Foto: Hitachi
Fräsen, wo andere erodieren

Die Epoch-Deep-Serie war für Color Metal der Anlass, seinen Werkzeuglieferanten zu wechseln und den Fräsbereich auf Hitachi Tool umzustellen.

Über die Hälfte der früheren Erodierarbeiten werden heute hart gefräst – zum großen Teil mannlos rund um die Uhr und in einer Top-Oberflächenqualität.

DILEK SERIFOGLU, HILDEN

 


Innovation gepaart mit Erfahrung, höchste Perfektion, modernste Konstruktions- und Fertigungstechnik sowie kürzeste Durchlaufzeiten – dies sind die Eckpunkte, mit denen sich Color Metal in gut zwei Jahrzehnten zum gefragten Spezialisten für anspruchsvolle Spritzgusswerkzeuge entwickelt hat. Es war 1993, als der heutige Geschäftsführer Otmar Gutmann und seine Frau Monika den im südbadischen Heitersheim beheimateten Betrieb übernahmen und zu einem hochmodernen Werkzeugbauunternehmen mit aktuell 80 Mitarbeitern umbauten. Zuvor wurden hier seit 1951 farbige Reißverschlüsse hergestellt – daher der Name Color Metal. Davon zeugt der zweite, kleinere Geschäftsbereich Oberflächenveredlung im Übrigen noch heute. Im Schnitt entstehen hier pro Jahr rund 240 Ein- und Zweikomponenten- sowie Etagenwerkzeuge, die in unterschiedlichen Größen und Ausführungen konstruiert und gefertigt werden. „Wir sind stark Automobil-lastig; das bedeutet, der Trend geht eindeutig zu immer kürzeren Projektlaufzeiten”, erläutert Markus Ortlieb. „Deshalb stellen wir unsere Abläufe ständig auf den Prüfstand und gehen auch schon mal ganz neue Wege.“ Für den Leiter des CAM-Bereichs bei dem im südbadischen beheimateten Werkzeugbauspezialisten ist die Richtung dabei klar definiert: „Wir automatisieren, und zwar so, dass wir schneller und prozesssicherer sind und trotzdem flexibel bleiben.“ Bei Color Metal gehören deshalb eine durchgängige CAD- und CAM-Infrastruktur (VISI, Hypermill) mit zehn Konstruktions- sowie vierzehn NC-Programmierplätzen ebenso zur Grundausstattung wie modernste Fertigungstechnik einschließlich Nullpunktspannsystemen und automatischen Palettenwechslern, die eine mannlose Fertigung in der zweiten und dritten Schicht ermöglichen.

 

Herzstück der HSC-Hartbearbeitung


Kernkompetenz der spanenden und abtragenden Fertigung ist das Fräsen und Erodieren, wobei sich der Schwerpunkt immer mehr in Richtung Fräsen verschiebt. „Wir fräsen heute mit μ-Genauigkeit in Bereichen, wo andere längst erodieren würden”, erklärt Markus Ortlieb nicht ohne Stolz und zeigt auf die 5-achsige HSM 600U LP von AgieCharmilles (Mikron), die zusammen mit den drei ebenfalls neuen 5-Achs-Maschinen HSC 75 und HSC 105 sowie der riesigen 125 Monoblock von DMG Mori das Herzstück der HSC-Hartbearbeitung bildet. Keine dieser mit Automatisierungstechnik ausgerüsteten Maschinen ist älter als zwei Jahre. Das gilt auch für die beiden 5-achsigen Horizontal-Bearbeitungszentren G350 und G550 von Grob, die per Roboter und Ladestation (Schuler LoadMaster Compact) sowie jeweils 15 Paletten pro Maschine für die mannlose 2,5D-Bearbeitung – Formplatten, Finishing sowie viele Vorfräsarbeiten – zuständig sind.

Epoch-Deep-Serie gab den Ausschlag


Den Anstoß, den Maschinenpark stark zu verjüngen und den Fräsbereich kräftig auszubauen, hätten die Werkzeuge der neuen Epoch-Deep-Serie von Hitachi gegeben, erklärt Ortlieb. Das war vor gut drei Jahren. „Wir hatten damals die neue Reihe getestet und schnell festgestellt, dass nicht nur die Standzeit wesentlich angestiegen war, sondern sich auch das Bearbeitungsergebnis stark verbessert hatte.“ Und zwar sowohl im Vergleich zu den bei Color Metal bislang verwendeten VHM-Fräsern Schweizer Herkunft als auch gegenüber den früheren VHM-Werkzeugen von Hitachi. „Die hatten wir hin und wieder mal ausprobiert, uns aber nicht so zugesagt.“ Hinzu kam, dass die Werkzeuge der Epoch-Deep-Serie zu großen Teilen bedeutend weniger kosten als die Hitachi-Werkzeuge, die man von früher her kannte. Das machte die Entscheidung leicht und die Umstellung sei dann ziemlich schnell gegangen. „Wir haben erst mal die Hightech-Bearbeitungszentren mit Palettenwechslern komplett mit Hitachi-Werkzeugen ausgerüstet und dann nach und nach die anderen Maschinen.“

 

Erodieren verliert an Bedeutung


Inzwischen werden bei Color Metal im Fräsbereich zu etwa 85 Prozent Hitachi-Werkzeuge verwendet. Verstärkt auch in Bereichen, die früher erodiert wurden. Natürlich ist bei Color Metal das Senkerodieren nicht ganz verschwunden, wovon die mit einem Linearroboter ausgerüstete Fertigungszelle (Chameleon von Zimmer+Kreim) zeugt. Hier werden Grafit-Elektroden auch mit Hitachi Tool Werkzeugen der HD-Serie – welche noch stark erweitert wird, wobei man sich bei Color Metal besonders auf die kleineren Abmessungen freut – hocheffizient sowie rund um die Uhr automatisch gefräst, gewaschen, vermessen, zwischengelagert und in die beiden Erodiermaschinen eingewechselt. Allerdings: „Wo wir früher schon mal bis zu hundert und mehr Elektroden benötigt haben, kommen wir heute mit vielleicht einer Handvoll aus”, sagt Ortlieb.

 

Mit 0,2er Werkzeugen bruchfrei fräsen


Natürlich ist das Arbeiten mit einem 0,2er Fräser eine heikle Sache, zumal es schon bei deren Bruchstabilität unter den Herstellern gewaltige Unterschiede gibt, wie Markus Ortlieb selbst erlebt hat. Vor der Bearbeitung wird der Fräser per Druckluft von eventuellen Verunreinigungen befreit. „Dabei sind die sehr dünnen Fräser damals gerne mal abgebrochen. Das ist mit Hitachi noch nie passiert.“ Deshalb verwendet Hitachi bei diesen filigranen VHM-Werkzeugen, die als Torusfräser (EPDRE) und Kugelfräser (EPDBE) von 0,1 bis 6 Millimeter Durchmesser zum Einsatz kommen, neben einer neuen Geometrie, die vor allem den Bereich der Verjüngung zwischen Schaft und Schneide betrifft, ein besonders hochwertiges Feinstkornsubstrat. Zusammen mit der ebenfalls neu entwickelten ATH (TH60+) und einer Radiustoleranz (CR) von 0,005 Millimetern beim EPDRE, lassen sich mit diesen Miniaturfräsern Kalt- und Warmarbeitsstähle mit Härten bis zu 70 HRC extrem prozesssicher bearbeiten.


Auch das alte Problem, dass bei der Hartbearbeitung mit VHM-Werkzeugen hohe Präzision mit starkem Werkzeugverschleiß erkauft wird, hat Hitachi mit seiner Evolution-Serie dank neuer Schneidengeometrien und Beschichtungen weitgehend gelöst. So werden Standzeiten erreicht, die an die von CBN heranreichen, ohne dessen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Denn das an sich verschleißfestere kubische Bornitrid (CBN) neigt bei harten Werkstoffen gerne zu Ausbrüchen, vor allem bei längeren Bearbeitungszeiten. Doch gerade das prozesssichere Fräsen ist für Color Metal extrem wichtig, nicht zuletzt wegen der Automatisierung.

 

Deutlich gesunkene Werkzeugkosten


Die Umstellung auf Hitachi hätte sich auch auf der Ausgabenseite schnell positiv bemerkbar gemacht, erklärt Markus Ortlieb. Sein Chef, Otmar Gutmann, hätte ihn einmal gefragt, wie es denn sein könne, „dass ich mit zum Teil teureren Werkzeugen insgesamt deutlich niedrigere Werkzeugkosten habe?“ Ortlieb führt dies auf mehrere Gründe zurück. Da sei neben der bereits erwähnten höheren Standzeit die wirklich gleichmäßige Qualität, die Hitachi Tool bietet. Jeder Fräser sei zu 99,99 Prozent exakt so, wie man ihn bestellt hat. „Bei unserem früheren Werkzeugausrüster standen wir häufig vor der Situation, dass bei einer Charge von zehn Fräsern mindestens zwei tendenziell unbrauchbar waren.“ Dies wurde natürlich erst nach dem Fräsen bemerkt, wenn das Ergebnis entsprechend schlecht war.


Als effektiver Kostendämpfer hätte sich auch die neue Generation von Wendeplattenfräsern erwiesen, die in Heitersheim als Torusfräser der APHP-Reihe in Durchmessern zwischen 12 und 20 Millimetern – vorwiegend auf den beiden voll automatisierten Grob-Maschinen – eingesetzt werden. „Im Vergleich zu einem gleich großen VHM-Fräser zahle ich bei Wendeplatten weniger.“ Mit den Wendeplattenwerkzeugen wird fast ausschließlich geschruppt, meist 1.2343 (54 bis 56 HRC), dem bei Color Metal standardmäßig verwendeten Werkzeugstahl.

 

Fazit


Die Entscheidung, den Fräsbereich auf Hitachi Tool umzustellen, bewertet Markus Ortlieb rundum positiv. „Bei den Schnittwerten sind wir mit den Evolution-Werkzeugen gegenüber früher um durchschnittlich 15 bis 20 Prozent besser geworden, bei gleichzeitig rund 30 Prozent höherer Standzeit.“ Zudem werde heute zwischen 50 und 60 Prozent weniger erodiert, weshalb auch der Polieraufwand gesunken sei, „da eine auf Endmaß gefräste Oberfläche in der Form aussieht wie ein Spiegel.“ Ein Vorteil, der nicht nur bei Sichtteilen punktet. Auch die Restmaterialbearbeitung hätte sich deutlich verbessert, da Hitachi-Werkzeuge mit sehr niedrigen Toleranzen hergestellt werden, die auch wirklich stimmen würden, wie Ortlieb betont. Hier hätte die Evolution-Reihe einen richtigen Schub ausgelöst, da nun auch in Ecken, wo superdünne Werkzeuge bis zu 0,2 Millimeter Durchmesser zum Einsatz kommen, prozesssicher gefräst wird. 

www.color-metal.de  
www.hitachitool-eu.com

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Beitrag aus dima 2/2015:

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