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Blaser, Mapal und F. Zimmermann optimieren Titanzerspanung

Blaser, Mapal und F. Zimmermann bündeln Kompetenzen für optimale Prozesssicherheit
Partner optimieren Titanzerspanung

Zu einer Zusammenarbeit der besonderen Art kam es 2020 bis 2021 in Baden-Württemberg: In einem „Kompetenz-Dreieck“ kooperierten der Maschinenbauer F. Zimmermann GmbH, die Werkzeugexperten von Mapal und die Kühlschmierstoffspezialisten von Blaser Swisslube, um die Zuverlässigkeit und Effizienz eines für die Titanzerspanung erarbeiteten Maschinenkonzepts sicherzustellen. Durch das Expertenwissen aller Beteiligten konnten für die Titanbearbeitung übliche Werkzeugstandzeiten um das Siebenfache erhöht werden – bei gleichzeitiger Gewährleistung der Prozesssicherheit.

In Neuhausen auf den Fildern, etwa 4 km östlich des Stuttgarter Flughafens gelegen, hat die 1933 gegründete F. Zimmermann GmbH ihren Sitz. Rund 180 Mitarbeiter sind bei Zimmermann tätig. Hergestellt werden Portalfräsmaschinen und Horizontalbearbeitungszentren für die Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie. Herzstück der Maschinen sind unter anderem die patentierten, hauseigenen Fräsköpfe. Für jedes Anlagenkonzept, jeden Werkstoff sowie jede Anforderung an Zerspanvolumen und Oberflächengüte bietet der Spezialist eine passende Fräslösung.

„Bei großen, komplexen Maschinen, die individuell angepasst werden, sehen wir unsere besondere Stärke“, erklärt Steffen Nüssle, Verkaufsleiter Export und Leiter Anwendungstechnik bei Zimmermann. „Überall, wo es um die Bearbeitung großvolumiger Bauteile geht, sind Zimmermann-Maschinen zu finden.“ Die Anlagen sind zu rund 95 % „Made in Germany“: Die meisten Zulieferer befinden sich im Umkreis von nur 80 km.

Innerhalb dieser 80 km, in Aalen, hat die Firma Mapal ihr Hauptquartier. Mit einer 70-jährigen Firmengeschichte voller Innovationen hat sich Mapal längst als einer der weltweit führenden Anbieter von Präzisionswerkzeugen für die Zerspanung etabliert. Bei der zerspanenden Bearbeitung kubischer Bauteile ist Mapal globaler Technologieführer. Die Eckdaten des Unternehmens sind beeindruckend: 5000 Beschäftigte, Niederlassungen mit Produktion, Vertrieb und Service in 25 Ländern, mehr als 450 technische Berater im Außendienst, mehr als 300 Auszubildende weltweit.

Individuelle Fertigung für Titanzerspanung

Im Jahr 2020 kamen Experten des Maschinenbauers Zimmermann, des Werkzeugherstellers Mapal und des Kühlschmierstoffspezialisten Blaser Swisslube für ein spezielles Projekt zusammen. Eine individuell konfigurierte Maschine für die Herstellung von Flugzeugbauteilen aus Titan sollte Ende 2021 nach Asien geliefert werden. Die Besonderheit des Projekts bestand in der Titanlegierung TA15m, über die bis dato keine Erfahrungswerte vorhanden waren. „Das Ziel war nicht nur die Lieferung einer Maschine, sondern einer Turn-Key-Lösung mit langfristig stabil funktionierendem Prozess, inklusive getesteten Kühlschmierstoffs und optimaler Werkzeuge“, erläutert Nüssle.

Gebündelte Kompetenzen

Um dieses ambitionierte Ziel zu erreichen, wurde das Know-how der drei Unternehmen gebündelt. Nüssle: „Wir hatten schon früher in einem sehr erfolgreichen Projekt der Aluminiumbearbeitung mit Blaser Swisslube kooperiert. Wir waren sehr zufrieden und hatten hervorragende Ergebnisse, daher war eine Intensivierung der Partnerschaft der logische nächste Schritt.“

Ein Austausch mit den Werkzeug-Experten von Mapal machte schnell klar, dass auch die Aalener entscheidend zum Erfolg des Projektes beitragen konnten. „Das sogenannte Line Boring ist eine Kernkompetenz der Firma Mapal – deswegen war Mapal der ideale Werkzeugpartner“, so Nüssle.

Risikominimierung mit den richtigen Partnern

Durch die Zusammenarbeit der drei Firmen in einem „Kompetenz-Team“ sollte nicht nur eine möglichst hohe Zerspanungsleistung erreicht werden. Zur Zielsetzung gehörten auch eine optimale Prozesssicherheit, Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität. Darüber hinaus sollten eine gute Oberflächenqualität sowie eine möglichst hohe Bio-Stabilität sichergestellt werden.

Das ist leichter gesagt als getan: Titan ist ein anspruchsvoller Werkstoff und es gab bis dato keine Informationen über diese spezielle Titanlegierung sowie nur begrenzte Testmöglichkeiten. „Wir mussten das Risiko minimieren und haben uns deswegen Partner ins Boot geholt, bei denen wir uns sicher waren, dass die Zielsetzung erreicht werden konnte“, erklärt Nüssle. „Diese Kompetenzpartnerschaft war für den Erfolg entscheidend.“

Nach einer Detailanalyse empfahl Blaser-Außendienstmitarbeiter Gerd Schilling den Einsatz des Kühlschmierstoffes B-Cool 755. Schilling erläutert: „B-Cool 755 ist ein wassermischbarer, chlorfreier Kühlschmierstoff auf Mineralölbasis, der eine hohe Leistung und optimierte Oberflächengüte erzielt. Das Produkt zeichnet sich durch seine Schaumarmut in Hart- und Weichwasser, gute Stabilität, gute Ferrokorrosionsschutzeigenschaften und geringen Verbrauch aus. Es ist sehr gut für die Titanbearbeitung geeignet und über unsere Niederlassungen natürlich auch in den asiatischen Märkten verfügbar.“

Wenn ein Kühlschmierstoff optimal auf Prozess, Maschine, Werkzeuge, Materialien und Umgebung abgestimmt ist, kann er die Gesamtproduktivität deutlich erhöhen. Der Kühlschmierstoff wird so zu einem zentralen Erfolgsfaktor – zum Liquid Tool (flüssigen Werkzeug). Bernd Scheurenbrand, langjähriger Anwendungstechniker bei Zimmermann: „Es wird oft unterschätzt, wie maßgeblich der richtige Kühlschmierstoff einen Bearbeitungsprozess beeinflussen kann“, bestätigt Bernd Scheurenbrand, langjähriger Anwendungstechniker bei Zimmermann.

Werkzeugstandzeit vervielfacht

In der Testphase zeigte sich, dass die Standzeit der Werkzeuge durch das Zusammenspiel aus Kühlschmierstoff, Material, Werkzeug, Bearbeitungsstrategie und Maschinenstabilität von üblicherweise einer Stunde auf bis zu sieben Stunden verlängert werden konnte. „Das unterstreicht, wie wichtig ein ganzheitlicher Ansatz ist – es spielen viele Faktoren eine Rolle“, betont Jens Ilg, der bei Mapal als Component Manager für Titan- und Edelstahl-Bauteile zuständig ist. „Wir haben unsere Werkzeuge im Zusammenspiel mit dem Blaser-Kühlschmierstoff getestet und verschiedenste Bearbeitungen durchgeführt. So stellen wir sicher, dass Werkzeuge, Kühlschmierstoff und Maschine zusammenpassen. Durch das Kompetenz-Dreieck und die enge Zusammenarbeit von Zimmermann, Mapal und Blaser Swisslube konnte ein echter Mehrwert für den Endkunden generiert werden – die Prozesssicherheit wurde maximiert.“

Neue Herausforderungen im Blick

Nach der überaus erfolgreichen Zusammenarbeit fokussieren sich die drei Unternehmen schon auf neue Herausforderungen und Zukunftsprojekte: So steht ein Turn-Key-Projekt für ein Horizontal-Bearbeitungszentrum für das Aerospace-Segment im Raum. Die Bearbeitung von Verbundwerkstoffen, Automatisierungsmaßnahmen oder die Weiterentwicklung von digitalen Services – Stichwort „Predictive maintenance“ – sind weitere Bereiche, in denen eine Kooperation angedacht wird, um die langfristige Prozesssicherheit und Zuverlässigkeit durch gemeinsame Ideen und Kompetenzen zu optimieren.

Blaser Swisslube GmbH
www.blaser.com
AMB Halle 8 Stand D70

Mapal Dr. Kress KG
www.mapal.com
AMB Halle 1 Stand D10

F. Zimmermann GmbH
www.f-zimmermann.com
AMB Halle 9 Stand C27

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