher mit 200 Werkzeugen an jeder Maschine wäre aus Platzgründen nicht möglich gewesen“, so Schnitzer. Hervorzuheben an diesem System ist demnach, die Kombination aus einem zentralem Werkzeugspeicher, der 870 Werkzeuge aufnehmen kann und einem Roboter zum Transport der Werkzeuge. Da darüber hinaus jede Maschine auch noch ein eigenes Werkzeugmagazin mit 60 Werkzeugen hat, kann in Summe auf rund 1110 Werkzeuge zugegriffen werden. Dabei befördert je nach Bedarf ein Portalsystem mit Roboter die Werkzeuge aus dem zentralen Speicher zu der relevanten Maschine.

Das Besondere an dieser Doppelmayr-Anlage ist die Tatsache, dass jedes Werkzeug auf jeder Maschine verwendet und jedes Werkstück auf jeder Maschine bearbeitet werden kann. Durch den bewussten Verzicht auf den Palettenwechsler an den Maschinen konnte das Layout wesentlich optimiert werden (im Vergleich bot Grob die kleinste Aufstellfläche) und das bei optimalem Zugang und bester Einsehbarkeit in den Arbeitsraum. Und der Clou: Die Grob-Maschinen sind ohne den Palettenwechsler rund einen Meter kürzer, was bei den relativ geringen Platzverhältnissen enorm hilfreich ist.

Abschließende zwei Statements beteiligter Verantwortlicher:

Karl-Heinz Zündel, Bereichsleitung Produktion und Logistik bei Doppelmayr: „Die dynamischen und gut konzipierten Maschinen sowie der zuverlässige Service von Grob haben uns überzeugt. Kühlmittel- und Späneverschleppung sind dank der Horizontalspindeln und den schwenkbaren Tischen in unserem verketteten System nicht der Rede wert. Die Verkettung mit dem Fastems-System gibt uns maximale Flexibilität. Letztendlich war dieses Konzept auch die platzsparendste Lösung, da jeder Quadratmeter sinnvoll genutzt werden soll.“

Dietmar Hagspiel, Grob-Vertrieb Westösterreich: „Mit den vier verketteten G750 konnte eine maximale Wirtschaftlichkeit durch die Reduzierung der Bearbeitungszeit um etwa 45 Prozent am Referenzbauteil erreicht werden. Auch die Anlagenbediener sind sicherlich sehr froh, dass die Bauteile und Spannvorrichtungen sauber aus dem System kommen. Das gesamte System mit seinen 120 Palettenplätzen und dem zentralen Werkzeugmagazin schafft für den Kunden maximale Flexibilität, da jedes Bauteil auf der nächsten freien Maschine bearbeitet werden kann. Sein perfektes Layout war dann noch ein sehr positiver Nebeneffekt!“

Die Doppelmayr  Seilbahnen GmbH in Wolfurt/Österreich mit weltweit über 3400 Mitarbeiter

Stelldichein vor der verketteten Grob-Anlage (von links): Nicolay Schnitzer (Projektleiter Doppelmayr), Dominik Sohler (Anwendungstechniker Doppelmayr), Dietmar Hagspiel (Vertretung für Grob in Österreich, Firma Alfleth GmbH) und Christoph Demmeler, Gebietsverkaufsleiter Grob

Die Grob G750 ist extrem kompakt: Späneförderer und Kühlmitteltank sind direkt in der Maschine integriert und belegen keine zusätzlichen Stellflächen

Das zentrale Werkzeugmagazin mit 870 Werkzeugen der Größe HSK-A100 ermöglicht eine hohe Flexibilität der Gesamtanlage, weil jedes Bauteil in jeder Maschine bearbeitet werden kann. Der Roboter hat zusätzlich einen Rucksack für noch schnelleres Be- und Entladen der Werkzeuge

Einfahren von Bauteilen – Dominik Sohler, Anwendungstechniker Doppelmayr, hat uneingeschränkte Einsicht und Zugänglichkeit zum Arbeitsraum

Hauptartikel

Als Qualitäts-, Technologie- und Marktführer im Seilbahnbau betreibt die Doppelmayr/Garaventa Gruppe Produktionsstandorte sowie Vertriebs- und Serviceniederlassungen in 50 Ländern der Welt. Bis heute realisierte das Unternehmen über 15 100 Seilbahnsysteme für Kunden in 96 Staaten. Das Unternehmen beschäftigt etwa 3400 Mitarbeiter weltweit und erzielte im Geschäftsjahr 2019/2020 872 Millionen Euro Umsatz.

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Schwerzerspanung

Spanende Verfahren

Bearbeitungszentren

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Palettiersysteme

Fertigungsautomation

Anlagen / Systeme

Maschine und Werkzeug im perfekten Zusammenspiel

Bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe müssen Maschinen und Werkzeuge Außergewöhnliches leisten. Der Maschinenbauer Hardinge lebt daher seit Jahren technologische Partnerschaften mit Werkzeugherstellern, darunter die DTS GmbH aus Kaiserslautern.

Die Hardinge GmbH in Krefeld ist das Technologiezentrum des Hardinge-Konzerns in Deutschland. Hier ist man auf die Entwicklung prozessorientierter Zerspanungslösungen spezialisiert, immer mit den Anforderungen der Kunden im Fokus. Das Team um Niederlassungsleiter Markus Herdegen widmet sich seit Jahren den Herausforderungen, die die Verfahren Hartdrehen und Härtfräsen mit sich bringen. Kontinuierlich werden hier Maschinen und Verfahren optimiert.

Kooperationspartner DTS-Diamond Tooling Systems GmbH kann auf 25 Jahre Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von Diamant- und CBN-Werkzeugen zurückgreifen. Die Werkzeuge mit gelaserten Schneiden wurden speziell für die Bearbeitung extrem harter Werkstoffe entwickelt und sind heute in der spanenden Fertigung in den Bereichen Drehen, Fräsen, Stechen, Bohren und Reiben unentbehrlich. Zu den Kernkompetenzen des Unternehmens DTS gehören die Werkzeug- und Prozessauslegung sowie die Technologieumstellung Schleifen zu Hartdrehen.

Basis der erfolgreichen Zusammenarbeit sind zum einen die hohe Stabilität und Leistungstärke der Hartdrehmaschinen der Super-Precision-Baureihe von Hardinge und zum anderen die große Auswahl hochharter Schneidstoffe von DTS. Damit können heute sehr erfolgreich Werkstoffe gedreht werden, die bisher nur schleiftechnisch bearbeitbar waren. Das Drehen hat bei vielen Bearbeitungen, etwa in der Kugellagerfertigung oder in der Werkzeugtechnik, enorme Vorteile gegenüber dem Schleifen. So können definierte Konturen mit hoher Geschwindigkeit bei deutlich geringeren Bearbeitungszeiten, also insgesamt sehr wirtschaftlich, gefertigt werden. In diesen Fällen kann auf die im Vergleich preisintensiveren Profilschleifscheiben und -stifte verzichtet werden. Die Genauigkeit kann sich ebenfalls sehen lassen: Beim Drehen von Hartmetallen und hochlegierten gehärteten Stählen werden hervorragende Oberflächengüten Ra von 0,03 bis 0,2 µm erreicht.

Die CNC-Hochgenauigkeitsdrehmaschinen der SP-Serie sind aufgrund ihrer Steifigkeit und Stabilität ideal geeignet für die Hartdrehbearbeitung sowie für kombinierte Hartdreh-, Fräs- und Schleifoperationen zur Herstellung komplexer Werkstücke in einer Aufspannung. Messprotokolle attestieren zudem der T-Serie eine kontinuierliche Maschinengenauigkeit von 3 µm, Werkstück-Rundheit von 0,25 µm (T42) und 0,7 µm (T65), eine Wiederholgenauigkeit (an allen Achsen) von 0,76 µm und eine erzielbare Oberflächengüte Ra von besser als 0,15 µm beziehungsweise Rz besser als 1 µm.

Das Spindelkonzept ‘Hardinge Collet Ready’ erlaubt die sichere Spannung von Werkzeug und Werkstück direkt in der Spindel. Die von der T-Serie unterstützten Spannzangensysteme sind nicht, wie sonst üblich, als Adaptersysteme ausgelegt. Dies verringert die Auskraglänge und hält die Bearbeitung des Werkstücks so nah wie möglich an den Spindellagern. Die dadurch erhaltene Steifigkeit der Spindel ist die Voraussetzung für höchstmögliche Präzision.

Der Einsatz einer unabhängigen Y-Achse sowie angetriebener Werkzeuge verbessert die Genauigkeit bei der Fräsbearbeitung und ermöglicht eine hochpräzise Einstellung der Werkzeugmitte zum Hartdrehen. Leistungsstarke Hauptspindeln mit Drehzahlen von 6000/5000/4000 min-1 und Antriebsleistungen von 11/15/26 kW bilden die Basis für das Hochgenauigkeitsdrehen.

Das für die Bearbeitung ausgewählte Werkstück besteht aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen: Warmarbeitsstahl 1.2343 (X37CrMoV 5-1) und Hartmetall (G30 mit 15 Prozent Co und einer Härte von 1250 HV30). Dieses Hartmetall findet vor allem im Werkzeug- und Formenbau Anwendung.

Gespannt wird das Bauteil für die erste Bearbeitungsseite auf der Hauptspindel in einer ‘16C-E’-Spannzange, die auf den entsprechenden Spanndurchmesser ausgedreht werden kann. Die Gegenspindel ist ausgestattet mit einer Spannzange mit entsprechendem Vierkantprofil aus dem Hardinge-Spannzangen-Portfolio. Auch Sonderkonturen können mit dieser Art Spannzange sicher gespannt werden.

Mit den ‘DTS-CBN-H’-Werkzeugen (Fräser, Fasenfräser, Diamantbohrer et cetera) können gehärtete Werkstoffe bis zu einer Härte von 72 HRC im glatten und unterbrochenen Schnitt mit ausgezeichneten Oberflächengüten bearbeitet werden. Auch eine empfindliche Plattengeometrie wie die V-Platte kann prozesssicher für den ausgeprägt unterbrochenen Schnitt eingesetzt werden.

Das Drehen der inneren Kontur im Hartmetall ist mit dem Innendrehstahl aus Diamant um bis zu 95 Prozent schneller als ein entsprechender Schleifprozess. Beim Drehen der Planfläche im gehärteten Stahl (52+2 HRC), dem Längsdrehen und Schruppen sowie dem Schlichten von Planfläche und Außendurchmesser bringt eine Wendeplatte mit Wipergeometrie höhere Vorschübe für eine deutlich bessere Oberflächengüte.

Das Vorstechen der V-Nut im gehärteten Stahl (52+2 HRC) und das Schlichten der Stechkontur erfolgen mit dem 1 mm breiten ‘Micro-Line’-Stechsystem mit CBN-Schneiden für hochpräzise Einstiche und Konturen im gehärteten Stählen und Hartmetallen, Aluminium, GFK/CFK und diversen Kunststoffen. Mit den ‘CBN-Coat’-Bohrern von DTS sind Bohrungen ins Volle in gehärteten Werkstoffen bis 68 HRC problemlos realisierbar. Diese können anschließend mittels spiralisierter CBN-Reibahlen gerieben werden. Die abschließende Gravur am Werkstück erfolgt im gehärteten Stahl mithilfe angetriebener Werkzeuge und programmierbarer C-Achse mit einem CBN-Kugelfräser mit 2,0 mm Durchmesser (lagernd).

Die Abstimmung sorgt für das besondere Ergebnis

Der wirtschaftliche Einsatz der ultraharten Hochleistungsschneidstoffe ist nur sichergestellt, wenn der Zerspanungsprozess und der Schneidstoff perfekt aufeinander abgestimmt sind. Die beiden Unternehmen Hardinge und DTS arbeiten seit 2010 immer wieder gemeinsam an anspruchsvollen Projekten sowie an zukunftsorientierten Technologien, mit dem Ziel, Bearbeitungsprozesse für die Kunden zu erleichtern. Dazu gehören das Zerspanen von Werkzeugstählen und harten Keramiken aber auch von Hartmetallen mit Kobalt- oder Nickelbinder.

Für die Bearbeitung von Hartmetallen mit einer Härte bis zu 1970 HV30 hat die DTS GmbH vor kurzem einen neuen Ultra-Diamanten entwickelt. Für den kontrollierten Spanbruch bei Hartzerspanung, Aluminium und bleifreiem Messing wurden neue 3D-Schrupp und Schlichtspanleitstufen entwickelt.

Fazit: Der Anspruch der Technologiepartner Hardinge und DTS an den Einsatz ihrer Produkte lautet auch in Zukunft: schnell, präzise und langfristig prozesssicher.

Rohteil/Fertigteil – dazwischen liegt die Hartbearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe

Die T42 ist eine der kleineren Maschinen der Super-Precision-Baureihe aus dem Hause Hardinge

Auswahl aus dem Werkzeugprogramm der DTS – Diamond Tooling Systems

Hardinge GmbH 47807 Krefeld Tel. +49 2151 49649-0 <a href="http://www.hartdrehen.com" target="_blank">www.hartdrehen.com</a>

DTS GmbH Deutschland 67661 Kaiserslautern Tel. +49 6301 32011-0 <a href="http://www.diamond-toolingsystems.com" target="_blank">www.diamond-toolingsystems.com</a>

Andrea Jäger, M.A. ist freie Fachjournalistin in Murrhardt <a href="mailto:jaeger@diejaegerin-wv.de">jaeger@diejaegerin-wv.de</a>

Hartbearbeitung

Hartdrehmaschinen

Drehmaschinen

Werkzeuge für Schwerzerspanung

Präzisionswerkzeuge

Um Unternehmen aller Größenordnungen die Nutzung automatisierter Fertigungslösungen zu erleichtern, bietet Okuma nun eine neue Kombination aus Drehmaschine und Robotersystem an. Mit dem Einstiegsmodell ‘Genos L3000-e Standroid’ sollen Anwender von einer flexiblen Automationslösung mit beeindruckender Zerspanungsleistung und Werkzeugstandzeiten profitieren.

Die Genos L3000-e mit Standroid ist als horizontale Universal-Drehmaschine mit Flachbettführungen und massiver Revolver-Ausführung ausgestattet. Das neue Modell wird als Paketausführung in einsatzbereiter Komplettausstattung angeboten. Es umfasst standardmäßig ein umfangreiches Zubehörpaket, das unter anderem eine integrierte Motorspindel mit dreijähriger Spindel-Garantie, einen NC-Reitstock, einen Späneförderer, ein Werkzeughalterpaket sowie eine Hohlspanneinrichtung beinhaltet. Das bewährte und selbst entwickelte Thermo-Friendly-Concept sorgt für gleichbleibende Genauigkeiten auch bei wechselnden thermischen Einflüssen.

Das Robotersystem wurde von Okuma speziell zur Automatisierung kleiner und mittelgroßer Serien entwickelt. Dank Nutzung des ‘ROID Navi’ als Dialog-Benutzeroberfläche und der Einbindung in die bewährte Kollisionsüberwachung CAS (Collision Avoidance System) sind keinerlei Robotervorkenntnisse erforderlich. Zusätzlich erleichtert die Okuma-Steuerungssoftware ‘OSP-P300LA’ Bedienung und Einrichtvorgänge.

Mit dem Gesamtpaket will Okuma vornehmlich kleinen und mittelständischen Unternehmen den Einstieg in die automatisierte Fertigung erleichtern. „Der geringe Platzbedarf und die optimierte Bedienung der Genos L3000-e Standroid sind hierfür bestens geeignet“, erläutert Jakob Simon, Automationsspezialist der Okuma Europe GmbH. „Unternehmen profitieren von einer deutlichen Produktivitätssteigerung und einer optimalen Maschinenauslastung. Damit lohnt sich die Automatisierung auch schon für kleinere Losgrößen.“

Die Auslieferung erfolgt seit September 2021.

<a href="http://www.okuma.de" target="_blank">www.okuma.de</a>

Soll Anwendern den Einstieg in die automatisierte Fertigung erleichtern: die Kombination aus Drehmaschine und Robotersystem namens ‘Genos L3000-e Standroid’

Produktbeitrag

Roboter für Werkzeugmaschinen

Automatisierungstechnik

Handling, Handhabungstechnik

Werkzeugmaschine, Spanntechnik, Spindel, Werkzeug – erst im Zusammenwirken all dieser Komponenten entstehen bei MS Feinmechanik hoch genaue Bauteile. Um die ganzheitlichen Prozesse bestmöglich realisieren zu können, setzt MS auf Lösungen von BIG Daishowa.

MS-Feinmechanik im bayerischen Unterammergau wurde 2005 von Markus Schenk gegründet; er ist bis heute der Geschäftsführer. Hohe Präzision, Qualität und Flexibilität und dabei den Blick immer nach vorn gerichtet − dieses Prinzip prägt das mittelständische Hightech-Unternehmen mit seinen acht Mitarbeitern bis heute. „Durch unseren modernen, hochautomatisierten Maschinenpark sind wir in der Lage, alle Kundenwünsche schnell und effizient zu realisieren“, so Markus Schenk. „Wir haben uns auf Qualität und die Einhaltung von Lieferterminen festgelegt. Viele sagen, das erwarte ich sowieso, aber genau das ist etwas, was in der Praxis nicht passiert.“

Steigende Anforderungen in puncto Fertigungsvolumen und Präzision

Dem Fräsen gilt bei MS besondere Aufmerksamkeit; hier liegt auch die Kernkompetenz des Unternehmens. Schenk: „Das CNC 5-Achs-Fräsen ist neben dem 3- und 4-Achs-Bereich eine unserer Kernkompetenzen. Wir fräsen alle zerspanbaren Materialien wie hochwarmfeste Stähle, Messing, Aluminium oder Kunststoff und verfügen zudem über eine hausinterne CAD/CAM-Abteilung. Unsere Kunden stammen vorwiegend aus dem Maschinen-, Werkzeug- und Anlagenbau, der Medizintechnik sowie der Luftfahrtindustrie.“

In den vergangenen Jahren sind nicht nur die Stückzahlen der zu bearbeitenden Teile drastisch gestiegen, sondern auch die Anforderungen an deren Präzision. Gerade bei Maschinen- und Werkzeugbauteilen im Bereich 5-Achs-Fräsen wird in Richtung Qualität und Genauigkeit ständig adaptiert und geändert. Um dem gerecht zu werden und am Puls der Zeit zu sein, investiert MS permanent in neueste Technik.

„Als Lohnfertiger in der Zerspanung sind wir gefordert, jederzeit schnell und wirtschaftlich zu produzieren“, sagt Markus Schenk. „Für mich steht Qualität an erster Stelle. Um hochgenaue Bauteile zu fertigen, muss das Gesamtsystem stimmen, sprich Maschine, Aufspannung, Spindel, Aufnahme und Werkzeug.“

Um die nötige Präzision zu erreichen, fertigt das MS-Teamdie Kundenteile auf 5-Achs-Matsuura-Maschinen mit BIG-Plus-Spindeln. „Ich war bei den hochgenauen Bearbeitungen mit dem Standard nicht zufrieden; deshalb habe ich mich von Anfang an für den japanischen Maschinenhersteller Matsuura entschieden“, so Markus Schenk. „Die Maschinen erfüllen nicht nur höchste Qualitätsansprüche und haben exzellente Fräseigenschaften; sie haben auch schon im Standard die BIG-Plus-Spindel, die zum Bearbeiten hochgenauer Bauteile heute ein Muss ist.“

Das BIG-Plus-Spindelsystem ist eine Erfindung von BIG Daishowa Seiki Ltd. Das System zeichnet sich durch eine extrem stabile Verbindung zwischen der Maschinenspindel und der Werkzeugaufnahme aus, die mittels gleichzeitiger Kegel- und Plananlage der Aufnahme in der Spindel erreicht wird. Bei einer üblichen Steilkegel-Schnittstelle ist die Kegelbasis die stärkstmögliche Verbindungsstelle. Eine BIG-Plus-Aufnahme dagegen wird zusätzlich an der Stirnfläche abgestützt oder liegt dort an, was die Stabilität der Verbindung deutlich erhöht.

BIG-Plus – das originale  Doppelkontakt-Spindelsystem

„BIG-Plus ist anderen Spindelkonzepten überlegen, weil es als einziges System eine simultane Kegel- und Plananlage zwischen Spindel und Werkzeughalter bietet“, erläutert Alexander Hartl, Anwendungstechniker bei BIG Daishowa und erster Ansprechpartner bei MS, wenn es um Werkzeugaufnahmen und Werkzeuge geht. „Diese Doppelkontaktverbindung zwischen Maschine und Werkzeug macht sie besonders robust und zuverlässig. Durch ihre bewährte Schwingungsdämpfung und Steifigkeit verbessert sie die Bearbeitungs- und die Wiederholgenauigkeit spürbar und erleichtert so die Schwerzerspanung und die HSC-Bearbeitung und verlängert zugleich die Standzeit.“

„Wir nutzen BIG-Plus vor allem bei der Hochleistungszerspanung und beim Finishing, wo die Genauigkeit extrem wichtig ist“, berichtet Markus Schenk. „Wir sind so einfach viel genauer und haben zudem keine Längenveränderung.“ Alexander Hartl ergänzt: „Im Normalfall dehnt sich die Spindel bei längerer Belastung aus, und der Kegel zieht sich in die Spindel. Bei einem Versuch bei einem Kunden lief die Spindel sechs Stunden durchgehend, und am Ende hatten wir eine Veränderung in Z von 0,02 mm. Das passiert mit einer BIG-Plus-Spindel nicht, ganz zu schweigen von der höheren Rundlaufgenauigkeit, der überlegenen Steifigkeit und der Schwingungsdämpfung.“

 MS nutzt verschiedenste Spanntechnologien wie Spannzangensysteme, Kraftspannfutter sowie Hydrodehnspannfutter von BIG Daishowa. Dazu Markus Schenk: „Die richtige Aufnahme hat einen sehr großen Einfluss auf die Werkzeugstandzeiten und natürlich auch auf die Teilequalität. So verwenden wir das Hydrodehnspannfutter bei einem 16-mm-Schlichtfräser mit 80 mm Schneidenlänge. Wenn wir damit VA-Teile fräsen, sieht man den Unterschied bezüglich Laufruhe und Oberflächengüte sehr deutlich.“

Generell wird bei MS gern getestet und getüftelt, um technologisch weiter an der Spitze zu stehen. Alexander Hartl: „Herr Schenk hat immer ein offenes Ohr für Neues. Wir sind beide gelernte Anwendungstechniker, tauschen uns oft aus und versuchen immer, die beste Lösung zu finden.“ Markus Schenk ergänzt: „Wir haben jetzt zwei Ausspindelwerkzeuge von BIG Kaiser im Einsatz. Beide hat mir Herr Hartl vorgeschlagen und zum Testen überlassen. Anfangs war ich etwas skeptisch, aber nach dem Testlauf muss ich sagen: Wir erreichen bei einer kleinen Passung in VA über die doppelte Standzeit eine höhere Oberflächengüte, und das auch noch wesentlich schneller.“

Wenn nur mit einem Gesamtpaket höchste Präzision erreichen kann, dann darf ein weiteres Produkt von BIG Daishowa nicht fehlen: Torque Fit, ein Tool, das das präzise Anziehen verschiedener Spannzangenhalter erleichtert. „Torque Fit vereinfacht unsere Arbeit enorm“, so Markus Schenk. Torque Fit ist eine Werkzeug-Montagestation für Spannzangenhalter mit eingebautem Drehmoment-Messgerät. Alle Drehmomentwerte für die vielfältigen Spannzangenhalter sind voreingestellt, und eine LED-Anzeige warnt bei zu starkem Anziehen. Alexander Hartl: „Torque Fit leistet einen kleinen, aber wesentlichen Beitrag um sicherzustellen, dass sich höchste Präzision unter realen Bedingungen einfach, schnell und dauerhaft erreichen lässt. Der Bediener setzt das Werkzeug in den Torque Fit und sieht sofort am Display, mit welcher Kraft er die Spannmutter festziehen muss. Er hat nur noch ein Gerät anstelle von mehreren Drehmomentschlüsseln für diverse Aufnahmen.“

Wie Alexander Hartl betont, freut es ihn sehr, wenn er bei MS die zahlreichen BIG-Plus-Systeme in Aktion sieht. „Und das, obwohl wir ja nur einen kleinen Teil der gesamten Fertigungskette darstellen.“ Markus Schenk: „Die Zusammenarbeit mit BIG Daishowa ist genau so, wie man sich das als Unternehmer wünscht. Der Ansprechpartner ist top, die Beratung top und die Qualität hervorragend. Wie man in Bayern sagt: Wenn’s passt, dann passt’s.“

 BIG-Plus-Systeme, hier bei MS Feinmechanik, sind hoch stabile Verbindungen zwischen der Maschinenspindel und der Werkzeugaufnahme mit gleichzeitiger Kegel- und Plananlage

Torque Fit, eine Werkzeug-Montagestation für Spannzangenhalter mit einem eingebauten Drehmoment-Messgerät, erleichtert das präzise Festziehen von Spannzangenhaltern. Die Drehmomentwerte sind voreingestellt

 Zum umfangreichen BIG-Daishowa- Produktspektrum bei MS Feinmechanik gehören auch diese EWN-Feinbohrköpfe von BIG Kaiser

 BIG Daishowa unterstützt MS unter anderem beim Fertigen solcher Präzisionsteile mit hohem Fräsanteil für den Maschinen-, Werkzeug- und Anlagenbau, die Medizintechnik oder die Luftfahrtindustrie

 Pflegen eine erfolgreiche Partnerschaft: Alexander Hartl, Anwendungstechniker bei BIG Daishowa (links), und Markus Schenk, Geschäftsführer von MS Feinmechanik

MS-Feinmechanik GmbH 82497 Unterammergau Tel. +49 8822 922780 <a href="http://www.ms-feinmechanik.de" target="_blank">www.ms-feinmechanik.de</a>

BIG Daishowa GmbH 72189 Vöhringen Tel. +49 7454 96033-71 <a href="http://www.big-daishowa.de" target="_blank">www.big-daishowa.de</a>

Werkzeugspanntechnik

Spanntechnik

Bohrwerkzeuge

Ein durchgängiges, digitales Werkzeugmanagement mit dem Ziel Industrie 4.0 ist längst keine Fiktion mehr, sondern real und aufwandsarm in der Praxis umsetzbar. Sowohl Softwarelösungen als auch die nötigen Geräte stehen zur Verfügung, und das zu moderaten Kosten.

Bekanntlich sind in der spanenden Fertigung auskömmliche Deckungsbeiträge nur dann erzielbar, wenn die Werkzeugmaschine ›Späne macht‹. Wartezeiten sind extrem unwirtschaftlich. Deshalb wird heutzutage möglichst der gesamte Werkzeugkreislauf digitalisiert − von der Entnahme über die Montage, das Schrumpfen, das Voreinstellen und das Wuchten bis hin zur Datenübergabe ins NC-Programm der Maschine. Der Austausch von Soll- und Ist-Werten ist so jederzeit garantiert. Weil manuelle Eingaben nicht mehr notwendig sind, entfallen zudem Eingabefehler.

Die mit der Digitalisierung erzielbaren Einsparungen sind erheblich, denn für einen Facharbeiter entfallen gut 80 Prozent des bisherigen Zeitaufwandes, der entsteht, wenn er mit Listen, Aufklebern und Exel-Dateien arbeiten muss.

 Eine beispielhafte Wirtschaftlichkeitsrechnung stellt sich wie folgt dar. Zwei Rüstvorgänge mal zwei Schichten mal 0,5 Stunden mal 220 ergibt 440 Stunden Aufwand pro Jahr. Bei 80 Prozent Einsparung unproduktiver Maschinenzeit bedeutet das 352 Stunden mehr Spindellaufzeit, also mehr als zehn Prozent Produktivitätssteigerung.

 Der intelligente Werkzeughalter als Partner im Kampf um mehr Produktivität

Bei einer Werkzeugverwaltung I4.0 bekommt jede Werkzeugaufnahme, also jeder Grundhalter, einen intelligenten QR-Code, der alle Informationen über ihn enthält. Der Halter selbst ist dabei ein ziemlich ‚lebloses‘ Produkt. Mit Werkzeugen bestückt wird er aber zu einem sehr lebhaften Fertigungs-Tool, das eine tolle Fräsleistung erbringt. Wenn der Halter dann noch Schnittdaten und viele weitere nützliche Informationen für den Nutzer trägt, dann wird er zu einem wichtigen Partner im Kampf für eine Zugewinn an Produktivität.

Werkzeughalter und Werkzeuge werden dann nach dem digitalen Werkzeugplan aus I4.0-verwalteten Werkzeug-Ausgabeschränken entnommen und gemäß 3D-Modellen montiert. Müssen Werkzeuge eingeschrumpft werden, dann werden die Werkzeugdaten über den QR-Code gelesen, und die Schrumpfanlage wird automatisch gesteuert.

Bei der Voreinstellung an der nächsten Station werden die Werkzeuge automatisch vermessen und bei Bedarf an der nächsten Station ausgewuchtet, zum Beispiel mit einem ‚Diebold ToolBalancer UB30‘ mit Zurückschreiben der Wuchtdaten in die Werkzeugverwaltung. Stets werden die Daten an eine zentrale Werkzeugverwaltung übergeben, beispielsweise eine solche der Ausführung ‚Intelligo‘.

Von einem großen Hersteller von Kunststoffteilen war bekannt, dass er in seinem Formenbau nach jedem Einsatz die Tools aus ihren Werkzeughaltern entfernte und entsorgte, weil er keine Informationen über ihre weitere Einsatzmöglichkeit besaß − welch gewaltige Verschwendung. Hätte er die leicht zu ermittelnde Restnutzungszeit der Werkzeuge ‚auf schlankem Wege‘ erfasst, wären ihm jederzeit die Eigenschaften des Werkzeugs abrufbar gewesen, er hätte ihren Aufenthaltsort gewusst und sie beliebig für andere Jobs nutzbar machen können. Eine solche klare I4.0-Lösung fehlte jedoch.

Für eine automatisierte Fertigung ‚24/7‘ ist eine digitale Strategie ebenfalls nötig. Ohne dass die Werkzeugdaten automatisch zwischen den einzelnen Stationen der Werkzeugvorbereitung bis in die Werkzeugmaschine fließen, lässt sich eine solche Produktion an sieben Tagen rund um die Uhr niemals realisieren. Aber genau dort liegt der Schlüssel für immense Produktivitätssteigerungen.

Die Produktivität eines Fertigungsprozesses lässt sich problemlos um gut 30 Prozent steigern, indem man Rüstvorgänge digitalisiert und vor die Maschine verlagert, also vor die eigentliche Fertigung. Um das zu realisieren, gibt es intelligente Voreinstellgeräte, die von Haus aus mit einem kompletten Werkzeugmanagement ausgestattet sind. Deren Datenbank bildet das zentrale Bindeglied für ein durchgängiges Toolmanagement-System.

Aus der Datenbank sind alle Informationen der Werkzeugaufnahme und der -kombination an allen Stationen der Werkzeugverwaltung über einen Code abrufbar. Das ist zugleich das endgültige Ende der ‚Zettelwirtschaft‘. Das Wissen über die Werkzeuge steht allen Beteiligten an jedem Ort zur Verfügung. Es gibt kein Herrschaftswissen mehr, sondern nur noch transparente Verfügbarkeit der Daten für alle Beteiligten. Aufwendiges Suchen oder Abstimmarbeiten unter den Mitarbeitern sind nicht mehr notwendig, weil alle Daten transparent vorhanden sind.

Alle Daten müssen stets unter der Kontrolle  des jeweiligen Anwenders bleiben

Bereits das Schrumpfgerät erkennt den mit dem Data-Matrix-Code gelaserten Werkzeughalter und schrumpft automatisch, das Voreinstellgerät vermisst und ‚verheiratet‘ den Werkzeughalter digital mit dem gespannten Werkzeug und erfasst die exakten Längen und Durchmesser. Und die Wuchtmaschine schreibt die Wuchtqualität in den zentralen Datenspeicher. Die Daten werden dann via WLAN oder Netzwerkkabel in die Steuerung übertragen. Die Daten werden bewusst nicht in einer großen Cloud gespeichert sondern auf dem Firmennetzwerk des Anwenders. Denn je mehr Daten-Intelligenz auf Werkzeuge und Maschinen übertragen wird, desto wichtiger ist es, dass die Daten stets sicher beim Anwender bleiben.

Sehr wichtig ist es, dass die Werkzeughalter einschließlich Werkzeug im richtigen Magazinplatz eingesetzt werden. In der Praxis erfolgt das Einfahren eines Werkstücks heute noch meist klassisch mit der ‚Hand am Poty‘, also schrittweise für jeden NC-Datensatz durch den Maschinenbediener. Zukünftig werden vor jedem Start eines neuen Programms die Werkzeugplätze im Magazin von einem Scanner überprüft. Das schützt vor einem Crash, der gut und gern eine fünfstellige Summe je Havariefall kosten kann.

Eine intelligente Werkstückspannung  steigert die Produktivität nochmals

Auch der Werkstückspannung kommt wirtschaftlich eine besondere Bedeutung zu. Nicht nur auf jeden Werkzeughalter, sondern auch auf Paletten von Nullpunkt-Spannsystemen werden zukünftig Data-Matrix-Codes aufgebracht − so auch bei Diebold. Übrigens ist bei diesem Hersteller aus solchen Produkten für die Werkstückspannung eine komplett neue Produktlinie entstanden.

Werkstücke auf Paletten werden, wenn es möglich ist, schon vor dem Laden in die Maschine außerhalb der Maschine vermessen, um den Startpunkt des Programms zu ermitteln. Das kann mit einer Messmaschine, einem handgeführten Messtaster oder mit einfachsten Messgeräten bis hin zur Schiebelehre geschehen. Ein aufwendiges Antasten eines Teils in der CNC-Werkzteugmaschine, nur um den Startpunkt des CNC-Programms zu ermitteln, ist zu teuer und kostet wertvolle Produktionszeit.

 Der Ablauf für das Antasten eines Teils dauert etwa zwei Minuten. Wenn man beispielsweise 500 Teile zu bearbeiten hat, dann sind das zweimal 500 Minuten, also eintausend. Das bedeutet rund 16,6 Arbeitsstunden und in der Konsequenz gut zwei Schichten verlorene Spindelzeit nur durch das Ermitteln des Startpunktes für das NC-Programm.

 Es gibt schon eine relativ große Anzahl von Produktionsbetrieben, die nach den beschriebenen Richtlinien organisiert sind, in denen quasi nachts das Licht aus ist und in denen dennoch alle Maschinen arbeiten. Genau das ist es, worauf zukunftsorientierte Unternehmen hinarbeiten müssen.

Vernetzbare Werkzeug-Ausgabeschränke sind eine zentrale Komponente von I4.0-Toolmanagement-Systemen. Aus ihnen werden Halter sowie Reduzierungen und/oder Verlängerungen der Werkzeuge nach digitalem Werkzeugplan genommen, bevor man sie nach 3D-Modellen montiert.

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Als Träger von Schnittdaten und zahlreichen weiteren Nutzer-Informationen werden Werkzeughalter zu wichtigen Hebeln für einen Zugewinn an Produktivität.

Aktuelle Werkzeugvoreinstellgeräte, hier mit fortschrittlicher ‚Intelligo‘-Software, vermessen die Werkzeuge automatisch und sind somit ein weiterer wichtiger Baustein der I4.0-Architektur

Bei Bedarf werden die Werkzeuge an einer nächsten Station ausgewuchtet, zum Beispiel auf diesem ‚Diebold ToolBalancer UB30‘, der die Wuchtdaten in die Werkzeugverwaltung Intelligo zurückschreibt.

Eine digitale Übergabe der Werkstückdaten an die Maschine in Verbindung mit einem Nullpunkt-Spannsystem − hier die Ausführung ‚Parotec‘ mit Werkstück − kann die Anzahl der Spindelstunden deutlich erhöhen.

Helmut Diebold GmbH & Co.  Goldring Werkzeugfabrik

Dipl.-Ing. Hermann Diebold ist geschäftsführender Gesellschafter und CEO von Diebold in Jungingen.

<a href="mailto:h.diebold@hsk.com">h.diebold@hsk.com</a>

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Toolmanagement

Das Motto der Stellba AG steht für das, was auch die Additive Fertigung der Chiron Group auszeichnet: Innovation, Kundennutzen, Partnerschaft. Wie gut es zwischen den Partnern ‘matcht’, belegt der erste industrielle Einsatz des 3D-Metalldruckers ‘AM Cube’ von Chiron.

Wer Fouad Cheaitani, Head of Sales, Customer Support and Business Development bei Stellba, und Axel Boi, Leiter des Bereichs Additive Manufacturing bei der Chiron Group, im digitalen Fachgespräch erlebt, fühlt sich wie der Zuschauer in einem hochklassigen Tischtennis-Match. Die Bälle fliegen blitzschnell, die gedanklichen Zuspiele sind präzise, die Rückgaben bringen einen neuen Twist. Beide sind in ihrem Element und sichtlich stolz auf das Ergebnis ihrer Entwicklungspartnerschaft: einen ‘AM Cube’, der seit Markteinführung 2020 weitere Optionen und damit Anwendungsvielfalt hinzugewonnen hat. Doch der Reihe nach …

Als Spezialist für kundenindividuelle Beschichtungs- und Bearbeitungslösungen verfügt Stellba über umfassende Kompetenz beim thermischen Spritzen, Schweißen und Plasma-Pulver-Auftragschweißen. Bereits 2014 begann man, Lasertechnologien anzuwenden und investierte in eine erste Laserschweißanlage. Mit dem Ziel, die Technologie für den Einsatz bei Stellba zu optimieren und, so Fouad Cheaitani, das Bearbeiten von „XXL-Werkstücken und Komponenten“ auf die Anlage zu transferieren. Dabei hatte man vor allem die Prozesse im Blick, bei denen konventionelle Verfahren zwar gute Ergebnisse, aber nicht ‘Swiss Quality’ lieferten.

Know-how aufbauen,  neue Partner suchen und finden

So baute man sukzessive Know-how auf, vernetzte sich mit Spezialisten und Forschungseinrichtungen und wurde auf die Aktivitäten des Bereichs Additive Fertigung der Chiron Group aufmerksam.

Als Stellba im Herbst 2019 einen Partner suchte, um die Kompetenzen über das Beschichten hinaus auf den Aufbau von Werkstücken auszuweiten und Anfragen nach der Fertigung von Kleinserien beantworten zu können, nahm Fouad Cheaitani Kontakt zu Axel Boi auf. Man war direkt auf einer Wellenlänge, noch vor Weihnachten wurden die Verträge unterzeichnet. Wichtig für Fouad Cheaitani waren zwei Dinge: „Wir wollten kein fertiges System, das wir uns erst passend hätten umbauen müssen. Zudem sind wir ein kleines Unternehmen und wollten im Konzert mit großen OEMs nicht nur ein sehr kleines Lied spielen.“

Flexibilität gefordert: bei der  Additiven Fertigung und im Austausch

Axel Boi war sofort bereit, mit Stellba dem ‘AM Cube’ über die bereits vorhandenen Qualitäten die gewünschte „Phantasie in der Anlage“ beizubringen: neue Optionen für maximale Flexibilität. Stellba ist Dienstleister, die Anforderungen sind jeden Tag unterschiedlich: Bearbeitung mit vier oder fünf Achsen, Draht oder Pulver, Materialauftrag mit Lanze oder Düse, Vorwärmen der Teile auf 300 Grad, Schweißen unter Argon-Schutzgasatmosphäre zum Vermeiden von Oxidation und Porenbildung.

Jedes Projekt bringt neue Herausforderungen, die der AM Cube alle souverän bewältigen soll. »Wir wollten kein starres System, sondern Phantasie in der Anlage. Eine Vielzahl an Optionen, mit denen wir als Lohnfertiger unterschiedlichste Aufträge bearbeiten können«, fasst Verkaufsleiter Fouad Cheaitani die Erwartungshaltung zusammen.

Ein perfektes Matching dafür bieten die wesentlichen Merkmale des 3D-Metalldruckers AM Cube:

<ul><li>Beschichten, 3D-Druck, Reparatur</li><li>Automatischer Auftragskopfwechsel</li><li>Schweißzusatzwerkstoffe als Draht oder Pulver</li><li>3-, 4– oder 5-achsiger Materialauftrag</li><li>Programmieren in DIN ISO oder CAM</li><li>Innovative Bedienoberfläche mit dem SmartLine-Modul ‘TouchLine’</li><li>Umfassendes Qualitätsmonitoring mit ‘DataLine AM’ und ‘VisioLine AM’</li></ul>

Um die vielfältigen Vorgaben in praxisgerechte Lösungen zu überführen, arbeitet man im schweizerischen Dottikon und in Tuttlingen eng und konstruktiv zusammen. Die Applikationstechniker, Werkstoffspezialisten und Softwareentwickler von Stellba und dem Bereich Additive Fertigung tauschen sich regelmäßig aus, führen Kompetenzen zusammen und überprüfen neue Ansätze auf Machbarkeit.

Die Bedenken, ob die Chiron Group angesichts ihrer Größe diese Geschwindigkeit mitgehen könnte, haben sich schnell zerstreut. Der Bereich Additive Fertigung ist, so Axel Boi, „wie ein Start-up geführt und somit dynamisch und flexibel. Durch die Chiron Group haben wir aber den Rückhalt und weiteres Fachpersonal, auf das wir zugreifen können.“

Im Fokus bei Stellba:  neue Materialien und Möglichkeiten

Für Fouad Cheaitani steht der Werkstoff im Fokus und auch hier „stimmt die Chemie“ mit der Chiron Group. Für ihn muss nicht nur softwareseitig und bei der Technologie alles passen, sondern, für optimale Ergebnisse, auch das Material: „Wir wollen künftig nicht nur Bauteile mit dem vorhandenen Materialspektrum an Draht oder Pulver aufbauen, sondern auf dieser Basis neue, perfekt für die Additive Fertigung passende Werkstoffe und Auftragsmaterialien entwickeln. Mit denen sich, zum Beispiel durch Zusätze oder neue Zusammensetzungen, die gewünschten mechanischen Werte erzielen und neue Materialeigenschaften realisieren lassen.“

Ob dies besser mit Draht oder Pulver gelingt? Zum einen Erfahrungssache, zum anderen nähert man sich der Idealvorstellung in Versuchen. Das führe im Vergleich zur Entwicklung und Genehmigung komplett neuer Materialien deutlich schneller zum gewünschten Ergebnis.

Easy to use: echtes  Alleinstellungsmerkmal

Doch aus der Zukunft der Additiven Fertigung zurück in die Praxis. Wichtig ist das sichere Beherrschen der hochkomplexen Technologie, das Minimieren von Bedienfehlern. Zentraler Vorteil des AM Cube ist, so Fouad Cheaitani, „der automatische Auftragskopfwechsel. Ob Draht oder Pulver, 3D-Druck oder Beschichten, innen oder außen: Was bei anderen Herstellern Stunden dauert, ist hier ohne manuelles Eingreifen und sicher in nur einer Minute erledigt. Das ist absolut konkurrenzlos!“

Beschichten, 3D-Druck, Reparatur – alles das ist mit dem AM Cube prinzipbedingt möglich. Und, wie verschiedene Anwendungen bei Stellba zeigen: alles machbar. Seit Inbetriebnahme laufen auf dem 3D-Metalldrucker diverse Forschungsprojekte mit namhaften technischen Hochschulen der Schweiz sowie unterschiedliche Aufträge: Es werden Halbschalen für Bremsen in Schienenfahrzeugen geschweißt, Bauteile innen mit Alubronze beschichtet, Turbinenschaufeln repariert. Derzeit baut man ein großes Laufrad für eine Turbine komplett additiv auf. Des weiteren führt Stellba auf dem AM Cube Reparaturen an Bauteilen durch und arbeitet intensiv an der Qualifizierung neuer Werkstoffe wie Wolframkarbid oder Materialien auf Nickel-Basis.

Mittlerweile ist die Erprobungsphase abgeschlossen, der AM Cube hat die unterschiedlichsten industriellen Anforderungen mit Bravour gemeistert, die gemeinsam entwickelten Optionen stehen jetzt allen Anwendern zur Verfügung. Zudem lässt sich der Schweißvorgang im AM Cube jetzt in Echtzeit erfassen und dokumentieren – mit den neuen digitalen Systemen ‘VisioLine AM’ und ‘DataLine AM’ der Chiron Group.

Bleibt die Frage: Ersetzt Additive Manufacturing bestehende, spanende Technologien? Auch hier sind sich Fouad Cheaitani und Axel Boi einig: Nein! Aber die Ingenieure haben künftig bei der Entwicklung von Bauteilen mehr Möglichkeiten – sowohl im Hinblick auf geringeres Gewicht der Teile und das Einsparen von Energie, als auch beim Design.

Beispielwerkstück, additiv erzeugt auf dem  AM Cube. 

Kommunizieren und agieren auf gleicher Wellenlänge (von links): Axel Boi (Head of Additive Manufacturing, Chiron Group) und Fouad Cheaitani (Head of Sales, Customer Support and Business Development, Stellba) vor dem AM Cube.

Dem AM Cube ist es egal, ob das Ausgangsmaterial Draht oder Pulver ist: Ursache für diese Flexibilität beim 3D-Drucken oder Beschichten von innen oder außen ist der automatische Auftragskopfwechsel.

Weitere Anwendungsbeispiele: Schweißversuch mit Alubronze zum Ermitteln der Prozessparameter an einer Magnetbremse für Schienenfahrzeuge (links); Kabelführung mit Verschleißschutzbeschichtung aus Stellit 6 (Mitte), Knetzahn mit Beschichtung aus Wolframkarbid (rechts).

Einer der drei Auftragsköpfe des AM Cube beim Auftrag von Pulver mittels Lanze zur Innenbeschichtung von Bauteilen. Die insgesamt drei Auftragsköpfe erlauben den Wechsel des Auftragsmaterials – Draht oder Pulver – in unterschiedlichen Phasen der Produktion.

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<a href="http://www.chiron-group.com">www.chiron-group.com</a>

Additive Fertigung

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, Metall

Anlagen für die Additive Fertigung

Im Schwarzwald entsteht eine Hybridmaschine der sehr flexiblen Art. J.G. Weisser integriert in ein multifunktionales, horizontales ‘Artery’-BAZ zwei Verfahren: das in St. Georgen entwickelte Rotationsdrehen und das Extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen ‘EHLA’ des Fraunhofer ILT.

„Wir kombinieren die Alleinstellungsmerkmale zweier technologisch führender Verfahren“, erklärt Matthias Brucki, Teamleiter für Process and Application Development Laser Material Deposition am Fraunhofer ILT. Der gemeinsame Nenner: Sowohl das Rotationsdrehen als auch EHLA sind anderen Verfahren bei der Geschwindigkeit und Qualität weit überlegen.