Aufgrund der Maschinenlaufzeiten für Schruppen und Schlichten bis zu 35 h bekam man Probleme mit den Terminen. Eine exakte Trennung der sehr kleinen Dichtlippen ist unbedingt notwendig, damit man wegen eventueller Rundungen nicht überspritzt.
Rundungen in der Werkzeugkontur bergen auf der Spritzgießmaschine immer die Gefahr, dass man überspritzt. Deshalb ist eine exakte Trennung und hohe Präzision die Grundvoraussetzung beim Fräsen der entsprechenden Formen. Im Werkzeug- und Formenbau Rothweiler hat man sich auf sehr kleine Dichtlippen spezialisiert und dementsprechend auch in mittlerweile acht HSC-Maschinen investiert.
Ende 2014 kam es allerdings, so Horst Stolz, verantwortlich für das HSC-Fräsen bei Rothweiler zu enormen Engpässen: „Wir hatten zu der Zeit speziell bei den Dichtungen eine sehr gute
Auf derartige Gummidichtungen und die Dichtungstechnik für Motoren hat man sich bei Rothweiler spezialisiert.
Bilder: OSG
Auftragslage und so auch nahezu unendliche Laufzeiten. Das hat nicht nur die Maschinen blockiert, sondern wir hatten wirklich Probleme, Termine zu halten. Wir mussten etwas tun.“ Das war auch der Grund, weshalb man sofort bereit war, den neuen dreischneidigen Kugelfräser PHX-LN-DBT von OSG zu testen. Ein Werkzeug, das speziell für den Werkzeug- und Formenbau entwickelt wurde.
Trends µ-genau
Wenige oder viele Schneiden?
Vorteile von Fräsern mit vielen Schneiden:
- Mehr Schneiden im Eingriff – andere Bearbeitungsparameter bei gleichem Resultat möglich.
- Fräser mit mehreren Schneiden laufen in der Regel weicher.
- Je mehr Schneiden ein Fräser hat, um so mehr Schneiden können sich den Verschleiß teilen, und um so höher ist theoretisch die Standzeit.
- Die größere vom Hartmetall eingenommene Querschnittsfläche beim Mehrschneider führt mehr Wärme ab.
- Je mehr Schneiden, desto kleiner die einzelnen Späne
- Je mehr Schneiden, desto glatter in der Regel die Oberfläche.
Nachteile von Fräsern mit vielen Schneiden:
- kleinere Spanräume
- eine große Schneidenzahl erschwert in der Regel das Eintauchen ins Material.
Galten einst die durchgängigen drei Schneiden für OSG als Alleinstellungsmerkmal, sind es heute die Abmessungen in diesem Bereich. OSG bietet den Kugelfräser ab einem Durchmesser von 0,6 mm an. Eine Größe, die in Villingen nahezu ideal zum Produktspektrum passt und so auch wesentlich dazu beigetragen hat, dass man die Engpässe egalisiert hat. Bei gleicher Schnittgeschwindigkeit und gleichem Zahnvorschub lässt sich dank der dritten Schneide ein 30 Prozent höherer Vorschub fahren.
Das Handicap der niedrigeren Drehzahlen konnte mit dem dreischneidigen Kugelfräser von OSG ausgeglichen werden.
Weniger Produktivität bei kleinerer Drehzahl
Für den Werkzeugbau Rothweiler heißt das konkret: Man fertigt auf HSC-Fräsmaschinen von Röders. Während man bei einigen Typen auf Drehzahlen von bis zu 42 000 min-1 zurückgreifen kann, stehen an der RXP 1200 wegen der Koordinatenschleifvorrichtung nur 30 000 min-1 zur Verfügung. Diese Differenz schlägt bei den Maschinenlaufzeiten zwischen 15 und 20 h entsprechend zu Buche. Und so kam Horst Stolz der Vorschlag von OSG, den Kugelfräser zu testen, natürlich sehr entgegen.
Der Werkzeug- und Formenbau Rothweiler hatte bereits Erfahrungen mit vierschneidigen Fräsern von OSG. Das waren allerdings die Torus-Fräser. Bei den dreischneidigen Kugelfräsern in
Der Kugelfräser PHX-LN-DBT von OSG: Durchmesser < 1 mm bei einem Dreischneider herzustellen, erfordert entsprechendes Fertigungs-Know-how beim Schleifen.
diesen Durchmesserbereichen zählt man seit Dezember 2014 zu den ersten Unternehmen, die dieses Werkzeug einsetzen. „Wir sind ein mittelständisches Unternehmen, uns geht es in der Hauptsache um ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis“, erklärt Stolz. „Deshalb sind wir natürlich immer mit dabei, wenn es um mögliche Kosteneinsparungen geht.“
Zunächst erscheint der Vergleich Zweischneider gegen Dreischneider als einfaches Rechenbeispiel. Fährt man rein rechnerisch 50 Prozent mehr Zahnvorschub bei 25 Prozent weniger Drehzahl, bedeutet das in der Summe, dass es trotz des Handicaps der niedrigeren Drehzahl zu den gleichen Laufzeiten kommt. Dass das tatsächlich so ist, zeigt das Beispiel zweier gleicher Formen, die man auf den unterschiedlichen Maschinen parallel gefräst hat. Das Ergebnis war nahezu identisch.
Profil
Theo Rothweiler e.K. Werkzeug- und Formenbau
Das Unternehmen konzentriert sich seit mehr als 50 Jahren auf die Konstruktion, Entwicklung und Fertigung von Formen für die Kunststoff- und Elastomerbranche. Hier hat man sich unter anderem auf Glasumspritzungen mit Gummi und Thermoplast, die Dichtungstechnik für Motor- und andere Dichtungen von Zwei- und Mehrkomponententeilen von Kleinteilen mit einem Spritzgewicht von < 1 g sowie Großformen bis zu 20 t mit sämtlichen Anspritzverfahren spezialisiert. Mit 30 Mitarbeitern ist man vorrangig für die Automobil-, Kommunikations- und Haushaltsindustrie sowie die Medizintechnik tätig.
Ein Vergleich, der von unterschiedlichen Faktoren abhängig ist. Zunächst geht es um die Werkstoffe. OSG verspricht bei dem PHX-LN-DBT eine Härte bis 60 HRC, bei Rothweiler sind überwiegend Werkzeugstähle wie 1.2312 oder 1.2343 bis HRC 54 im Einsatz. Ein zweiter Punkt ist die Tatsache, dass man bei engen Radien nicht den maximalen Vorschub fahren kann. Dieser Aspekt gilt allerdings auch für zweischneidige Fräser. Umso erfreulicher sind die Vorteile, die sich aus dem Einsatz des Dreischneiders ergeben: Neben der Reduzierung der Laufzeiten wird die Spindel geschont. Bei Rothweiler fährt man meist unterhalb der maximal möglichen Drehzahlen. Anderseits sind es die Kosten: Kürzere Laufzeiten bedeuten wie im konkreten Fall eine Kostenreduzierung, zusätzliche Kapazitäten an den Maschinen und die Möglichkeit, auch im Wettbewerb günstiger anbieten zu können.
An einer der Röders-HSC-Maschinen stehen wegen einer Koordinatenschleifvorrichtung statt 42 000 min-1 nur 30 000 min-1 zur Verfügung.
Zu guter Letzt sind es die drei Schneiden, mit denen wesentlich bessere Oberflächen zu erzielen sind. Mit einer besonderen Geometrie wird zudem erreicht, dass sich ein sehr dünner Span problemlos abführen lässt. In der Summe ist es so möglich, noch enger ans Endmaß zu schruppen. Das führt nochmals zu Zeiteinsparungen. Berücksichtigt sind dabei noch nicht die Kosten für Druckluft oder die Standzeiten des Fräsers. Beim Werkzeugbau Rothweiler war der PHX-LN-DBT zum Schruppen und Schlichten 35 h im Einsatz.
Schwieriges Schleifen kleiner Durchmesser
Stellt sich die Frage, weshalb bei solch messbaren Einsparpotenzialen nicht ausschließlich auf dreischneidige Fräser gesetzt wird. Denn zumindest in Dimensionen über Durchmesser 2 mm
„Die Anwendung für dieses Werkzeug muss natürlich passen. Aber wenn das so ist, lassen sich damit enorme Zeiteinsparungen erzielen.“
Horst Stolz, verantwortlich für das HSC-Fräsen bei Rothweiler
dominieren die dreischneidigen Fräser. Dass auch darunter der Markt da ist, zeigt ja, dass bislang hier Zweischneider im Einsatz sind.
Das Problem ist vielmehr oft die Fertigung dieser Fräser in kleinen Durchmessern. OSG verfügt über entsprechende Schleifkompetenz. Und die ist notwendig, denn Durchmesser < 1 mm bei einem Dreischneider herzustellen ist nicht einfach. Daher sind die Preise für ein solches Werkzeug vergleichsweise höher. Doch das scheint sich bei Rothweiler schnell zu rechnen. „Und berücksichtigt man nicht nur die Investition, sondern die gesamten Prozesskosten inklusive Maschinenstundensatz, zusätzliche Kapazitäten und ähnliches, sind die drei Schneiden für künftige Projekte bei Rothweiler Pflicht“, erkärt Stolz. „Vorausgesetzt, wir haben die passende Anwendung dafür.
Kontakt:
- Theo Rothweiler e.K. Werkzeug- und Formenbau, www.rothweiler.de
- OSG Deutschland GmbH, www.osg-germany.de
Moulding Expo: Halle 4, Stand C25