Simultanes 5-Achs-Fräsen als Schlüsseltechnologie

Bei den Folgeverbundwerkzeugen des Werkzeug- und Vorrichtungs- bauers Walter Kern liegt die Schnittluft zwischen Stempel und Matrize durchschnittlich bei nur 3 µm. Solche engen Toleranzen kann man nur mit einer gut geschulten Belegschaft und präzisen Maschinen erzielen. Die Allgäuer setzen dabei auf Bearbeitungszentren von DMG/Mori Seiki.

Autor: Dr.-Ing. Hans-Peter Schossig

Für die rund 32 Spezialisten bei Walter Kern sind Fertigungsaufgaben mit engen Toleranzen kein Problem. In fast 40 Jahren haben sich die Allgäuer nicht nur als zertifizierter Werkzeug- und Vorrichtungsbauer für die Stanz- und Biege-Technik (Folgeverbundwerkzeuge) oder der Kompletterzeugung von Extrudierwerkzeugen einen Namen gemacht. Inzwischen generiert man mit der Herstellung von Präzisionsteilen in allen Losgrößen zwei Drittel des Umsatzes.

Das positive Firmen-Ergebnis ist in erster Linie auf die Qualifikation und Motivation einer bodenständigen Mitarbeiterschaft zurückzuführen. Der Geschäftsführer Walter Kern ergänzt: „Unsere Wettbewerbsvorteile ergeben sich auch daraus, dass unsere qualifizierten Facharbeiter kontinuierlich verbesserte und effektivere Fertigungsabläufe entwickeln und umsetzen. Dadurch erfüllen sie den oft zum Schlagwort degradierten Begriff des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses (KVP) bei uns mit echtem Leben. Die hohe Fertigungstiefe und Kompetenz in unseren Prozessketten führt direkt, von der Planung bis zur Abnahme, zu kürzesten Durchlaufzeiten bei der Erzeugung der meist komplizierten Präzisionsteile, Komplett-Werkzeuge oder Vorrichtungen.“

Der wachsende Erfolg der Werkzeugbauer ist auch darauf zurückzuführen, dass alle Leistungen im eigenen Hause mit hoher Fertigungstiefe erbracht werden. Dazu gehört auch eine breite Technologiepalette. Diese beginnt mit der Schlüsseltechnologie 5-Achs-Fräsen, reicht vom Drehen, Schleifen über die HSC- und Ultrasonic Bearbeitung von „Advanced Materials“ wie Keramik oder Glas bis hin zum Draht- und Senkerodieren.

Dass sich dabei die Füssener Mannschaft mit den neuesten Werkzeug- und Maschinentechniken beschäftigen muss, erscheint schon fast selbstverständlich und bedingt den ständig modernisierten Maschinenpark. „Seit den 80er Jahren nutzen wir die 4-Achs-CNC-Fräsmaschinen von Maho. Bis heute hat sich die inzwischen zum Globalplayer entwickelte Deckel Maho im DMG/Mori Seiki-Konzern als unser idealer Partner erwiesen. Gegenwärtig beweisen das unsere acht diesbezüglichen Maschinen im täglich erfolgreichen Einsatz. Ab dem Jahr 2000 wies uns das 5-Achs-Fräszentrum DMU 100 T einschließlich der mit angebotenen Technologieunterstützung den Weg zum 5-Achs-Simultanfräsen“, sagt Geschäftsführer Kern.

Eine zusätzliche oszillierende Werkzeugkinematik ist integriert

Die DMG/Mori Seiki München installierte nun zusätzlich, in der 2008 errichteten Produktionshalle, neben einer Gildemeister CTX 400-Drehmaschine ein 5-Achs-Portalzentrum HSC 20 linear Ultrasonic. Mit den mit über 2 g beschleunigenden Linearantrieben in X/Y/Z, den Torque-A-C-Rundtischachsen und der High-Performance-Spindel mit 42 000 U/min wird die von den Kunden stärker nachgefragte präzise Metallbearbeitung ausgeführt. Dazu ermöglicht die Integration des Ultrasonic HSK-32-Aktorsystems mit Übertragung der Ultraschall-Hochfrequenz via Induktion als zusätzlich oszilierende Werkzeugkinematik die Bearbeitung von Keramik oder Glas.

Konfiguration ist für die Präzisions- fertigung optimal geeignet

Ganz besonders stolz ist Kern auf das im März dieses Jahres installierte Universalfräszentrum DMU 65 mono Block. Die Maschine besitzt trotz Standard-Lieferumfang eine für die Präzisionsfertigung optimal geeignete Konfiguration: 5. Achse als NC-Schwenkrundtisch mit 650 mm Durchmesser, 35 kW Antrieb für die Hochleistungs-Spindel mit 18 000 U/min und SK40-Aufnahme, Produktionspaket mit IKZ für 40 bar und Spülpistole, Infrarot-Messtaster, Siemens 840D Solutionline mit Option 3D quickset, um die kinematische Genauigkeit aller Achs-Konfigurationen zu überprüfen und zu korrigieren. Dazu orderte Kern eine Öl- und Emulsionsabscheideanlage sowie Kühlluft für Trockenbearbeitung. Das standardmäßig 60 Plätze umfassende Werkzeugmagazin mit einem Doppelgreifer und die 40 m/min Eilgang aller Linearachsen unterstreichen die Maschineneffektivität. Das Universalzentrum fräst bei einer hohen Flexibilität wirtschaftlich wie ein reines Produktionszentrum. So ergeben sich für den anspruchsvollen Alltagsbetrieb wichtige Vorteile zum einen bei der Präzisionsfertigung von Folge-Werkzeugen als auch bei der Produktion von Serienteilen.

Christian Sencar, Leitung Einkauf und Vertrieb bei Walter Kern, ist von der Qualität der Maschine begeistert: „Zuerst müssen wir prinzipiell feststellen, dass wir von unserem benachbarten Maschinenlieferanten aus Pfronten noch nie enttäuscht wurden. Wir schätzen die partnerschaftliche Unterstützung sehr hoch. Diese machte es uns beispielsweise möglich, sofort nach einer gewohnt einfachen Aufstellung der DMU 65 mono Block, ohne jede Fundamentarbeiten, die unterschiedlichsten Teile in einer sehr hohen Präzision zu fertigen. Die Fertigung erfolgt komplett und ohne spezielle Vorrichtungen. Weiterhin bestellen wir prinzipiell keine so genannten Low-Cost-Maschinen. Wir betrachten den Kauf von Deckel Maho-Maschinen als den Erwerb von Premiumprodukten und verstehen das auch als unser Verständnis von Nachhaltigkeit. Denn wir sind aus unserer Erfahrung davon überzeugt, auch noch nach Jahren mit den Pfrontener Maschinen die gleiche Qualität und Effizienz in unserer Teilefertigung zu erzielen, wie bei deren Erstinbetriebnahme. Vom Werterhalt der Maschinen ganz zu schweigen. Versuchen sie mal, eine geeignete Maschine aus Pfronten auf dem Gebrauchtmaschinenmarkt zu erwischen, dann werden unsere Argumente verständlich.“

Bisher gab es noch keine Maschinenausfälle zu berichten

Natürlich interessieren die im ersten Halbjahr mit der neuen Maschine gemachten Erfahrungen und Ergebnisse, zumal die Maschine eine Vertreterin einer am Markt neu etablierten Baureihe ist. Dazu Sencar: „Wir haben nach der sofortigen Nutzung des 5-Achs-Universalzentrums in den ersten sechs Monaten eine hohe Effektivität allein mit der Komplettbearbeitung durch den Wegfall sämtlicher Spannvorrichtungen gewonnen. Bei der erzielten sehr hohen Arbeitsgenauigkeit möchten wir deren Konstanz ohne Abweichung über die Betriebsdauer und weiterhin die effizienten Produktivitäts-Parameter dieses Maschinentyps erwähnen. Zu etwaigen bisherigen Ausfällen erfolgt eine glatte Fehlanzeige. Außerdem sind wir von den Merkmalen des neuen mono Block-Maschinentyps begeistert. Beispiele bieten dazu die hohe Eigensteifigkeit des einteiligen Ständers und der großvolumigen Schlitten mit ihren überbreiten Abständen bei den 45 Millimeter-Rollenführungen. Alle spielfreien Bewegungen der Linearbewegungen, die der Hochleistungsspindel einschließlich der des Schwenkrundtisches weisen bei großer Maschinenstabilität eine für uns bisher unbekannt hohe Dynamik auf. Dabei ist die Bedienbarkeit mit uneingeschränkter Beladbarkeit der Maschine von vorn und oben und der optimale Spänefall im Automatikbetrieb für uns eine Klasse für sich, vom Design und der Kompaktheit bei nur 7,5 Quadratmeter Platzbedarf ganz zu schweigen.“

„Die Bestückung des Werkzeugmagazins könnte noch etwas schneller erfolgen“

Bei so viel Lob muss die Nachfrage bezüglich möglicher Verbesserungen für ein am Markt, trotz bisher schon hunderten von gelieferten Maschinen, noch neuem Modell erlaubt sein. Kern und Sencar überlegen dazu etwas länger: „Die Bestückung des Werkzeugmagazins könnte noch schneller erfolgen und der Anschlagwinkel beim CNC-Halter etwas vergrößert werden, ansonsten erscheint uns das Maschinenkonzept perfekt. Diese Vorschläge werden aber auf unsere Anfrage hin in Pfronten bereits umgesetzt.“

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