Fräser von MMC Hitachi Tool warten in der Fertigungszelle auf ihren Einsatz. - (Bild: MMC Hitachi Tool)
Veränderung ist die Chance für Neues: „Für uns war der Umzug an den neuen Standort 2015 die Gelegenheit, bisherige Abläufe zu überdenken und – wo sinnvoll – in neue Technologien zu investieren”, erklärt Jörg Weber, Fertigungsleiter bei Festo Polymer. „Wir haben den Werkzeugbau konsequent automatisiert und uns auf die Kernkompetenzen fokussiert.“
Unter anderem sollten die Fräsprozesse für die Automatisierung standardisiert werden. Zudem wollte man insbesondere die häufigsten Bearbeitungsaufgaben auf den Prüfstand stellen. Zusammen mit einem Prozessoptimierer des japanischen Werkzeugherstellers MMC Hitachi Tool wurden über einen längeren Zeitraum hinweg Tests mit unterschiedlichen Werkstücken und verschiedenen Werkzeugen gefahren, vom Schruppen und Tauchfräsen bis zum Fertigschlichten und Gewindefräsen. Bei den diversen Bearbeitungsaufgaben wurden sowohl verschiedene Frässtrategien, Schnittwerte als auch unterschiedliche MMC-Hitachi-Tool-Fräsertypen miteinander verglichen. Zum Beispiel beim Schruppen eines Formeinsatzes aus 1.2343 mit Z-konstant: Den zunächst verwendeten 20-mm-Torusfräser mit Wendeplatten ersetzte der Prozessoptimierer mit dem Einschraub-Torusfräser ASRM Pico Maxi (Wendeplatten JS 4060). Der ASRM zeigte mit 150 min wesentlich mehr Performance, obwohl die Tiefenzustellung um die Hälfte auf 0,3 mm reduziert wurde.
Gewinde fräsen auch in superharten Stählen
Bei den Optimierungsarbeiten wurden auch die EDT-Gewindefräser bei Festo in den Fertigungsprozess implementiert. Diese Werkzeuge fräsen Gewinde, die sonst häufig senkerodiert werden, direkt ohne vorzubohren – auch in superharte Stähle. In einem weiteren Projekt wollte man die guten Erfahrungen mit MMC Hitachi Tool aufs Graphitfräsen übertragen. Der Ansatz war ähnlich: Zunächst wurde der Prozess genau analysiert, um dann gemeinsam neue Frässtrategien und Schnittwerte wie Vorschub, Drehzahl oder Zustellung festzulegen. Dabei hatte die Prozesssicherheit stets oberste Priorität. Die neuen Werte wurden in die Werkzeugdatenbank von Visi CAM eingetragen.
Trends µ-genau
Standardisieren vor Automatisieren
Wer seine Prozesse mittels Automatisierung effizienter gestalten will, sollte zuvor genau überlegen: Was exakt soll eigentlich automatisiert werden? Wer das gründlich macht, stellt zwangsläufig die gesamte Prozesskette auf den Prüfstand. Automatisierung bedeutet in der Regel auch eine Standardisierung – nicht unbedingt von Produkten, sehr wohl aber von Abläufen und Prozessen. Nicht selten bedeutet das auch eine neue Herangehensweise bei den Bearbeitungsstrategien und damit einen Umbruch im Werkzeugmagazin. Automatisierung beginnt mit dem klaren Durchdenken und Strukturieren der Produktionsabläufe. Erst wenn man klare Strukturen geschaffen hat, wird der Schritt zur umfassenden Automatisierung sinnvoll.
Bei einem Testfräsen, wie Festo bisher die Elektroden bearbeitet hatte, sollten sieben Elektroden für den Formeinsatz eines Pneumatik-Kolbens mit einem 1-mm-Kugelfräser komplett bearbeitet werden. Der Prozessoptimierer ging nach dem Optimierungskonzept „Production 50“ vor, das von MMC Hitachi Tool speziell für den Fräsbereich entwickelt wurde. Von MMC Hitachi Tool wurde der diamantbeschichtete Vollhartmetall-Kugelfräser D-EPDB-2010-5 zum Schruppen und Schlichten eingesetzt. Die Vergleichswerkzeuge kamen jeweils nur zum Schruppen von Restmaterial sowie das Schlichten zum Einsatz.
Bei allen Werkzeugen waren die Bearbeitungsparameter bis auf den Vorschub und leicht unterschiedliche Zustellwerte weitgehend gleich. Mit dem D-EPDB wurde gegenüber den beiden Wettbewerbskandidaten mit 3,2 m/min eine mehr als zweieinhalbfache Vorschubgeschwindigkeit gefahren. Beim Schruppen des Restmaterials hat dies aufgrund der leicht unterschiedlichen Seiten- und Tiefenzustellung zeitlich keine Vorteile gebracht. Aber beim Schlichten ist Festo rund 30 Prozent schneller geworden. „Gemeinsam mit MMC Hitachi Tool konnten wir die Fräsprozesse stark verbessern und die Werkzeugtypen verringern – eine zwingend notwendige Standardisierung der Prozesse“, zeigt sich Weber mit den Ergebnissen zufrieden. „Mit Blick auf die Automatisierung ist zudem wichtig, dass wir bei der Prozesssicherheit nochmal ein gutes Stück vorangekommen sind.“ nh
Im Profil: Festo Polymer GmbH
Festo Polymer ist eine 2014 ausgegründete Tochtergesellschaft der Festo AG & Co. KG, die am Standort St. Ingbert alle Kompetenzen rund um die Polymer- und Elastomerverarbeitung zusammenfasst. Technologie, Werkzeugbau und Fertigung, Digitalisierung, Simulationen und vernetzte Anlagen erfüllen bei den Saarländern die Anforderungen an eine Produktion, die der Industrie 4.0 gerecht wird. Der Prozess von der Entwicklung bis zur Fertigung wird ganzheitlich abgebildet und stetig verbessert. Der hochtechnisierte Werkzeugbau von Festo Polymer zählt zu den modernsten seiner Art und wurde 2017 als Werkzeugbau des Jahres ausgezeichnet. Die Festo-Gruppe mit Hauptsitz in Esslingen a. N. bietet als global ausgerichtetes, unabhängiges Familienunternehmen pneumatische und elektrische Antriebstechnik für die Fabrik- und Prozessautomatisierung an. Weltweit arbeiten rund 20 100 Mitarbeiter an 250 Standorten.