Mit Mazak-8-Achs-Maschine Produktionszeit deutlich verkürzen

Die hohe Kunst der Heißkanalhersteller ist die optimale Temperierung der Kunststoffschmelze im Werkzeug. Während die Werkzeugkavität selbst großen Temperaturschwankungen zwischen dem Einspritzen der Kunststoffschmelze und dem Auswerfen des erstarrten Werkstücks ausgesetzt ist, gilt es, die unmittelbar angrenzende Zuführung der Schmelze konstant auf "Wohlfühltemperatur" des zu verarbeitenden Kunststoffs zu halten. Das erfordert ein ausgeklügeltes Temperaturmanagement, da sich diese beiden gegensätzlichen Umgebungen nicht beeinflussen sollen.

Eine der großen Herausforderungen ist die Temperierung der Düse, die unmittelbar an die Kavität anschließt. Schließlich treten hier jeweils innerhalb eines Spritzgießzyklus hohe Temperaturunterschiede auf kurzer Distanz auf. Entsprechend gut isoliert müssen die Düsen sein. Und sie müssen ihre Heizleistung auf möglichst kurzem und direktem Weg an die Kunststoffschmelze bringen.
Werden bei einfachen Systemen außenbeheizte Rohrheizkörper verbaut, sind die Heizelemente bei den heutigen leistungsfähigen Ewikon-Systemen längst in den Körper des Druckrohres integriert: Dabei ist die Heizung ins schmelzeführende Bauteil selbst eingewendelt. So lässt sich ein sehr gleichmäßiges Temperaturprofil über die gesamte Düsenlänge einstellen – gerade bei anspruchsvollen Hochleistungskunststoffen zahlt sich das aus.

Der komplexe Aufbau der Druckrohre bedeutet aber auch, dass bei diesen Bauelementen nicht nur rotationssymmetrische Bearbeitungen anfallen, sondern auch zahlreiche diffizile Operationen mit Fräs- und Bohrwerkzeugen. In diesen Komponenten steckt sehr viel Know-how. Für Ewikon sind die Druckrohre daher Schlüsselkomponenten, die im eigenen Haus gefertigt werden.

Klassischerweise waren diese Arbeitsgänge bei Ewikon auf unterschiedlichste Maschinentypen verteilt – teilweise auch bei Zulieferern. Die Werkstücke mussten jeweils neu gerüstet werden und hatten zwischen den Arbeitsgängen oft lange Liegezeiten. "Mehrere Wochen dauerte die Bearbeitung eines komplexen Druckrohrs mit dieser Methode", erklärt Stefan Eimeke, Geschäftsführer bei Ewikon in Frankenberg. "Drehen, CNC-Drehen, Tiefbohren, Fräsen – dafür gab es jeweils spezialisierte Mitarbeiter und Maschinen. Dazu kam dann noch das Härten."

Trotz eines hohen Standardisierungsgrades sind die Heißkanäle stets auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten. "Sonderanfertigungen sind dabei oft unvermeidlich", erläutert Eimeke. "Das bedeutete in der Vergangenheit oft sehr kurzfristige Änderungen in der Fertigungsplanung." Auch sonst ist die Fertigung bei Ewikon geprägt von kleinen und sehr kleinen Losgrößen – den Mitarbeitern wie auch dem Maschinenpark wird eine hohe Flexibilität abverlangt. Die Schmelzeführung muss mit sehr glatten Oberflächen tieflochgebohrt werden, auch die gefräste Nut für die Heizwendel oder die Bohrung für den Temperaturfühler müssen mit extrem geringen Toleranzen produktionskonstant gefertigt werden.

Bereits im Jahr 2003 hatten die Verantwortlichen eine Marktanalyse initiiert, um eine Lösung zu finden, die Produktion der Druckrohre zu optimieren. "Damals waren bei uns in erster Linie konventionelle Drehmaschinen im Haus", berichtet Eimeke. "Es gab bei Ewikon damals keine konkreten Vorstellungen, wie die Bearbeitung künftig aussehen sollte. Auf einer Messe stießen wir auf die Integrex-Baureihe von Mazak – mit ihren acht Achsen war das eine ganz andere Welt." Zum Glück waren damals drei vielversprechende Zerspanungsmechaniker bei Ewikon in Ausbildung – sie sollten sich in die Bearbeitung mit acht Achsen einarbeiten. Im Jahr 2005 kam dann die erste Maschine ins Haus – eine Stangenmaschine Mazak Integrex 200 ST. Da die drei jungen Zerspaner sehr gründlich ausgebildet worden waren, konnte die Maschine sehr schnell produktiv eingesetzt werden.

"Und das war ein Quantensprung: Statt mehrere Wochen auf die Komponenten warten zu müssen, sind sie jetzt binnen einer halben Stunde fertig bearbeitet – alles auf einer Maschine“, berichtet Eimeke. So dauerte es nicht lange, bis die zweite Mazak-Maschine – eine Futtermaschine Integrex S für Einlegeteile – bei Ewikon aufgebaut wurde. Weil bei Ewikon sehr nah am Futter bearbeitet werden muss, verzichteten die Heißkanalspezialisten auf den unteren Revolver. „Dafür hatte die Maschine eine Frässpindel", ergänzt Eimeke.

Heute stehen neun Maschinen aus der Integrex-Baureihe bei Ewikon, alle mit zweiter Spindel. Die beiden zuerst beschafften Maschinen wurden inzwischen gegen neue Modelle ausgetauscht, die alten laut Eimeke noch "mit erfreulich geringem Wertverlust" weiterverkauft. Neben dem Einhalten der Maße ist insbesondere die hohe Wiederholgenauigkeit der Maschinen ein für Ewikon wesentlicher Faktor. "Die Düsen in einem 32-fach-Werkzeug beispielsweise müssen absolut gleich sein, sonst wird das Balancieren des Heißkanals sehr schwierig", betont Eimeke. "Das Bohrbild, das wir einbringen, muss exakt auf die Mittenbohrung ausgerichtet werden. Die Komplettbearbeitung auf einer Maschine mit der präzisen und verlässlichen Übergabe auf die zweite Spindel stellt sicher, dass die anspruchsvollen Form- und Lagetoleranzen auch eingehalten werden. Das ist bei einer Bearbeitung auf unterschiedlichen Maschinen sehr kompliziert."

Je nach Heißkanalanwendung wird die Heizwendel für ein optimales Temperaturmanagement variiert – die Druckrohre sind in Siemens NX parametrisiert abgelegt, so dass mit ein paar Mausklicks eine maßgeschneiderte Variante erzeugt werden kann. "Im Zusammenspiel mit Mazak CAM können wir so sehr schnell auf die Anforderungen unserer Anwender reagieren", ergänzt Eimeke. Die Maschinen laufen dreischichtig, drei Serienmaschinen sind mit Stangenlader ausgerüstet, drei weitere sind als Futtermaschinen für die Einzelteilfertigung ausgelegt. Nicht nur die technischen Daten und das gute Preis-Leistungs-Verhältnis sprechen für Mazak: "Mazak treibt unsere Projekte sehr engagiert voran", freut sich Eimeke. "Das war übrigens schon am Anfang so – von der schnellen Angebotserstellung bis zur Fertigung erster Teile verging sehr wenig Zeit. So haben wir gleich gespürt: Die bei Mazak wollen mit uns zusammenarbeiten."

Sehr angetan sind die Verantwortlichen bei Ewikon auch vom Service des japanischen Herstellers: "Wir sind sehr empfindlich, wenn es um das Thema Service geht – darauf achten wir sehr stark, da wir selbst auch unseren Anwendern einen exzellenten Service bieten möchten", bekennt Eimeke. "Mit Mazak haben wir einen Maschinenpartner gefunden, der sehr flexibel und schnell auf unsere Anforderungen reagiert. Ersatzteile sind sehr kurzfristig verfügbar. Wir haben bislang sehr gute Erfahrungen machen können – die Servicetechniker sind sehr kompetent, vieles kann bereits auf dem kleinen Dienstweg am Telefon erledigt werden. Wir fühlen uns bei Mazak sehr gut aufgehoben – dass wir neun Maschinen dieses Herstellers bei uns in Betrieb haben, ist für unsere Verhältnisse ein sehr deutliches Statement." nh