Vorschub verdreifacht: Die Beispielelektrode nach dem Schruppen und nach dem Schlichten der beiden linken «Dübelhälften» auf Endmass mit dem MOLDINO-Kugelfräser D-EPDB-2004-4.

Ausgabe 06 | 2022

Richtig auf Touren gebracht

Moldino Tool EngineeringEurope GmbH

Elektroden fräst fischer Werkzeugbau schon seit vielen Jahren in einer Fertigungszelle, in der auch gemessen und erodiert wird. Um beim Grafitfräsen noch besser zu werden, wurden gemeinsam mit MOLDINO Tool Engineering alle Prozesse unter die Lupe genommen und zu grossen Teilen optimiert. Ergebnis: Dreimal höhere Vorschübe, gesunkene Fertigungskosten und eine bessere Masshaltigkeit.

Beim autonomen Elektrodenfräsen in der Fertigungszelle hatten wir eigentlich schon einen sehr hohen Stand erreicht, erklärt Thomas Brezing, Teamleiter Fräsmaschinen bei der fischer Werkzeug- und Formenbau GmbH. «Trotzdem gibt es noch Luft nach oben – und da wollten wir ran.» Ebenso wie ein grosser Teil der Hartbearbeitung findet das Elektrodenfräsen bei fischer in der gut 16 m langen Fertigungszelle statt. Zwei 5-Achs-Bearbeitungszentren zum Grafitfräsen sowie zur Stahl-Hartbearbeitung sind hier mit den beiden Senkerodiermaschinen, der Teilewaschanlage, dem Koordinatenmessplatz und den Lagerplätzen über einen auf Linearschienen geführten Knickarmroboter verkettet. Am Standort D-72160 Horb werden in dieser Zelle alle benötigten Elektroden, auch für die EDM-Anlagen ausserhalb, hergestellt. fischer war mit dem damaligen Ist-Zustand zwar nicht unzufrieden und hatte auch nicht direkt Probleme, sah aber Verbesserungsbedarf: Zum einen beim hohen Verschleiss, weshalb man viele Werkzeuge im Jahr kaufen musste. Hinzu kam der Wunsch nach kürzeren Bearbeitungszeiten. Ein besonders heikler Punkt war die Masshaltigkeit, denn es gab innerhalb einer Serie immer wieder Toleranzüberschreitungen. Diese wurden zwar beim prozessinternen Koordinatenmessen der Kontur aufgedeckt, was aber Nacharbeit einschliesslich des Aufwands für die Korrekturprogramme nach sich zog.

Mehrwert durch Umstellung
Beim Grafitprojekt ging MOLDINO nach der speziell für den Fräsbereich selbstentwickelten Production50-Methode (P50) vor. Dabei geht es darum, gemeinsam mit den Kunden die bestehenden Fräsprozesse zu analysieren, um mit diesen Einblicken eine neue Perspektive auf den gesamten Fertigungsprozess zu erhalten. Die ganzheitliche Betrachtungsweise identifiziert Verbesserungspotenziale. Diese können nachhaltig verbessert sowie in ausführlichen Wirtschaftlichkeitsberechnungen festgehalten werden und zeigen dem Unternehmen den Mehrwert der Umstellung auf. Im ersten Schritt der Prozessoptimierung steht die Ist-Analyse: Dafür sind bei vier unterschiedlichen Elektroden nicht nur die bisherigen Fräsparameter wie Bearbeitungsstrategien, Werkzeugauswahl oder Schnittwerte untersucht worden, sondern auch welchen Einfluss die NC-Programme auf das Verhalten der Maschine haben. Denn gerade diese Parameter beeinflussen die Dynamik und Laufzeit der Prozesse. Dabei fiel auf, dass beim Schruppen die Strategien und das Aufmassverhalten nicht im Einklang waren. So musste das Schlichtwerkzeug eine grosse Menge Material wegnehmen, was zu Problemen bei der Masshaltigkeit führte. Um diese doch noch zu erreichen, ist man daher in den kleinen Bereichen mit dem Vorschub immer weiter heruntergegangen, woraus längere Bearbeitungszeiten resultierten.

Vorschub verdreifacht
fischer und MOLDINO feilten an den CAM-Strategien und testeten verschiedene Torus- und Kugelfräser-Kombinationen der diamantbeschichteten D-EPDR und D-EPDB-Reihe des japanischen Werkzeugherstellers. Beim Schruppen sind gegenüber früher die Aufmasse stark verringert worden, zudem ist man näher an das Endmass herangegangen. So konnte der Vorschub verdreifacht und der Verschleiss verringert werden. Ein Teil der Optimierungen beinhaltet auch die Prüfung der Werkzeugdatenbank sowie die Abstufung der Werkzeuge. Da beim Schlichten jetzt kürzere Nutzlängen eingesetzt werden, entsteht weniger Deflektion und im Ergebnis eine höhere Genauigkeit sowie ein verbessertes Endmass. So wird die Masshaltigkeit auch auf längere Sicht garantiert. Neben den neu entwickelten Bearbeitungsstrategien war auch die Qualität der jetzt verwendeten MOLDINO-Werkzeuge entscheidend für den Projekterfolg. Schliesslich sind die diamantbeschichteten Torus- und Kugelfräser der D-EPD-Reihe speziell für die Grafitbearbeitung ausgelegt und decken einen breiten Durchmesserbereich von 0,1 bis 10 mm ab. Als eines der Highlights bei diesem Projekt betrachtet man bei fischer, dass bei der Grafitbearbeitung mit kleinen Kugelwerkzeugen hohe Vorschübe gefahren werden können. Beim Schlichten hat der Werkzeugbau den Vorschub um den Faktor drei erhöht und ist trotzdem noch massgenauer. Bei gleicher Standzeit gegenüber früher arbeitet fischer mit den MOLDINO-Diamantwerkzeugen dreimal so viel ab.

Richtig auf Touren gebracht
Ebenfalls bemerkenswert ist die Zeitersparnis: Früher wurden zum Fräsen der Projektelektrode 265 Min. benötigt, jetzt nur noch 185 Min. Das wirkt sich positiv auf die Fertigungskosten aus, weil in der gleichen Zeit mehr zerspant wird und zudem weniger Werkzeuge zum Einsatz kommen: Waren es bei der Projektelektrode bisher sieben, so sind es jetzt nur noch vier. Auf diese Weise sind die Beschaffungskosten gesunken. Weniger Werkzeuge bedeuten auch weniger Rüstaufwand. «Die Manpower für das Rüsten, also Voreinstellen und Wechseln der Werkzeuge, hat sich ebenfalls reduziert. Dies wirkt sich auch positiv bei der Vorbereitung auf den mannlosen Wochenendbetrieb aus und steigert damit deutlich die Wirtschaftlichkeit des Unternehmens fischer», zieht Thomas Brezing ein positives Fazit. «Bei gleicher Standzeit gegenüber früher arbeiten wir mit den MOLDINO-Diamantwerkzeugen dreimal so viel ab. Wir haben die kleinen Werkzeuge also richtig auf Touren gebracht.»

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