Das Schruppen und Schlichten von Turbinengehäusen für Pkw mit Ottomotoren ist eine besondere Herausforderung. Das Material ist extrem zäh und schwer zu bearbeiten, die Wandstärke dünn und damit das Werkstück entsprechend labil, der Kostendruck groß. Aber es ist ein wachsender Markt. Walter entwickelte deshalb eine spezielle Lösung. Die mav sprach mit Component Manager Rolf Buob.
mav: Die Herstellung eines Turboladers erfordert viele unterschiedliche Bearbeitungsschritte. Wieso fiel die Wahl für eine Neuentwicklung ausgerechnet auf das Fräsen der Gehäuse?
Buob: Der Werkzeugkostenanteil für Schruppen und Schlichten eines Turbinengehäuses trägt etwa 15 Prozent zu den Gesamtkosten bei. Im Gegensatz zu anderen Bearbeitungsvorgängen, ist eine Substitution relativ einfach. Eine entsprechende Entwicklung, die sowohl Kosten pro Teil spart als auch noch die Qualität verbessert, sichert einen Vorsprung. Und zwar sowohl für den Gehäusehersteller als auch den Werkzeuglieferanten.
Durch welche Maßnahmen haben Sie das erreicht?
Buob: Wir verwenden die gleichen Wendeschneidplatten als Semischlicht- und als Schlichtwendeschneidplatte. Das ist neu für diese Art von Werkzeugen. Zudem haben die Wendeschneidplatten jeweils 16 Schneiden mit verlängerten Standzeiten und damit eine höhere Verwendbarkeit. Dadurch reduzieren sich die in der Automobilindustrie entscheidenden Kosten pro Bauteil für das Zerspanungswerkzeug bis zu 40, teilweise bis zu 70 Prozent. Die Schneidstoffkosten beim Turbinengehäuse machen in etwa 50 Prozent der Gesamtkosten des Bauteils aus. Üblich sind in der zerspanenden Fertigung um die vier Prozent. Auf das Fräsen entfallen zwischen 10 und 20 Prozent der Schneidstoffkosten, etwa je zur Hälfte für das Schruppen und Schlichten. Wir rechnen mit einem Gesamteffekt auf die Kosten eines Turboladers von etwa 4,5 bis 5 Prozent, die sich sehr schnell erzielen lassen.
Der neue Fräser soll aber auch für eine bessere Oberflächenqualität sorgen, wodurch gelingt das?
Buob: Üblicherweise ist in diesem Bereich eine Oberflächenqualität von etwa Rz 10 gefordert. Wir erreichen Rz 5 und haben keinerlei Probleme, Kundenanforderungen mit dem System zu erfüllen. Möglich ist das durch den geringeren Druck, den die optimale Schneidenlänge von 4 Millimeter ausübt. Diese Gehäuse sind sehr labil, weil die Wandstärken nur 2,5 bis 3 Millimeter betragen. Das führt schnell zu Vibrationen und damit zu Rattermarken. Bisher war das immer ein Kompromiss zwischen Bearbeitungsgeschwindigkeit und Oberflächenqualität. Diesen Widerspruch konnten wir auflösen.
Warum haben sie statt des üblichen Kassettensitzes einen Festplattensitz gewählt?
Buob: Das Einstellen der Schlicht-Wendeschneidplatten über die übliche Kassette verteuert das Werkzeug und reduziert die Anzahl der möglichen Zähne. Für Standardapplikationen ist diese Einstellbarkeit von Vorteil, weil sich das Werkzeug leicht anpassen lässt. Diese Flexibilität ist bei großen Stückzahlen aber nicht notwendig. Eine Einstellung entfällt, es handelt sich quasi um ein ‚Plug and Play‘. Allerdings sind wir gefordert, die Sitze für die Schlichtplatten extrem präzise zu fertigen, damit sie alle exakt ausgerichtet zueinander laufen. ■
Walter AG www.walter-tools.com
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