| von Melanie Fritsch

Kürzeste Durchlaufzeiten gefordert

Virtuelle Spannkonfiguration
Mit Quick-Point-Spannsystem von Lang Technik können Rüstzeiten drastisch reduziert werden, weil die Aufspannsituationen schon vollständig virtuell im CAM-System geplant werden. - Bild: werkzeug&formenbau

Eine Durchlaufzeit von weniger als einer Woche – das ist für die Prototypenbauer beim Reisinger Modellbau aus dem baden-württembergischen Erligheim Standard. Bei kleineren Teilen liefern sie sogar innerhalb eines Tages. Ihre Kunden, die zum Großteil aus dem Automotive-Bereich sowie aus dem Kunst- und Heizungsbau kommen, setzen bei den Dienstleistern kürzeste Lieferzeiten voraus. Benjamin Reisinger, Mitglied der Geschäftsführung, erklärt: "Die Komplexität der Bauteile ist nicht das einzige, was uns im Alltag fordert. Viel größer noch ist die Herausforderung, die Teile blitzschnell zu fertigen. Wir arbeiten mit kürzesten Durchlaufzeiten, und dafür brauchen wir ein professionelles Projektmanagement."

Das 25 Jahre alte Familienunternehmen ist im Gießerei- und Modellbau groß geworden. Den Hauptumsatz – nämlich bis zu 70 Prozent – generiert es jedoch mittlerweile mit dem Prototypenbau. Die Spezialisten programmieren zumeist nach Kundenzeichnung, bieten bei Bedarf aber auch selbst Konstruktionsdienstleistungen an. Für das Fräsen der Bauteile stehen den Prototypenbauern insgesamt vier Bearbeitungszentren zur Verfügung. Drei 5-Achs-Fräsmaschinen von Hermle – zwei davon vom Typ C40 U, eine weitere vom Typ C52 U sowie eine CNC-Portalfräsmaschine FZ 33 C von F. Zimmermann.

Hoher Anspruch an Oberflächenqualität

Familie Reisinger
v.l.n.r: Die drei Geschwister Johannes, Benjamin und Naemi führen das 1994 gegründete Unternehmen ihres Vaters Joachim Reisinger (rechts) fort. - Bild: werkzeug&formenbau

Bei Reisinger wird zweischichtig gearbeitet, wobei bei Bedarf eine dritte Schicht für Langläufer zur Verfügung steht. Viele ihrer Bauteile sind im Durchschnitt vier Stunden auf der Maschine, sodass die Prototypenbauer pro Tag zirka 16 Bauteile fertigstellen.

Bei den Werkstücken erzielen sie Oberflächengüten von Rz = 6,3. Die Toleranzen liegen im Hundertstelmillimeterbereich. "Prinzipiell tun wir das, was der Kunde wünscht. Dabei kommt es bei unseren Kunden oft weniger auf die Toleranzen, sondern mehr auf die Oberflächen an. Verspiegelungen oder Hochglanz – es muss optisch perfekt aussehen."

Bild: werkzeug&formenbau

"Unser Ziel war es, die Komplexität und das Know-how in die Konstruktion und in die CAM-Software zu verlagern. Wir wollten, dass die Maschinenbediener es durch Standardisierungen einfacher haben und sie keine Fehler mehr beim Aufspannen machen können."
Benjamin Reisinger, Mitglied der Geschäftsführung Reisinger Modellbau GmbH

Das zu bearbeitende Teilespektrum ist sehr weit gefächert und bewegt sich
zwischen Teilegrößen von 10 x 10 bis 2500 x 3000 mm. Auch das Gewicht variiert von wenigen Gramm bis zu 5 t. "Die Geometrien sind jedes Mal komplett unterschiedlich", betont Reisinger.

Breites Produktspektrum

Demo-Schnecke
Zum Leistungsspektrum der Prototypenbauer gehören auch Demostücke wie diese Schnecke. - Bild: werkzeug&formenbau

In der Regel fertigen die Experten Anbauteile, die zum Beispiel als Prototyp für ein Automobil gebraucht werden, oder Ersatzteile, die die Kunden sofort benötigen. "In solchen Fällen springen wir ein", erzählt Reisinger. "Showcars, Mittelconsolen, Surfbretter, Knöpfe oder Gläser – von komplexesten Freiformflächen bis zu eher weniger spektakulären Teilen ist alles dabei. Hier müssen wir absolut flexibel aufgestellt sein."

Um diese Flexibilität weiterhin gewährleisten zu können, wollten die Prototypenbauer die Durchlaufzeit auf ihren Maschinen verkürzen. Als sie 2014 mit diesem Ziel die AMB in Stuttgart besuchten, sind sie auf die Quick-Point-Technik von Lang Technik aufmerksam geworden. Das modulare Nullpunktspannsystem lässt sich an nahezu jeder Werkzeugmaschine nachrüsten und bietet einen hochgenauen und sekundenschnellen Wechsel von Spannmittel, Vorrichtungen und Werkstücken.

27 mm flaches Spannsystem

Quick-Point-Spanntechnik
Die Konzipierung des Quick-Point-Systems mit einer Anzugsschraube oder dem Quick-Lock- Schnellverluss macht die Bedienung leicht. - Bild: werkzeug&formenbau

Die Spannung der Nullpunktplatten, die mit einer Höhe von 27 mm enorm niedrig sind, erfolgt rein mechanisch (von Hand mit einem Hebel) über ein patentiertes Keilsystem im Inneren der Platte, das eine Wiederholgenauigkeit von kleiner 5 µm gewährleisten kann. Die technische Konzipierung des Quick-Point-Systems von Lang Technik mit einer Anzugsschraube oder alternativ dem Quick-Lock-Schnellverluss gestaltet die Bedienung sehr einfach und sicher.

In den Quick-Point-Erhöhungen oder dem Schraubstock von Lang Technik befinden sich Aufnahmebolzen, die die Aufnahme in den Nullpunktrasterplatten vorgeben. Die Werkstücke können aber auch direkt im Nullpunktsystem sicher gespannt werden. Die Aufnahmebolzen werden dann direkt mittels Gewinde in das Werkstück ein- und bei Bedarf wieder ausgeschraubt.

Aufnahmebolzen gewährleisten Haltekraft

In den Quick-Point-Erhöhungen oder dem Schraubstock von Lang Technik befinden sich Aufnahmebolzen, die die Aufnahme in den Nullpunktrasterplatten vorgeben. Die Werkstücke können aber auch direkt im Nullpunktsystem sicher gespannt werden. Die Aufnahmebolzen werden dann direkt mittels Gewinde in das Werkstück ein- und bei Bedarf wieder ausgeschraubt.

Sehr belastbar und modular erweiterbar

Quick-Point-Aufnahmebolzen
Mit einem Anzugsmoment von 30 Nm werden pro Aufnahmebolzen Haltekräfte von bis zu 1,5 t erreicht. - Bild: werkzeug&formenbau

Mit einem Anzugsmoment von 30 Nm werden pro Aufnahmebolzen Haltekräfte von bis zu 1,5 t erreicht. Werden also vier Aufnahmebolzen eingesetzt, steigt die Haltekraft auf bis zu 6 t, was das System auch sehr belastbar macht. Bei Verwendung von weiteren Aufnahmebolzen, etwa bei eigenen Vorrichtungen, steigen die Haltekräfte dementsprechend.

Noch auf der Messe haben sich die Experten für ein Starter-Paket von Lang Technik entschieden, das sie zunächst auf der Hermle C40 U getestet haben. Da es die Nullpunktrasterplatten in unterschiedlichsten Varianten und Formen gibt und das System modular erweiterbar ist, sind die Prototypenbauer zunächst mit einer kleinen Quick-Point-Nullpunktplatte gestartet, bevor sie später ihr Portfolio ausgebaut haben.

Trends µ-genau

Nullpunktspannsystem Quick Point von Lang Technik

Das flexible Quick-Point-Nullpunktspannsystem ist leicht bedienbar, erlaubt zahl­reiche Anwendungsmöglichkeiten für Vertikal- und Horizontalbearbeitungszentren und deckt nahezu jeden Bedarf auf 3- und 5-Achs-Tischen oder vierten Achsen ab. Durch seine Modulariät kann das System jederzeit­ erweitert werden. Es garantiert kürzeste Rüstzeiten bei höchster Präzision. Die Spannung der Nullpunktplatten erfolgt rein mechanisch über ein patentiertes Keilsystem­ im inneren der Platte, das für eine­ Wiederholgenauigkeit von < 5 µm sorgt. Aufgrund der geringen Anzahl an Bauteilen, die zudem kaum Verschleiß unterliegen­, ist die Wartung des Spann­systems völlig unproblematisch.

Flexibel Bearbeitungsschritte unterbrechen

Quick-Point-Spanntechnik von Lang Technik
In dem Schraubstock von Lang Technik befinden sich Aufnahmebolzen, die die Aufnahme in den Nullpunktrasterplatten vorgeben. - Bild: werkzeug&formenbau

In Absprache mit ihren Kunden haben sie die ersten Bauteile mit den Bohrungen und Passungen versehen. In der Praxis zeichnete sich der Mehrwert dann sehr schnell ab. "Wenn wir komplexe Teile mit einem Änderungsauftrag von unseren Kunden zurückbekommen haben, war es früher so, dass wir das Teil aus dem Vollen neu gefräst haben. Das war oft die schnellere Variante, die viel Zeit für Antasten und Ausrichten einspart, um die Ist-Situation darzustellen", erläutert Reisinger. "Mit dem Quick-Point-System können wir jetzt deutlich schneller auf Korrekturen und Änderungen reagieren. Wir können Bearbeitungsschritte unterbrechen, Werkstücke auf den Maschinen tauschen und den alten Ist-Zustand auf der Maschine bis zu 5 µm genau wiederherstellen. Das ist gigantisch und macht uns um Welten effizienter."

Dazu schrauben die Erligheimer einfach die Aufnahmebolzen in das Werkstück wieder ein, und schon kann es erneut auf die Maschine gehen. "Dank der Aufnahmebolzen ist die Vielfalt gegeben. Mit dem Spannsystem sind wir in der Lage, jedes Bauteil zu fräsen", betont Reisinger. "Dass die Bearbeitung dann so kostengünstig und schnell passiert, ist aber hauptsächlich unserem Know-how und den Sonderkonstruktionen geschuldet."

Aufspannsituationen im CAM-System planen

Fräsen mit Nullpunktspannsystem von Lang Technik
Der Fräsprozess dieses Demostücks erfolgt fünfachsig bei einer 90°-Anstellung. - Bild: werkzeug&formenbau

Das Quick-Point-Spannsystem ist leicht bedienbar, weshalb Schulungen für Maschinenbediener oder Konstrukteure nicht notwendig sind. Reisinger: "Wichtig ist, wo die Aufnahmebolzen, Bohrungen, Passungen oder das Gewinde im Bauteil angebracht werden. Alles andere ist selbsterklärend."

Die Experten haben es dank ihres Spanntechnikherstellers geschafft, kostspielige Rüstzeiten auf ein Minimum zu reduzieren, weil nun bereits die Programmierer die Aufspannsituationen virtuell in ihrem CAM-System planen können. Der Nullpunkt wird im System bestimmt und bleibt bei allen Bauteilen gegeben – sowohl für die 5-Seiten-Bearbeitung als auch für die sechste Seite.

Das sagt die Redaktion

Veränderung braucht ihre Zeit

Die Prototypenbauer haben sich die Zeit genommen, sich langsam an das Quick-Point-Spannsystem heranzutasten. Ausgehend von einer kleinen Rasterplatte haben sie ihr Portfolio schrittweise erweitert. Heute besitzen sie eine große Auswahl an Nullpunktplatten, Aufnahmebolzen, Schraubstöcken oder Erhöhungen. Der Nullpunkt wird im CAM-System bestimmt, dort werden auch virtuell die effektivsten­ Spannkonfi­gurationen ermittelt. Der Rüstvorgang auf der Maschine selbst gelingt damit jetzt so einfach, dass dafür keine Top-Spezialisten mehr benötigt werden. Die Experten profitieren vielfach von dem Nullpunktspannsystem. Mit kürzeren Rüst- und Durchlaufzeiten, einer höheren Spindelauslastung und einer absoluten Prozessstabilität können sie sich auch in Zukunft erfolgreich am Markt positionieren. Melanie Fritsch

Komplexität von der Maschine ins CAM verlegen

Die Erligheimer arbeiten mit dem CAD/CAM-System von Tebis, das an sieben Arbeitsplätzen installiert ist. "Unser Ziel war es, die Komplexität und das Know-how in die Konstruktion und in die CAM-Software zu verlagern. Wir wollten, dass die Maschinenbediner es durch Standardisierungen einfacher haben und Fehler beim Aufspannen vermieden werden."

Rüsten binnen Sekunden

Lagerregal für die Spannelemente von Lang Technik
Die Spannelemnte werden bei Reisinger ordentlich im Regal gelagert. - Bild: werkzeug&formenbau

Alle Spannelemente sind virtuell verfügbar, und auch jeder Maschinenraum von Reisinger wurde gescannt und ist maßstabsgetreu in der CAM-Software abgebildet. Somit werden für den Rüstvorgang eines Werkstücks an der Maschine nur noch wenige Sekunden Zeit benötigt. Und jedes Werkstück ist zu 100 Prozent kollisionsgeprüft bevor es auf das Bearbeitungszentrum geht.

"Der große Vorteil ist, dass das Werkstück wie geplant und konstruiert nachher eins zu eins auf der Maschine ist, der Prozess sicher läuft und keine bösen Überraschungen mehr kommen", betont der Geschäftsführer. "Wo wir früher einen Engpass an unseren Maschinen hatten, haben wir ihn heute bei der Programmierung. Und das, obwohl wir schon fünf Programmierer für unsere vier Bearbeitungszentren beschäftigen."

Umstellung für die Mitarbeiter

Am Anfang hatten die Mitarbeiter es schwer, das neue System anzunehmen, wie Reisinger erzählt: "Wir haben ihnen aber erklärt, warum wir die Quick-Point-Technologie benötigen. Wir haben zum Beispiel immer Zeit verloren, weil wir nach dem Fräsen warten mussten, bis das Bauteil abgekühlt ist. Heute können wir den Schraubstock aus der Maschine nehmen, das neue Bauteil aufspannen, und weiter geht´s. Wir haben also kaum noch Stillstandszeiten bei der Spindel."

Weg hin zur kompletten Automatisierung

Der Maschinenpark bei Reisinger ist aktuell noch nicht automatisiert, weil ein großer Aufwand dahinterstecken würde, der sich bei komplexen Einzelteilen und Kleinserien, wie sie in Erligheim Alltag sind, nur bedingt rechnet. "Bei uns laufen die Maschinen zu 80 Prozent mannlos“, erklärt Reisinger. „Nur bei schwierigen Bearbeitungsschritten etwa dem Schruppen steht zur Überwachung eine Fachkraft aus der CNC-Zerspanung an der Maschine. Unsere Stärke bei der Teilefertigung liegt in den kurzen Bearbeitungszeiten und dem hohen Output. Und genau dieser hohe Output würde sich zum derzeitigen Stand bei einem 100 Prozent sicheren und vollständig mannlosen Prozess verringern."

Mit der Investition in das Quick-Point-System und damit auch in die Standardisierung ihrer Fertigung sind die Spezialisten auf dem richtigen Weg. Sie fühlen sich bei Lang Technik sehr gut aufgehoben – und ihr Spannsystem ist auch nach sechs Jahren noch servicefrei. mf

Profil

Reisinger Modellbau GmbH

Der Modellbau mit Sitz in Erligheim in Baden-Württemberg wurde im Jahr 1994 gegründet und beschäftigt aktuell­ 30 Mitarbeiter und 10 Azubis. Das Leistungs­­­spektrum umfasst Konstruktionen, Gießereimodelle, Guss­bearbeitung, Erstmuster sowie Prototypenbau und wird in zwei nahegelegenen Produktionshallen auf insgesamt 2000 m² abgedeckt. Die Spezialisten fertigen Prototypen aus diversen Kunststoffen (PA 6, POM, Teflon) beziehungsweise Metallen (Alu, Messing, Stahl). Das Familienunternehmen wurde von Vater Joachim Reisinger, Modellbaumeister­, gegründet. Mutter Jutta Reisinger übernahm den kaufmännischen Part. Mittlerweile hat ein Generationenwechsel­ stattgefunden. Heute teilt sich die Geschäftsleitung unter den drei Geschwistern Johannes (34), Benjamin (29) und Naemi (25) auf.