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Transfermaschinen als Rennpferde der Massenproduktion

Präzisionsprofis fertigen Drehteile-Großserien
Transfermaschinen als Rennpferde der Massenproduktion

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Mit hoher Präzision und überzeugenden Leistungen bei der Massenproduktion von Präzisionsdrehteilen begründen Hermann und Steffen Klumpp die Entscheidung, den Maschinenpark ihres gleichnamigen Unternehmens mit zwei Multistar CX-24 zu erweitern. Die beiden sind Geschäftsführer der seit nahezu 40 Jahren erfolgreichen Automatendreherei in Bretten und Pößneck. Die drei Transferanlagen von Mikron Machining Technology wurden im Werk Pößneck installiert und produzieren dort Großserien von Präzisionsteilen aus allen zerspanbaren Werkstoffen.

Mehrfache Millionen Teile umfassen die Seriengrößen der meisten Präzisions-Drehteile, welche die Klumpp GmbH & Co. KG in ihren beiden Werken für Branchen wie die Automobilindustrie, Unterhaltungselektronik, Feinmechanik oder Medizintechnik herstellt. Der Maschinenpark des Unternehmens bestand bisher hauptsächlich aus mehreren Dutzend Mehrspindel- und Einspindel-Drehautomaten sowie Rundttaktmaschinen, Montageautomaten und Schleifmaschinen.

Die Investition in die drei Mikron-Transfermaschinen in den Jahren 2005, 2006 und 2007 erweiterte die Möglichkeiten des Unternehmens erheblich. Sie beweisen ihre Leistungsfähigkeit sowohl bei geometrisch einfachen als auch bei komplexen Werkstücken. Derzeit führen die Maschinen vor allem Hochpräzisions-Bearbeitungen im hohen Stückzahlbereich durch, zum Beispiel bei Teilen für die Diesel- und Benzineinspritzung für die Automobilindustrie.
Das nach ISO/TS 16949 zertifizierte Familienunternehmen hat insgesamt zirka 200 Mitarbeiter und stellt auf etwa 15 000 Quadratmetern Produktionsfläche unter anderem hochpräzise Automatendrehteile in Großserien ab einer Million Teile pro Jahr her. Die jährlichen Seriengrößen reichen bis zu 30 Millionen Teilen. In einigen Fällen wurden auch schon Jahresserien von 40 Millionen Teilen produziert. Seine Kunden sind in der Antriebstechnikbranche sowie in der Hydraulik- und Pneumatikindustrie tätig. Unter anderem weltweit renommierte Namen wie Bosch, Siemens oder Varta.
Bei den hohen Stückzahlen und den hohen Qualitätsanforderungen, mit denen zum Beispiel Ventilteile für die Einspritzung von Benzin- und Dieselmotoren zu fertigen sind, erwies sich die Lösung von Mikron Machining Technology als die wettbewerbsfähigste. Das Maschinenkonzept der Multistar CX-24 erlaubt eine Jahresproduktion von zehn Millionen Teilen auf den Maschinen.
Die Werke von Klumpp fertigen in der Regel nach Kundenzeichnung, durch Dreh-, Bohr-, Gewindeschneid- oder Fräsoperationen, gratfrei und fertig fallend. Der größte Anteil der Werkstücke hat maximal 32 Millimeter Durchmesser und Längen bis 80 Millimeter. Bearbeitet werden auch Werkstoffe, deren Zerspanung in der Massenproduktion problematisch sein kann. So zum Beispiel stellt das Erreichen sauberer Oberflächen und gratfreier Kanten bei weichmagnetischen Werkstoffen oder hitze- und säurebeständigen Stählen hohe Ansprüche an den Zerspanungsprozess.
Um den Faktor 3 kürzere Taktzeit
Bei seiner Investition ging es Klumpp darum, die optimale Maschine für die prozesssichere Fertigung großer Stückzahlen von Bauteilen mit kleinen Durchmessern und großen Stückzahlen zu finden.
Die Multistar CX-24 kristallisierte sich beim Auswahlprozess als das am besten geeignete Maschinenkonzept heraus. Die Mikron Maschine produziert das Motorventilteil, das für Klumpp der konkrete Anlass für die Neuinvestition war, mit einer um den Faktor 3 kürzeren Taktzeit als die ursprünglich ebenfalls in Betracht gezogene Transfermaschine. Bei diesem Bauteil erreicht die Multistar CX-24 inklusive Schaltzeit eine Taktzeit von 16 Stück pro Minute. Mit dieser kurzen Taktzeit hatte die Maschine überzeugende wirtschaftliche Argumente gegenüber den 5 Stück pro Minute, welche die bisherige Transfermaschine für dasselbe Teil benötigte. Dank dieser schnellen Taktzeiten, kann die Firma Klumpp den hohen Jahresbedarf decken.
Das Transferprinzip der Multistar CX-24 erlaubt die Komplettbearbeitung von Werkstücken in einer einzigen Spannung. Die kurze Taktzeit wird unter anderem deshalb erreicht, weil auf den 24 Stationen der Transfermaschine bis 44 Bearbeitungsoperationen simultan ablaufen können. Taktzeitbestimmende Bearbeitungsschritte können auf mehrere Arbeitsstationen aufgeteilt werden. Dies verkürzt die Taktzeit und verlängert die Werkzeugstandzeit. Die Rohteil-Zuführung vom Band und die Palettierung der Fertigteile erfolgt vollautomatisch durch einen Dreiachs-Scara-Roboter.
Bedingt durch die aktuellen Aufträge werden derzeit auf einer der Multistar-Maschinen scheibenförmige, hochpräzise Drehteile mit zentrischen und radial versetzten Bohrungen für Einspritzaggregate von Benzinmotoren hergestellt. Diese Bauteile bestehen aus dem schwer zerspanbaren, weichmagnetischen Werkstoff KM35FL. Eine andere Maschine produziert vor allem Präzisionsteile aus Vergütungsstahl für Hochdruck-Dieseleinspritzungen. Die Bearbeitung dieser Teile erfordert eine hohe Konzentrizität bei der beidseitigen Bearbeitung, die mit einer Rundlauftoleranz von maximal 0,02 Millimetern zum Spanndurchmesser prozesssicher eingehalten werden muss.
Höchste Präzision
Das Konzept der Multistar CX-24 ermöglicht es, die um ihre senkrechte Achse drehenden Teile von oben und von unten her gleichzeitig zu bearbeiten. Je nach Bearbeitungsoperation sind die Werkstücke dabei in feste oder rotierende Spannzangen eingespannt. Die Maschine verfügt über eine CNC-Spannzangenlagekompensation zur Werkzeugkorrektur. Maßkorrekturen und Profilanpassungen können so während der Bearbeitung durchgeführt werden. Die Maschinen sind thermosymmetrisch aufgebaut.
Wie bereits erwähnt, lässt sich durch Aufteilung von Zerspanungsoperationen die große Zahl der Bearbeitungsstationen ganz gezielt zur Verkürzung der Taktzeiten einsetzen. So etwa kann die Bearbeitung einer 40 Millimeter langen Bohrung auf sechs Werkzeuge aufgeteilt werden, die jeweils maximal so lange im Eingriff sind, wie es die geforderte Taktzeit erlaubt.
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