Fachartikel: Exzellentes Werkzeugkonzept

Innovationen erkennen und implementieren, moderne Technik nutzen, Effizienz verbessern - klingt fast nach einer Unternehmensberatung. Bei Maschinenbauern und Zerspanern übernimmt das Project-Engineering-Team von Ceratizit solche Aufgaben. Jüngstes Beispiel ist die aktuelle Vertikaldrehmaschine von Schuster Maschinenbau. Das Team erarbeitete hier ein Werkzeugkonzept, mit dem sich selbst komplexe Werkstücke in bestechender Qualität herstellen lassen.
Für ein Demoteil, das die Fähigkeiten der Vertikaldrehmaschine Schuster nxt aufzeigen sollte, kamen unterschiedliche Werkzeugserien von Ceratizit zum Einsatz.
Für ein Demoteil, das die Fähigkeiten der Vertikaldrehmaschine Schuster nxt aufzeigen sollte, kamen unterschiedliche Werkzeugserien von Ceratizit zum Einsatz.Bild: Ceratizit Deutschland GmbH

Ein übliches Szenario für Zerspanungsunternehmen: Der Betrieb bekommt die Zeichnung für ein Bauteil und ein Verantwortlicher entscheidet dann, ob der Vorgang wirtschaftlich durchführbar ist. Da die Anforderungen über alle Branchen hinweg immer komplexer werden, gestaltet sich auch dieser Entscheidungsprozess zunehmend schwieriger. Wie schön wäre es, jemanden zur Seite zu haben, der solche Problemstellungen aus einer zusätzlichen Perspektive beleuchtet. „An dieser Stelle werden wir als Team Project-Engineering gerne ins Haus gerufen“, sagt Steffen Baur, Leiter Technical Management bei Ceratizit. „So kamen wir schon vor Jahren in Kontakt zur Schuster Maschinenbau GmbH aus Denklingen bei Landsberg am Lech. Für ein komplexes Demoteil, das die Fähigkeiten ihrer brandneuen Vertikaldrehmaschine ‚Schuster nxt‘ aufzeigen sollte, suchten sie nach der idealen Werkzeugbestückung.“

Vertikal statt banal

Bei der Drehmaschine wurde vieles neu überdacht, unter anderem die Arbeitsachse. „Diese wurde entgegen der herkömmlichen horizontalen Anordnung vertikal ausgerichtet. Dabei kommt die zentrale Aufgabe der Hauptspindel zu, die bei vertikalen Pick-up-Drehmaschinen wie der Schuster nxt sowohl für die Bearbeitung des Werkstücks (Drehen, Bohren, Fräsen) als auch für die gesamte Automation zuständig ist. Dabei liegen die Vorteile auf der Hand – denn plötzlich können mehrere, verschiedene Bearbeitungsschritte zu einem Prozess zusammengeführt werden – was letztlich enorm viel Zeit spart“, erklärt Matthis Rühle, Head of Sales bei Schuster Maschinenbau.

Die vertikale Arbeitsachse erlaubt eine deutlich kompaktere Bauweise: Die Maschine benötigt somit lediglich acht Quadratmeter in der Produktionshalle. „Ideal für Lohnfertiger, die mit der Stellfläche knausern müssen, ohne Abstriche bei der Qualität machen zu wollen“, erläutert Rühle. Da die Schuster nxt eine ‚Hakenmaschine‘ mit nur etwa 7 Tonnen Gewicht ist, kann sie auch schnell an einen anderen Platz versetzt werden. Nicht zuletzt bei den gefragten Kleinserien macht sich das Konzept bezahlt, zumal die vielfältigen Automatisierungsoptionen wichtige Hebel für die Effizienz darstellen.

Neun Prozesse, eine Aufspannung

Das Project-Engineering-Team griff tief in das Portfolio von Ceratizit und stellte ein Werkzeugpaket zusammen. „Wir haben uns bewusst ein hochanspruchsvolles Teil ausgedacht, bei dem unsere Maschine zeigen konnte, wozu sie fähig ist. Doch erst im Zusammenspiel mit den beeindruckenden Werkzeugleistungen zeigte sich, welches Potenzial – auch für kommende Herausforderungen – in dieser Maschinen-/Werkzeugkombination steckt“, zeigt sich Anwendungstechniker Andreas Schuster begeistert.

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Insgesamt neun einzelne Bearbeitungsschritte waren nötig, um das Demoteil herzustellen: Schruppen, Bohren, Schlichten, Exzenterfräsen und trochoidales Drehen. „Da war sozusagen alles dabei und damit ein ideales Spielfeld für unsere Werkzeugkompetenz“, verrät Andreas Armbruster, der die Projektausarbeitung bei Ceratizit leitete. Entsprechend kamen eine ganze Reihe an aktuellen ‚Stars‘ der Ceratizit-Produktreihen auf die Bühne. Dazu gehört MaxiMill 491, das achtschneidige 90°-Eckfrässystem, das sogar einen Plattenwechsel in der Maschine zulässt. Dank moderner Dragonskin-Beschichtungstechnologie sind die präzisionsgeschliffenen Wendeschneidplatten besonders stabil und schnittig – dabei weichschneidend für hohe Oberflächengüten und erheblich längere Standzeiten.

Bei der Schuster nxt erarbeiteten die süddeutschen Maschinenbauer zusammen mit dem Project-Engineering-Team von Ceratizit ein Werkzeugkonzept, mit dem sich auch komplexe Bauteile in hoher Qualität realisieren lassen.
Bei der Schuster nxt erarbeiteten die süddeutschen Maschinenbauer zusammen mit dem Project-Engineering-Team von Ceratizit ein Werkzeugkonzept, mit dem sich auch komplexe Bauteile in hoher Qualität realisieren lassen.Bild: Ceratizit Deutschland GmbH

Fräser aus der neuen Generation der WNT-SilverLine überzeugen, abhängig vom Werkstoff, mit 20 bis 40 Prozent höheren Schnittwerten. Parallel dazu erhöhen sich die Standzeiten um 30 bis 40 Prozent. Zudem sind die neuen SilverLine-Werkzeuge laufruhiger und reduzieren die Belastung der Maschine. Ebenfalls mit von der Partie ist EcoCut, mit dem bis zu vier unterschiedliche Bearbeitungsverfahren realisierbar sind – mit entsprechenden Vorteilen: verschiedene Bearbeitungsprozesse werden vereint und das Wechseln von Werkzeugen entfällt, wodurch sich die Rüstzeit deutlich verkürzt und die Maschinenauslastung erhöht.

Wie er seine vier effektiven Schneiden gewinnbringend einsetzen kann, zeigte der weltweit erste Hochvorschubbohrer WTX HFDS. Im Vergleich zu marktüblichen zwei- und dreischneidigen Speed- und Hochvorschubbohrern spart er bis zu 66 Prozent Bearbeitungszeit ein. „Für das Bauteil bei Schuster kam er in den Durchmessern 10, 12 und 16mm zum Einsatz und schüttelte dabei Bestzeiten aus dem Ärmel“, staunt Steffen Baur.

Erfolgreiches Werkzeugkonzept für die Schuster nxt: Steffen Baur, Leiter Technical Management bei Ceratizit, und Matthis Rühle (r.), Head of Sales bei Schuster Maschinenbau, sprechen über die eingesetzten Werkzeuglösungen. Bild: Ceratizit Deutschland GmbH

Werzeugausstattung überzeugt

Zum Einsatz kommt auch das Überwachungs- und Regelungssystem ToolScope von Ceratizit. Es erfasst permanent Signale aus dem Fertigungsprozess, die dann visualisiert und zum Monitoring sowie zur Regelung der Maschine eingesetzt werden. Der Nutzer wählt aus verschiedenen Optionen: beispielsweise TS-PM, die Prozessüberwachung, bei dem ToolScope automatisiert den optimalen Prozessablauf lernt und anschließend auf Abweichung in der Bearbeitung reagiert. Die Vorschubregelung TS-AFC beschleunigt den Prozess dort, wo dies gefahrlos möglich ist und schützt gleichzeitig das Werkzeug, indem Lastspitzen abgefangen werden. Via Beschleunigungssensor erkennt das Modul ToolScope CD Stoßkollisionen im Eilgang. Innerhalb von weniger als 1ms ist der Nothalt eingeleitet und größere Schäden werden somit verhindert.

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Ceratizit Deutschland GmbH

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