Anwender setzt auf 5-Achs-Bearbeitungszentren von Heller

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Beim Unternehmen Oskar Frech in Schorndorf nutzte man in der Vergangenheit die horizontale 4-Achs-Bearbeitung. Um die neuen Produktinnovationen effizient herstellen zu können wurde der Einsatz einer 5-Achs-Bearbeitung geprüft. In 2020 wurde dann in das 5-Achs-Bearbeitungszentrum HF 3500 von Heller investiert und bereits 2021 in das größere Modell HF 5500. Die Zielsetzung dabei war, die Bearbeitungszeiten deutlich zu reduzieren. Mittlerweile liegt man mit den beiden Bearbeitungszentren bei einer Einsparung von bis zu 30 %. Autor: Manfred Lerch

Das Unternehmen Oskar Frech gilt mit Warm- und Kaltkammerdruckgießmaschinen als Marktführer in der Druckgießtechnologie. Um den entsprechend hohen Qualitätsansprüchen gerecht zu werden, setzt man in Schorndorf auf eine ausgewogene Fertigungstiefe. In den letzten Jahren wurde verstärkt in den Bereich der Drehbearbeitung investiert und ab 2018 das Fräsen betrachtet. In diesem Bereich setzte man bis dahin auf das horizontale 4-Achs-Fräsen. Der große Zeitaufwand beim Rüsten führte dann allerdings zu einem Umdenken und einer klar definierten Zielsetzung.

Die reinen Bearbeitungszeiten sollten mit horizontalen 5-Achs-Bearbeitungszentren um bis zu 20 % reduziert werden. Dieses Vorhaben wurde als ein ganzheitliches Projekt betrachtet. So waren zunächst zwei Bearbeitungszentren inklusive je eines Automationssystems von Fastems geplant. Für die Endausbaustufe sind zwei weitere Anlagen vorgesehen. Hinsichtlich der Funktionalität oder optionalen Ausstattung der Bearbeitungszentren, so Christopher Weber, Gebietsverkaufsleiter bei Heller, setzte Oskar Frech auf standardisierte Produkte: „Alle Anforderungen an die Bearbeitungszentren konnten wir problemlos mit den Standards der Baureihe HF von Heller abdecken. Das waren die fünfte Achse im Werkstück, eine drehmomentstarke Spindel sowie die jeweils größten verfügbaren Werkzeug-Kettenmagazine bei der HF 3500 mit 240 bzw. bei der HF 5500 mit 150 Plätzen.“

Die Entscheidung für die fünfte Achse im Werkstück war für Thomas Reiber, Produktionsleiter und Prokurist bei Oskar Frech, schnell getroffen: „Wir fertigten in einem unserer Werke Großteile mit der fünften Achse im Werkzeug. Unsere Erfahrungen haben hier gezeigt, dass der Schwenkkopf das labilste Teil der Maschine war. Für die fünfte Achse im Werkstück haben wir uns aber hier in Schorndorf auch entschieden, weil unsere Mitarbeiter das horizontale 4-Achs-Konzept bereits gewohnt sind. Die beiden Heller-Zentren bzw. die fünfte Achse nutzen wir aber ohnehin nicht im Simultanbetrieb. Wir nutzen die fünfte Achse quasi als ‚Vorrichtungsachse‘.“

Gemeint ist damit, dass der bisherige Rüstaufwand auch daraus resultierte, dass die Werkstücke über einen Winkel auf der Maschine positioniert werden mussten. Das Werkstück wird nun auf den Arbeitstisch gelegt und mit der fünften Achse in Position gebracht. Neben der enormen Zeiteinsparung ist das nach Auskunft von Thomas Reiber auch hinsichtlich der Arbeitssicherheit ein enormer Vorteil.

Nachdem man sich nun für die fünfte Achse im Werkstück entschieden hatte, lief alles Weitere relativ zügig ab. Zunächst wurde ein intensives Benchmarking gestartet. Aufgrund der Werkstückgrößen waren dann aber relativ schnell nur noch zwei Maschinenhersteller in der engeren Auswahl. Entschieden hat man sich für die 5-Achs-Bearbeitungszentren HF 3500 und HF 5500 von Heller inklusive je eines Automationssystems von Fastems.

Stabile Prozesse und Stabilität
der Maschine haben oberste Priorität

Bearbeitet werden darauf überwiegend Wiederholteile mit Losgrößen zwischen einem und zehn Stück. Zirka 50 % davon sind Maschinenkomponenten aus Guss. Der Rest, wie Hydraulikblöcke oder Verschleißteile, ist aus legierten Stählen. Die dafür vorgesehenen Toleranzen sind mit den Bearbeitungszentren problemlos zu erreichen. Für die HF 3500 hat man die Arbeitseinheit PowerCutting mit HSK-A 63, 12 000 min-1 und 228 Nm Drehmoment gewählt. Die HF 5500 ist mit der Heller-eigenen DC-Spindel mit HSK-A 100, 12 000 min-1 und 400 Nm ausgestattet.

Die angestrebte Reduzierung der Bearbeitungszeiten um bis zu 20 % hat man so längst erreicht. Mehr noch, so Thomas Reiber: „Wir sind inzwischen bei einer Einsparung von bis zu 30 %. Diese Reduzierung lässt sich allerdings nicht allein von den Maschinen ableiten, denn wir fahren jetzt auf den Heller-Maschinen auch andere Strategien. Aber wir sprechen hier ja von den reinen Bearbeitungszeiten, da sind die Rüstzeiten noch nicht berücksichtigt. Mit einem Update unserer Spannmittel und dem Automationssystem von Fastems denke ich, dass wir die Rüstzeiten noch erheblich senken können.“

Strategisch betrachtet hat die Stabilität hinsichtlich Maschine und Prozesse in Schorndorf, auch auf Grund der kostenintensiven Bauteile, oberste Priorität. Man sucht nicht die Sekunde, auch nicht die Minute. Im Gegensatz zu früher setzte man deshalb aktuell auf kleinere Werkzeuge, wenig Zustellung, aber höhere Vorschübe.

Diese Investitionen, inklusive der Automationssysteme von Fastems,waren für die Verantwortlichen und Mitarbeiter in Schorndorf ein großer Schritt. Inzwischen ist man soweit, dass die HF 3500 in der dritten Schicht mannlos eingesetzt wird. Und so werden die zwei weiteren geplanten Anlagen, erneut mit einer HF 3500 und einer HF 5500, wieder von Heller kommen.

Oskar Frech GmbH + Co. KG
www.frech.com

Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH
www.heller.biz

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