Tempo gefragt: Schnelle Linearantriebe mit raschem Eilgang senken die Bearbeitungszeiten und erhöhen die Oberflächenqualität von Werkzeugen und Formen. (Bild: DMG Mori)
Markus Rehm, Geschäftsführer der Deckel Maho Seebach GmbH, einem Tochterunternehmen der DMG Mori Aktiengesellschaft, bringt es auf den Punkt: „Bauteilqualität und Kostendruck sind nach wie vor die wichtigsten Anforderungen im Werkzeug- und Formenbau. Dazu kommen immer kürzere Produktlebenszyklen und damit verbundene Modelländerungen, auf die schnell und flexibel reagiert werden muss.“ Auch im Werkzeug- und Formenbau kommt es außerdem zu einer steigenden Nachfrage nach Automationslösungen. Gefragt ist hauptzeitparalleles Rüsten zum Senken von Stillstandzeiten der Maschinen und zur Serienproduktion in mannarmen Schichten. Generell geht der Trend zur Technologieintegration und Komplettbearbeitung bei höchster Präzision und Oberflächengüte. „Wir begegnen diesen Anforderungen mit modernen Maschinenkonzepten, Steuerungsoberflächen und Software-Lösungen“, erklärt der Geschäftsführer. So vereinfacht die intuitiv bedienbare Steuerungsoberfläche des Unternehmens die Programmierung der Werkzeugmaschine und ermöglicht die Integration in Produktionssysteme. Software-Produkte informieren den Bediener über den Maschinenstatus oder weisen auf Wartungsarbeiten hin.
Doch es kommt auch auf das Zusammenspiel aller Komponenten an. Rehm: „Die Kombination aus Linearantrieben, innovativen Kühlkonzepten und Spindeln mit Wellen-, Flansch- und
Markus Rehm, Geschäftsführer der Deckel Maho Seebach: „Die Integration von Fertigungsverfahren ermöglicht die Komplettbearbeitung komplexer Bauteile auch aus harten und keramischen Werkstoffen.“
Bild: DMG Mori
Mantelkühlung sorgt für höchste Langzeitgenauigkeit und beste Oberflächengüten.“ Eine wichtige Rolle spielt dabei die Antriebstechnik: So senken schnelle Linearantriebe mit raschem Eilgang bis zu 90 m/min die Bearbeitungszeiten. Hinzu kommt die genauere Bearbeitung dank der Direktantriebe, die sich mit minimiertem Umkehrspiel und der damit erzielbaren höheren Konturgenauigkeiten auszeichnen. Für konstante Prozessbedingungen auch über längere Maschinenlaufzeiten sorgt die Kühlung von Maschinengestell und Spindel. „Die Oberflächenqualitäten werden dadurch deutlich verbessert“, meint Rehm. „Die Integration von Fertigungsverfahren – zum Beispiel Fräs-Dreh-Technologie – in die Bearbeitungszentren ermöglicht schließlich die Komplettbearbeitung komplexer Bauteile auch aus harten und keramischen Werkstoffen.“
Spezifische Werkzeugmaschinentypen
Antonio Dordoni, FFG Europe: „Für jeden umzuformenden Werkstoff gibt es unterschiedliche Werkzeuge und Formen, für deren Herstellung wir jeweils spezielle Werkzeugmaschinentyp entwickelt haben.“
Bild: FFG Europe
Mit dem Werkzeug- und Formenbau eng verbunden ist auch die FFG Europe S.P.A. aus Piacenza, Schwester der Uhinger FFG Werke GmbH. Die Werkzeugmaschinen für diese Branche entstehen bei der italienischen FFG-Tochter Jobs in Piacenza mit ihren Marken Rambaudi, Sachman und Sigma. „Die Werkzeug- und Formenbau-Branche ist sehr unterschiedlich“, beobachtet Antonio Dordoni, bei Jobs Vizepräsident für Verkauf, Marketing und Service: „Für jeden umzuformenden Werkstoff gibt es unterschiedliche Werkzeuge und Formen, für deren Herstellung wir jeweils spezielle Werkzeugmaschinentyp entwickelt haben. Dazu zählen natürlich auch neue Materialien wie Composites, bei denen wir bereits Produktionslösungen für die Luftfahrtindustrie entwickelt haben.“
Zu den Highlights zählt ein Auftrag des Werkzeug- und Formenbaus der BMW AG aus München, die in den Werken in Dingolfing und München unter anderem drei Hochportal-Fräszentren von Jobs einsetzt. Sie entsprechen dem neuen Trend, Teile in einer Aufspannung zu bearbeiten. Früher gab es wiederholte Wechsel zwischen Montage und mechanischer Fertigung, bis ein Werkzeug fertig war. Das führte zu lange Durchlaufzeiten, einer hohen Fehlerquote und natürlich zu hohen Kosten. Heute soll möglichst eine Maschine alle Teile in einer Aufspannung mechanisch präzise fertigen, die dann ohne weitere Nacharbeit montiert werden.
Maßgeschneiderte Lösungen
Die technischen Eigenschaften der drei im Prinzip baugleichen Jobs-Maschinen entsprechen diesen Anforderungen: Sie zeichnen sich mit hoher dynamischer Leistung, Beschleunigung und
Ergonomisch: Eine intuitiv bedienbare Steuerungsoberfläche vereinfacht die Programmierung der Werkzeugmaschine und ermögliche die Integration in Produktionssysteme.
Bild: DMG Mori
Geschwindigkeit bis zu 32 m/min aus. Es sind maßgeschneiderte Lösungen, bei denen Jobs viele Details in Zusammenarbeit mit dem BMW-Werkzeugbau angepasst hat, um die Neulinge leicht in die bestehende Fertigung integrieren können. Ein Highlight ist ein Magazin mit vier Fräsköpfen, dank dem BMW hintereinander die unterschiedlichsten Bearbeitungsgänge auf einer Maschine ablaufen lässt, ohne dass lange Umrüstzeiten die Produktivität ausbremsen. Vizepräsident Dordoni: „Dieser Auftrag spiegelt den Trend zu Systemlösungen wider, die individuell mit dem Anwender an seine spezielle Aufgabenstellung angepasst werden.“
Anders sieht es bei Entwicklungen für externe Werkzeug- und Formenbaubetriebe aus, die als Zulieferer der Automobilindustrie arbeiten: An diese Unternehmen liefert Jobs in erster Linie sogenannte Stand-alone-Maschine, die zwar von den technischen Eigenschaften den Leistungen der Lösungen für die Automobilherstellen entsprechen – aber ohne die vielen Extras einer kompletten Systemlösung. Diesen Unternehmen kommt es in erster Linie auf technisch anspruchsvolle und zugleich kostengünstige Lösungen an, mit denen sie im harten internationalen Wettkampf um die Preise für Werkzeuge und Formen bestehen können.
Alexander Attenberger, Grob-Werke: „Kürzere Produktlebenszyklen zwingen zur maximal möglichen Nutzung der Werkzeugmaschinen. Stillstandszeiten zum Rüsten oder aufwendigem Einfahren kann sich keiner mehr leisten.“
Bild: werkzeug&formenbau
„Im Werkzeug und Formenbau nimmt das Thema Automation zunehmend einen wichtigeren Stellenwert ein“, sagt Alexander Attenberger, Abteilungsleiter Vertrieb Universalmaschinen International bei der Grob-Werke GmbH & Co. KG. Im Gegensatz zu den klassischen Teilefertigern gehe es in dieser Branche mehr um das Thema Palettenautomation als um Werkstückhandling. Wegen des hohen Preisdrucks betreiben viele Baubetriebe die Maschinen zunehmend auch in mannarmer oder sogar mannloser Produktion. Außerdem rückt das Thema Flexibilität weiter in den Vordergrund. Attenberger: „Kürzere Produktlebenszyklen lassen die Lieferzeiten für Formen weiter – zum Teil deutlich – sinken. Dies zwingt die Produzenten zur maximal möglichen Nutzung der Werkzeugmaschinen. Stillstandszeiten zum Rüsten oder aufwendigem Einfahren kann sich keiner mehr leisten.“
„Die beste Maschine oder Automationskombination nützt aber nur bedingt, wird die Planung, Programmierung und Simulation im Vorfeld nicht gesamtheitlich betrachtet“, betont der
Es geht rund: Auf automatisiertes Handling – wie mit diesem Palettenrundspeichersystem – setzen viele Werkzeug- und Formenbauten, um die Lieferzeiten weiter zu senken.
Bild: Grob-Werke
Abteilungsleiter. „Mit unseren neuen Softwaretools können wir hier die passende Lösung bieten, die Prozesskette bereits im Vorfeld der Maschine noch besser zu planen, zu simulieren und auszuwerten. Der enorme Zuspruch und das große Anwenderinteresse daran auf der EMO Mailand zeigen, dass die Branche dies bereits erkannt hat und sich auf der Suche nach praxisorientieren Lösungen zu Industrie 4.0 befindet.
Oliver Gossel, Vertriebsleiter für HSC-Maschinen bei der Röders GmbH in Soltau, beobachtet eine Zweiteilung: „Für Hersteller etwa von Schmiedegesenke und Modellbau-Formen ist die Bearbeitungszeit das entscheidende Kriterium. Im Highend-Bereich – also im Spritzguss oder dem Bau von optischen Bauteilen – sind dagegen die Betriebe angesiedelt, bei denen die Oberflächenqualität und die Genauigkeit im Mittelpunkt steht, natürlich auch hier bei wirtschaftlichen Bearbeitungszeiten.“ Doch beide Bereiche haben einen gemeinsamen Nenner: Es nehmen die komplex geformten Werkzeuge und Formen zu, die fünfachsig bearbeitet werden. Im Kommen sind vor allem im Automobilbau
Maßgeschneidert: Werkzeug- und Formenbaubetriebe brauchen zunehmend Werkzeugmaschinen für schwer zu bearbeitende Werkstoffe wie Hartmetall oder pulvermetallurgische Stähle.
Bild: Röders
Leichtbauwerkstoffe wie Kohlefaserkunststoffe (CFK), die auch die Werkzeuge beeinflussen. Gossel: „Unsere Werkzeugmaschinen müssen in dieser Branche vermehrt schwer zu zerspanende Werkstoffe wie Hartmetall oder pulvermetallurgische Stähle fräsen.“
Oberflächenqualität und Genauigkeit stehen im Fokus
Um die Bearbeitungszeit zu senken, entstand eine leistungsfähige Steuerung, die mit sehr schnell arbeitender Regelungstechnik – Frequenz 32 kHz in allen Regelungskreisen – auch bei hohen Beschleunigungen optimale Fräsergebnisse verspricht. So gelingt den Experten ein interessanter Spagat: Sie können die Bearbeitungszeit bis zu 20 Prozent steigern, ohne dass die Oberflächengüte dabei abnimmt.
Der Aufwand kommt an: Die Maschinen sind laut Röders vor allem bei sehr anspruchsvollen Anwendern gefragt. „Es gibt viele Anwender aus
Oliver Gossel, Röders: „Einige Kunden setzen unsere Maschinen nicht nur zum HSC-Fräsen, sondern auch zum Koordinatenschleifen mit einer Genauigkeit ein, die man sonst nur von reinrassigen Koordinatenschleifmaschinen gewohnt ist.“
Bild: Röders
der Top-Liga“, berichtet der Vertriebsleiter. „Einige dieser Anwender setzen unsere Maschinen übrigens nicht nur zum HSC-Fräsen, sondern auch zum Koordinatenschleifen mit einer Genauigkeit ein, die man sonst nur von reinrassigen Koordinatenschleifmaschinen gewohnt ist.“
Nikolaus Fecht
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