Ein übliches Szenario für Zerspanungsunternehmen: Man bekommt die Zeichnung für ein Bauteil und muss dann entscheiden, ob das wirtschaftlich mit den eigenen Mitteln machbar ist. Da die Anforderungen über alle Branchen hinweg immer komplexer werden, gestaltet sich auch dieser Entscheidungsprozess zunehmend schwieriger. „An dieser Stelle werden wir als Team Project-Engineering gerne ins Haus gerufen. Warum? Weil wir langjährige Erfahrung in der Entwicklung innovativer Werkzeuglösungen haben und das technische Knowhow mitbringen, Zerspanprozesse ganzheitlich und in der Tiefe zu betrachten. Eben die Dinge, wofür dem Zerspaner im Tagesgeschäft oftmals einfach die Zeit fehlt“, erläutert Steffen Baur, Leiter Technical Management bei Ceratizit.
„Wir sehen tagtäglich bei unseren Zerspanversuchen die unterschiedlichsten Bearbeitungszentren und Drehmaschinen im Einsatz. So kamen wir schon vor Jahren in Kontakt zur Schuster Maschinenbau GmbH aus Denklingen bei Landsberg am Lech, einem renommierten, aber nicht weniger innovativen Maschinenbauunternehmen. Für ein komplexes Demoteil, das die Fähigkeiten ihrer brandneuen Vertikaldrehmaschine ‚Schuster nxt‘ aufzeigen sollte, suchten sie nach der idealen Werkzeugbestückung“, so Baur. Und sie wurden fündig.
Schuster Maschinenbau ist seit 40 Jahren bekannt für innovative Maschinenbaulösungen, die in den verschiedensten Branchen eingesetzt werden. Auch bei der neuesten Entwicklung der Schuster nxt wurde vieles überdacht – unter anderem die Arbeitsachse. „Die wurde nämlich 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 der Schuster Maschinenbau GmbH. Die vertikale Arbeitsachse ermöglicht zudem eine viel kompaktere Bauweise. Die Maschine benötigt 8 m² Platz und kann mit ihren nur etwa 7 t Gewicht schnell versetzt werden.
Noch vor der Effizienz stand bei dem Demoteil für die Schuster nxt die reine Machbarkeit im Vordergrund. Dazu griff das Project-Engineering-Team tief in das Portfolio von Ceratizit und stellte ein Werkzeugpaket zusammen, das nicht nur die anspruchsvollen Bearbeitungsprozesse mit Bravour bestand, sondern gleichzeitig die Schuster-Mitarbeiter vollends begeistern konnte.
„Wir haben uns bewusst ein sehr anspruchsvolles Teil ausgedacht, bei dem unsere Maschine zeigen konnte, wozu sie fähig ist. Doch erst im Zusammenspiel mit den beeindruckenden Werkzeugleistungen hat sich gezeigt, welches Potenzial – auch für kommende Herausforderungen – in dieser Maschinen-/Werkzeugkombination steckt“, ist Andreas Schuster, Anwendungstechniker bei der Schuster Maschinenbau GmbH begeistert.
Neun Prozesse, eine Aufspannung
Insgesamt neun einzelne Bearbeitungsschritte sind 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 geleitet hat. Entsprechend kamen eine ganze Reihe an aktuellen Werkzeugen zum Einsatz. Dazu gehört beispielsweise Maxi-Mill 491, das achtschneidige 90°-Eckfrässystem, das sogar einen Plattenwechsel in der Maschine ermöglicht. Dank Dragonskin-Beschichtungstechnologie sind die präzisionsgeschliffenen WSP sehr stabil und schnittig, dabei sehr weichschneidend für hohe Oberflächengüten und erheblich längere Standzeiten.
Fräser aus der neuen Generation der WNT-Silver-Line ermöglichen – abhängig vom Werkstoff und seinen Eigenschaften – 20 bis 40 Prozent höheren Schnittwerten. Parallel dazu erhöhen sich die Standzeiten um 30 bis 40 Prozent. Zudem sind die neuen Silver-Line-Werkzeuge laufruhiger und reduzieren so die Belastung der Maschine. „Was die Schuster nxt nicht zwingend nötig hat. Schließlich ist sie dank des Maschinenständers aus Mineralit-Guss extrem robust aufgebaut“, ergänzt Rühle.
Ebenfalls mit von der Partie war Eco-Cut, das von Ceratizit so gestaltet wurde, dass mit diesem einen Werkzeug bis zu vier verschiedene Bearbeitungsverfahren realisierbar sind. „Die Vorteile liegen auf der Hand: Verschiedene Bearbeitungsprozesse werden vereint, das Wechseln von Werkzeugen entfällt, wodurch sich die Rüstzeit stark verkürzt und die Maschinenauslastung erhöht“, beschreibt Armbruster die Benefits. Da gleich drei Hartmetallsorten mit Dragonskin-Beschichtung eingeführt wurden, ist nun eine noch größere Bandbreite an Materialien und verschiedenen Anwendungen möglich.
Wie er seine vier effektiven Schneiden gewinnbringend einsetzen kann, zeigte der weltweit erste Hochvorschubbohrer WTX HFDS sehr eindrucksvoll. Im Vergleich zu den 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 16 mm zum Einsatz. Im Zusammenspiel mit der massiven Bohrkonsole der Schuster nxt direkt am Maschinenständer erreichte er trotz Sprinttempo beste Oberflächengüten. Nicht zuletzt die vier spiralisierten Innenkühlkanäle sorgen dafür, dass die Schneiden stets optimal gekühlt sind und den WTX HFDS mit langen Standzeiten glänzen lassen“, betont Baur.
Überhaupt hat das Thema Bohren bei Schuster Maschinenbau einen hohen Stellenwert. So lässt sich die Schuster nxt mit verschiedenen Optionen leicht zum Bohrexperten aufrüsten. „Besonders stolz sind wir darauf, wie wir die hohe Gesamtpräzision der Maschine unter anderem beim Bohren in Positionstoleranzen zwischen 7 und 10 µm abbilden können. Für wen Bohroperationen essentielle Zerspanprozesse darstellen, haben wir das Ausstattungspaket ‚Hochleistungsbohren‘ sowie die Präzisionsbohrbearbeitung mit zusätzlicher Bohrspindel gepackt. Und bringen hier den Kunden auf ein nächstes Level der Metallbearbeitung“, so Rühle.
Trochoidales Drehen
„Trochoidales Drehen war bisher kaum ein Thema in den Produktionshallen, was schlichtweg an der fehlenden CAM-Software hing. Doch mittlerweile hat sich das Blatt dank Hypermill und Maxx Machining von Openmind grundlegend gewendet: Nun haben wir das bewährte Konzept des trochoidalen Fräsens auch auf die Schruppbearbeitung sämtlicher Drehteile übertragen und das troichoidale Drehen mit CAM-Programmierung entwickelt – und auch in der Schuster nxt implementiert“, so Baur mit Stolz.
Und was bringt das trochoidale Drehen überhaupt? Zum einen kürzere Zykluszeiten, flüssige Maschinenbewegungen, aber auch längere Standzeiten, erhöhte Prozesssicherheit und weniger Verschleiß. Allesamt Eigenschaften, die den Zerspanprozess noch effektiver und vor allem effizienter machen – nicht zuletzt dank der passenden Rundplatten und Werkzeughalter von Ceratizit.
Prozesse überwachen leicht gemacht
Für eine Maschine wie die Schuster nxt, die bereits konzeptionell auf Zukunftsfähigkeit ausgerichtet ist, kommt ein Überwachungs- und Regelungssystem wie Toolscope von Ceratizit gerade recht. Das System erfasst permanent Signale aus dem Fertigungsprozess in der Maschine. Diese Daten werden visualisiert und zum Monitoring und zur Regelung der Maschine eingesetzt. Je nachdem, was überwacht und optimiert werden soll, kann der Nutzer verschiedene Optionen auswählen.
Zum Beispiel TS-PM, die Prozessüberwachung, bei dem Toolscope automatisiert den optimalen Prozessablauf lernt und anschließend auf Abweichung in der Bearbeitung reagiert. „Sie ist ein wenig die Mutter der Toolscope-Module, weil in ihr viele Teilprozesse zusammenfinden. So erkennt sie Werkzeugbrüche und verringert Folgeschäden an Werkzeug, Werkstück und Maschine. Sie ist schnell und einfach an die Fertigungsprozesse anpassbar und ermöglicht die mannlose Fertigung durch 100-prozentige Kontrolle der Werkstücke. Das hilft vielen Kunden, sich optimal am Markt zu positionieren“, so Baur.
Die Vorschubregelung TS-AFC beschleunigt den Prozess dort, wo das gefahrlos möglich ist und schützt gleichzeitig das Werkzeug, indem Lastspitzen abgefangen werden. Das reduziert die Taktzeiten und schützt vor Überlast, erhöht die Werkzeugstandzeit und steigert die Maschinenverfügbarkeit. Via Beschleunigungssensor erkennt das Modul Toolscope CD Stoßkollisionen im Eilgang. Innerhalb von weniger als 1 ms wird ein Nothalt eingeleitet und somit größere Schäden verhindert. Das senkt die Reparaturkosten für Werkzeuge, verringert Maschinenausfallzeiten und dokumentiert gleichzeitig die Kollisionsfälle.
Bereit für die nxte Herausforderung
Mit der Schuster nxt hat das Maschinenbauunternehmen ein zukunftsfähiges, präzises und hochflexibles Maschinenkonzept auf den Markt gebracht, dass sich optimal an die Anforderungen der Kunden anpassen lässt. „Zudem punkten wir mit Qualität ‚100% made in Germany‘ und einem sehr guten Preis-/Leistungsverhältnis. Die Bedienung gelingt dank moderner Fanuc-Steuerung und Touchdisplay sehr intuitiv. Auch in Sachen Materialfluss ist die Maschine für jedes Szenario individualisierbar“, unterstreicht Rühle. Komplett konfiguriert und fertig zur Auslieferung ist die Schuster nxt übrigens innerhalb von maximal vier Monaten. Und im Servicefall steht innerhalb von 24 Stunden Hilfe bereit. „Denn unser Qualitätsversprechen gilt selbstverständlich über den Kauf hinaus!“, ergänzt Rühle.
Qualität ist auch das Stichwort für die Werkzeugauswahl: „Wir sind begeistert von der Werkzeugausstattung, die uns das Project-Engineering-Team zusammengestellt hat. So überzeugt sind wir, dass wir die Ceratizit-Werkzeuge bei jedem nxt-Neukauf dazu empfehlen. Je nachdem, welche Maschinenkonfiguration bestellt wird, schnürt Ceratizit dann ein individuell auf den Kunden und seine Anforderungen abgestimmtes Werkzeugpaket“, so Rühle.
Zwei mit einem Ziel: die optimale Lösung
Was das Team von Schuster und das Project-Engineering von Ceratizit verbindet? Die Leidenschaft für die Suche nach der optimalen Lösung und die Fähigkeit, sich dafür tief in das individuelle, kundenspezifische Anforderungsprofil hineinzudenken. „In der gemeinsamen Arbeit haben sich immer wieder Schnittmengen gezeigt, die unsere grundsätzliche Herangehensweise betreffen“, stellt Matthis Rühle fest. „Das ist sicherlich ein Grund, weshalb wir gerade bei diesem Projekt so hervorragende Ergebnisse erzielen konnten!“, ergänzt Baur zufrieden.
Schuster Maschinenbau GmbH
www.schuster-maschinenbau.de
Ceratizit Deutschland GmbH
www.ceratizit.com
