Die Rückseite des fertigen Aluminiumbauteils erinnert an einen Sessel. Dermaßen inspiriert, nimmt Firmenchef Sebastian Behr kurzerhand Platz auf dem ‚Sitzmöbel‘ im Arbeitsraum seiner Hermle C 62 U MT. Die spaßige Szene täuscht darüber hinweg, wie filigran die Vorderseite des Teils gestaltet ist, bei deren Fertigung enge Vorgaben an Präzision und Oberflächenqualität einzuhalten waren.
Präzision fürs Teleskop
Der Aluminiumklotz ist ursprünglich kein typisches Bauteil für das 1904 gegründete Familienunternehmen. Es könnte aber aufzeigen, wohin nie Zukunft des heute ganz auf Lohnfertigung ausgerichteten Betriebes geht. Besonders hohe Genauigkeit wird der Fertigung abverlangt, wenn es um Komponenten für den Instrumentenbau geht. Genau dafür wurde das jetzt von Behr fertiggestellte Aluminiumteil in Auftrag gegeben. Bestimmt ist es für eines von mehreren Messinstrumenten, die am Extremely Large Telescope (ELT) der Europäischen Südsternwarte ESO in der chilenischen Atacamawüste zum Einsatz kommen werden. Mit einem Spiegeldurchmesser von 39m soll es das weltweit größte optische Teleskop werden.
Metis ist ein Multifunktionsinstrument, das nach seiner Installation am ELT den Weltraum im mittleren Infrarotbereich beobachten wird. Es umfasst einen adaptiven Optiksensor, einen Spektrographen und eine kontrastreiche Kamera. Das Alu-Bauteil ist für dieses Instrument bestimmt. Für die Zerspanung des 950 x 900 x 850mm großen Aluminiumklotzes benötigten die Münchner Fertiger etwa zweieinhalb Monate. Damit ist Sebastian Behr ganz zufrieden, zumal die Herstellung eines zuvor bearbeiteten ähnliches Bauteils noch mehr als vier Monate dauerte.
Um Faktor 10 schneller
„Man kann die Teile zwar nicht direkt miteinander vergleichen, aber wir sind auf jeden Fall deutlich schneller geworden, da geht etwas vorwärts“, freut sich Behr. Das ist aus seiner Sicht auch dringend notwendig, denn insgesamt sollen 20 Bauteile mit ähnlichen Anforderungen für das ELT hergestellt werden. Wenn alle Teile so kommen wie vorgesehen, ist die eigens für derartige Bearbeitungen neu angeschaffte Hermle-Maschine allein damit für die nächsten eineinhalb Jahre ausgelastet.
Hohe Prozesssicherheit ebenfalls gefordert
Neben hoher Oberflächenqualität und Präzision kommt es beim Zerspanen der Bauteile für das Teleskop auch sehr auf die Prozesssicherheit an. Fehler verbieten sich nicht nur aufgrund der langen Bearbeitungszeit, sondern auch wegen des schwer zu beschaffenden Materials. Die Knetlegierung AlMgSi1 ist zwar kein exotischer Werkstoff, doch stellt die Verwendung in dem Messgerät besondere Anforderungen an dessen Reinheit.
Sebastian Behr erläutert, warum die Bearbeitung zunächst so lange dauerte: „Um die erforderliche Oberflächenqualität zu erreichen, konnten wir mit den bei uns vorhandenen Werkzeugen nur sehr wenig Zustellung fahren. Das hat dann die Zeit gefressen.“ Probleme bereiteten vor allem die zahlreichen tiefen Taschen am Bauteil, die nur ineffizient hergestellt werden konnten. „Anstatt gleich richtig in die Tiefe zu gehen, konnten wir in jeder Tasche nur herumkrebsen“, räumt Behr ein. Hilfe suchend wandte er sich schließlich an Michael Bum, technischer Berater für Ingersoll.
Neue Produktlinie PrimoLine
Bum brachte zwei Neuheiten ins Spiel: ein Schrupp- sowie ein Schlichtwerkzeug aus der neuen Produktlinie PrimoLine. Ingersoll entwickelte diese Linie für die effiziente Zerspanung von Aluminium und setzt dabei auf Vollhartmetallwerkzeuge mit einer neuen, weichschneidenden Geometrie. Zum Schruppen greift der Werkzeughersteller auf eine Kordelverzahnung zurück und versieht die Fräser mit einer innovativen Beschichtung. Die Spanteiler sind derart ausgelegt, dass sie nicht nur kurze Späne erzeugen, sondern auch ein Verhaken dieser Späne verhindern.
Bei den Schlichtwerkzeugen bleibt das polierte Hartmetall für die Aluminiumbearbeitung unbeschichtet. Dank ihrer scharfen Schneiden kommen diese Werkzeuge auch mit wenig Aufmaß gut zurecht und arbeiten selbst bei niedrigen Schnittgeschwindigkeiten vibrationsfrei. Schrupper und Schlichter sind standardmäßig mit Innenkühlung ausgestattet und im Durchmesserbereich 6 bis 25mm bis 6xD verfügbar.
Tiefe Taschen, dünne Wände
Obwohl die Werkzeuge in der Praxis noch nie an einem vergleichbaren Bauteil eingesetzt worden waren, wagte man angesichts der gravierenden Bearbeitungsprobleme bei Behr einen Versuch damit. Gleich der erste Test in München verlief erfolgreich. Vor allem erfüllte sich die Hoffnung, mit den neuen Werkzeugen direkt in die Tiefe der Taschen gehen zu können. „Das Besondere an diesen Werkzeugen – vor allem beim Schlichter – ist, dass wir die volle Tiefe von 150mm mit einem Aufmaß von einem zehntel Millimeter auf einmal zustellen können“, erklärt Bum.
