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Mapal: Fräser für den Werkzeug- und Formenbau im Praxistest

Fräser für den Werkzeug- und Formenbau im Praxistest
Hightech-Werkzeuge für Präzisionsbauteile

Wenn es für einen Werkzeughersteller darum geht, neue Kunden von seinen Produkten zu überzeugen, spielt manchmal auch der Zufall eine Rolle. Dem Werkzeug- und Formenbauer HaGeForm Sachsen GmbH stattete ein Produktspezialist von Mapal genau zu dem Zeitpunkt einen Besuch ab, als dort die Zerspaner bei einer kniffligen Aufgabe nicht weiterkamen – und er hatte auch gleich die passenden Werkzeuge im Gepäck.

Der Werkzeug- und Formenbauer HaGeForm wurde 1992 als Zweigbetrieb einer Firma aus Nordrhein-Westfalen in Lößnitz im Erzgebirge gegründet. Im Zuge von Eigentümerwechseln fand das Unternehmen einen neuen Standort im sächsischen Stollberg. 2012 übernahm Sebastian Baier den Betrieb zusammen mit seinem Vater. Seit 2018 leitet er als technischer Geschäftsführer zusammen mit seiner Schwester Stefanie Baier, die als kaufmännische Geschäftsführerin fungiert, die HaGeForm Sachsen mit ihren 15 Mitarbeitern.

Rund 90 Prozent der Kunden befinden sich im Umkreis von 50 Kilometern. Die räumliche Nähe ist für den Fertiger ein großer Vorteil, denn schnelle Liefertermine werden zunehmend wichtiger. „Bei uns geht vieles auf Zuruf“, erläutert Sebastian Baier. Neben Bauteilen für den Werkzeug- und Formenbau entstehen in Stollberg auch Komponenten für den allgemeinen Maschinenbau und verschiedenste andere Wirtschaftszweige.

Von der Zahnbürste bis zur Formel 1

Im breit gefächerten Kundenspektrum machen die Automobilzulieferer der Region einen Großteil aus. Die von HaGeForm produzierten Teile werden meist bei der Umformung sowie dem Schneiden oder Spritzbeschichten von Blech eingesetzt. Oft geht es um Einzelanfertigungen, Musterteile, Prototypen und Kleinserien. Von Formen für Zahnbürsten bis hin zu Teilen für die Formel 1 war bei den Aufträgen schon alles dabei. Auch wenn die Wissenschaftler am Technologie-Campus der TU Chemnitz sich mal wieder „verrückte neue Sachen“ ausdenken, wie Baier sagt, ist das Fertigungs-Knowhow seines Betriebs gefragt, der mit speziellen Kundenwünschen bestens vertraut ist. Die verlangten Toleranzen liegen meist im Hundertstelbereich, doch auch Genauigkeiten von 5 µm sind in Stollberg machbar.

Neben vier Drahterodiermaschinen, zwei Senkerodiermaschinen und einer Schleifmaschine stehen hierfür auch drei Fräszentren mit drei, vier und fünf Achsen zur Verfügung. Bauteile, die sowohl durch Fräsen als auch durch Erodieren zu bearbeiten sind, werden je nach Auslastung in die jeweiligen Bereiche geschoben. Um die Prozesszeiten zu senken, ist man bestrebt, so viel wie möglich zu fräsen, denn das Senkerodieren dauert wesentlich länger und ist damit entsprechend teurer. Auf das Fräsen entfällt derzeit knapp die Hälfte der Aufträge, Tendenz steigend. Teile, die bis vor Kurzem erodiert werden mussten, können inzwischen auch gefräst werden. Dazu hat auch die Partnerschaft mit Mapal beigetragen.

Hartfräsen von Formeinsätzen

Als Felix Wendler, Produktspezialist von Mapal, vor gut zwei Jahren nach Stollberg kam, hatte er eine Mission: Er wollte neue Werkzeuge für den Werkzeug- und Formenbau, die im Mapal Versuchszentrum erprobt worden waren, bei Anwendern unter realistischen Bedingungen an richtigen Bauteilen testen.

Bei Wendlers Besuch hatte der Werkzeug- und Formenbauer bei der Hartbearbeitung von Formeinsätzen aus pulvermetallurgischem Stahl mit 65 HRC gerade eine harte Nuss zu knacken. Maik Seibt, Abteilungsleiter Fräsen bei der HaGeForm Sachsen, schildert die Situation: „Bestimmte Einsätze für ein Bauteil haben wir nicht zylindrisch hinbekommen. Die Tasche für den Einsatz war oben immer zu groß und unten zu eng, das wollte einfach nicht passen.“

Kurzerhand wurde der von Wendler mitgebrachte Prototyp ausprobiert und das Ergebnis überzeugte auf Anhieb. Die Bearbeitung gelang exakt zylindrisch und aufs µ genau. „Das lag schon an der Grenze unseres IR-Messgeräts“, bestätigt Seibt. Als Eckenradiusfräser OptiMill-3D-CR-Hardened hat Mapal dieses Werkzeug inzwischen in verschiedenen Ausführungen in sein Standardsortiment übernommen.

Lieber schnell fräsen als lange erodieren

Der Techniker von Mapal konnte auch helfen, als es einen Engpass an der Schleifmaschine gab. „Fräsen statt Schleifen“ war die Devise. Wendler demonstrierte, dass es möglich ist, von einer großen Platte mit einer Härte von 62 HRC binnen kürzester Zeit mehrere Millimeter herunterzufräsen, um die ausgebrochene Ringzacke nachzusetzen.

Schließlich machte sich HaGeForm daran, das Erodieren bei bestimmten Werkstücken durch Fräsen zu ersetzen. Zuvor waren die Teile nachmittags aufgespannt und dann bis zum Morgen senkerodiert worden. Was früher eine Nacht dauerte, ist nun in zwei Stunden fertig. „Der Kunde gewinnt hier Flexibilität, weil er bei mehr Teilen die Wahl zwischen Senkerodieren und Fräsen hat“, stellt Wendler fest. Wenn Aufträge so schnell wie möglich abgearbeitet werden sollten, sei Fräsen die bessere Wahl.

Bei manchen Teilen gelang auch der Übergang zur Komplettbearbeitung. So wurde eine Feinschneidmatrize aus pulvermetallurgischem Metall bislang nach dem Fräsen von der Maschine genommen, um anschließend noch kleine Eckradien mit Absätzen zu senkerodieren.

„Wir konnten uns gar nicht vorstellen, dass das auch anders geht“, räumt Seibt ein. „Nun können wir das alles mit Fräsen abdecken, das ist schon eine ganz schöne Innovation.“

Inzwischen sind für die Hartbearbeitung regelmäßig auch der Hochvorschubfräser OptiMill-3D-HF-Hardened und der Kugelfräser OptiMill-3D-BN-Hardened im Einsatz. Um zweidimensional direkt im Harten zu schruppen, kommt der Trochoidfräser OptiMill-Tro-Hardened zum Zug. Die vollständige Ausnutzung der Schneidenlänge, die bei diesem Werkzeug immer 3xD entspricht, ist damit bei Bearbeitungen von Materialhärten bis 65 HRC problemlos möglich und garantiert durch sehr hohe Abtragsraten in kurzer Zeit eine hohe Wirtschaftlichkeit.

Man hat Mapal als Problemlöser schätzen gelernt: Auch für sehr komplexe Titanteile wurde lange über eine mögliche Bearbeitungsstrategie gegrübelt und dann schließlich der Techniker gerufen. Felix Wendler kam mit den passenden Fräsern für Titan und blieb so lange, bis in Stollberg ein passendes Programm für das komplizierte Teil erstellt war und die Bearbeitung lief. Komplexe Formen in Verbindung mit besonderen Materialien stellen immer wieder neue Anforderungen an die Fertiger. „Wir werden da von Mapal sehr gut unterstützt“, lobt Maik Seibt. „Wenn wir Probleme haben, reicht oft ein Anruf. Es ist gut, einen kompetenten Ansprechpartner zu haben, den man fragen kann.“

Massiver PKD-Schaftfräser für Hartmetall

Vor diesem Hintergrund wagte sich HaGeForm auch an etwas völlig Neues heran die Zerspanung von Hartmetall. Für einen Kunden sollten daraus Matrizen entstehen, mit denen sich wesentlich höhere Standzeiten als mit Stahl erreichen lassen. Abermals kam Wendler der Zufall zugute, denn im Mapal-Kompetenzzentrum für PKD-Werkzeuge in Pforzheim lief gerade ein Projekt für den Vollkopf PKD-Schaftfräser an. Für dieses Werkzeug wird eine PKD-Ronde vollflächig auf die Stirnseite des Werkzeugträgers gelötet, aus der dann per Scheibenerosion die einzelnen Schneiden herausgearbeitet und anschließend nachbehandelt werden.

„Wir haben hier wirklich 1xD reines PKD, und das aktuell in Durchmessern von 2,00 bis 6,00 mm“, erläutert Wendler. Für die Zerspanung von Hartmetall ist neben dem Material des Fräsers auch dessen Geometrie ausschlaggebend. Weitere Abmessungen und Geometrien sind aktuell noch in der Entwicklung.

Auch dieses PKD-Werkzeug konnte bei dem Werkzeug- und Formenbauer überzeugen. Der Fräser erzeugt absolut glatte Oberflächen und sah dabei nach einigen Einsätzen noch aus wie neu, womit sich bereits lange Standwege andeuteten. Wendler sieht Marktvorteile für die sächsischen Fertiger: „Nur sehr wenige Unternehmen sind derzeit in der Lage, Hartmetall prozesssicher und vor allem wirtschaftlich zu zerspanen. Darin ist HaGeForm wirklich gut.“

Die Partnerschaft soll fortgesetzt werden: Als Nächstes stehen Gewindefräser für gehärtetes Material an, denn HaGeForm hatte sich darüber beklagt, dass die Werkzeuge des bisherigen Lieferanten nicht ausreichend lange halten. Anspruch von Mapal ist es nun, mit einem neu entwickelten Fräser möglichst viele Gewinde prozesssicher bei Materialhärten von bis zu 65 HRC einzubringen.

Mapal Dr. Kress KG
www.mapal.com

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