Prozesssichere Langstreckenläufer

Hightech bedeutet bei Walther Wolf, dass nicht nur mit hochmodernem Maschinenequipment bis in den µ-Bereich gefertigt wird, sondern auch das Thema Automatisierung einen hohen Stellenwert einnimmt. Mehrere Tausend Elektroden, überwiegend aus Graphit, werden pro Jahr in einer 23 m langen Fertigungszelle (Chameleon von Zimmer+Kreim) rund um die Uhr automatisch gefräst, gewaschen, vermessen, zwischengelagert und in die zwei Erodiermaschinen eingewechselt.

Hohe Flexibilität

Die Flexibilität der Anlage ermöglicht, dass sich die einzelnen Stationen auch manuell nutzen lassen und die automatische Abarbeitung der Aufträge im Hintergrund trotzdem weiter läuft.

Montierte Hitachi-Werkzeuge im Magazin der
Fertigungszelle ‚Chameleon‘, die automatisch in die beiden HSC-Maschinen von Röders eingewechselt
werden.
Bilder: Hitachi, Walter Wolf

Deshalb werden die beiden fünfachsigen HSC-Maschinen von Röders, die ins Chameleon eingebunden sind, auch für andere Aufgaben verwendet, vorwiegend zum Hartfräsen. So sind die Maschinen besser ausgelastet, was mehr Spielraum in der Kalkulation lässt.

„Wir haben durch die Fokussierung auf kleine, hochpräzise Spritzgießwerkzeuge bei der Hartbearbeitung von Werkstoffen bis zu 70 HRC im Laufe der Jahre sehr viel Erfahrung aufgebaut, die auch unsere Kunden aus dem Bereich Lohnfertigung zu schätzen wissen“, berichtet Jochen Dorlöchter, Inhaber und Geschäftsführer von Walther Wolf. „Beim hochgenauen Hartfräsen setzen wir schon seit Langem auf VHM-Werkzeuge von Hitachi. Die sind zwar vom Preis her weit oben angesiedelt, aber ihr Geld wirklich wert.“ Diese hochpräzisen Fräser übernehmen bei den Franken immer mehr Aufgaben, die früher nur senkerodiert werden konnten. Natürlich ist der Trend, Erodieren mit Hartfräsen zu ersetzen, kein Selbstzweck, sondern hat handfeste wirtschaftliche Vorteile: Zusätzliche Fertigungsschritte und die Kosten für die Elektroden entfallen, im Idealfall ebenso der Aufwand für Nachbearbeitung und Polierarbeit der Oberflächen.

Trends µ-genau

Prozesssicher bis 72 HRC

Auch für das Problem, dass bei der Hartbearbeitung mit VHM-Werkzeugen hohe Präzision mit starkem Werkzeugverschleiß erkauft wird, gibt es inzwischen eine Lösung. Denn mit den neuen VHM-Fräsern der Epoch21-Reihe lassen sich dank spezieller Schneidengeometrie und neuem Feinstkornsubstrat sowie der Hitachi-Tool-eigenen nanokristallinen PVD-Beschichtungen TH45+, TH64+ ATH, Kalt- und Warmarbeitsstähle mit Härten von bis 72 HRC prozesssicher bearbeiten. Damit lassen sich wesentlich höhere Standzeiten erzielen, die an die von CBN heranreichen, ohne beim Thema Prozesssicherheit Abstriche machen zu müssen. Denn Fräser aus dem verschleißfesteren kubischen Bornitrid (CBN) neigen bei harten Werkstoffen gerne zu Ausbrüchen, vor allem bei längeren Bearbeitungszeiten.

Steigende Leistungsfähigkeit

Die in den vergangenen eineinhalb Jahrzehnten enorm gestiegene Leistungsfähigkeit insbesondere der Fräswerkzeuge hat zu einer paradoxen Entwicklung geführt. Es wird immer mehr gefräst, weshalb der – bei der Werkzeugbeschaffung ohnehin schon dominierende – Kostenblock für Fräser zunehmend größer wird. Ein guter Weg, um hier gegenzusteuern, ist die Verwendung von Wendeschneidplatten. Vor diesem Hintergrund entstand bei Hitachi eine neue Generation von Wendeplattenfräsern speziell für die Hartbearbeitung, die höchste Präzision, Rundlaufgenauigkeit und Prozesssicherheit von VHM-Werkzeugen mit den Kostenvorteilen der austauschbaren Schneidplatten vereinen soll. Auch diese

„Die ohnehin sehr hohe Erwartungshaltung, die wir gegenüber Hitachi Tool hatten, wurde mehr als erfüllt.“
Jochen Dorlöchter,
Inhaber und Geschäftsführer von Walther Wolf

Werkzeugreihe, deren Durchmesser bauartbedingt bei 8 bis 10 mm beginnt und die als Kugelkopf-, Torus- und Planfräser eingesetzt werden kann, ist seit rund eineinhalb Jahren bei Walther Wolf im Einsatz. Und das Ergebnis kann sich sehen lassen, wie das Beispiel eines Werkzeugeinsatzes aus Warmarbeitsstahl 1.2343 mit einer Härte 53 bis 54 HRC zeigt. Die Franken schlichten die Außenkonturen mit den Toruswendeschneidplattenfräsern ASPV und ASPV-Mini direkt auf Endmaß mit einem Ra von 0,08 µm. Damit erreichen sie eine Oberflächenqualität, die das Polieren überflüssig macht – und dies bei rund 30 Prozent niedrigeren Werkzeugkosten.

Präzision im Gesamtsystem

„Natürlich sind an dieser Präzision nicht nur die Fräswerkzeuge alleine der bestimmende Faktor. Neben dem Gesamtsystem Maschinenkinematik, Spindel, Spannmittel und Werkzeug spielen

In Wendelstein entstehen unter anderem Werkzeuge, bei denen höchste Präzision gefordert ist.

ebenso die Frässtrategien der CAM-Software – wir programmieren mit Creo NC (PTC) – sowie Einflussgrößen wie der Werkzeugverschleiß eine entscheidende Rolle“, erläutert Jochen Dorlöchter. „Auch bei Letzterem überlassen wir nichts dem Zufall: In den beiden Röders-Bearbeitungszentren vermessen wir nach jedem Werkzeugwechsel den Fräser per Laser bis auf 2 µm genau – das Ergebnis wird als Korrekturwert an die Maschinensteuerung geschickt.“ Über die Funktion 3D-Werkzeug-Radiuskorrektur kompensiert die CNC-Maschine die Konturbahnen, ohne dass die NC-Programme im CAM-System neu berechnet werden müssen. Weil auf diese Weise stets mit den Ist-Daten des Werkzeugs gefräst wird, erzielt man bei Walther Wolf zusätzlich Genauigkeit. Da sie zwischendurch auch immer wieder nachmessen, erreichen die Franken noch einen weiteren Nebeneffekt: Die teuren Fräswerkzeuge lassen sich länger einsetzen.

Deutlich erhöhte Standzeiten

Mit den neuen Fräs- und Bohrwerkzeugen von Hitachi Tool haben sich die Werkzeugstandzeiten bei Walther Wolf deutlich erhöht. Mindestens ebenso wichtig ist aber, dass man hinsichtlich Präzision, Oberflächengüte und Prozesssicherheit noch mal ein kräftiges Stück vorangekommen ist. Ohne den exzellenten Support von Hitachi Tool wäre der heutige Stand bei der spanenden Hartbearbeitung allerdings kaum zu erreichen gewesen. „Denn“, so erklärt Dorlöchter, „ein Werkzeug lebt nicht nur von seinen Daten, sondern auch von den Informationen, wann und wie man es am besten verwendet – und vom Service, der dahinter steckt.“

Prozesssichere Werkzeuge

Polieren entfällt: Werkzeugeinsatz aus Warmarbeitsstahl 1.2343 mit 53 bis 54 HRC, auf Endmaß geschlichtet mit dem Torus-Wendeschneidplattenfräser ASPV-Mini.

Die Werkzeuge von Hitachi Tool haben sich in Wendelstein absolut bewährt. Das prozesssichere Fräsen ist für Walther Wolf nicht zuletzt auch vor dem Hintergrund der Automatisierung extrem wichtig. „Hierzu tragen bei uns auch die TH-beschichteten VHM-Tieflochbohrer der WHNSB-Reihe von Hitachi bei, mit denen sich – in eine zuvor erstellte kurze Führungsbohrung – Tiefen bis zu einem 30-fachen Werkzeugdurchmesser in einem Arbeitsgang herstellen lassen“, fasst Jochen Dorlöchter zusammen. „Wir bohren mit Schrumpffutter und Minimalmengenschmierung damit in Werkstoffe bis 58 HRC und sind pro Bohrung gegenüber früher rund 30 Prozent schneller geworden.“

Kontakt:

• Walther Wolf GmbH, www.waltherwolf.com
• Hitachi Tool Engineering Europe GmbH, www.hitachitool-eu.com