Um im Wettbewerb zu bestehen, müssen Fertigungsbetriebe operative Abläufe immer wieder an die aktuellen Anforderungen anpassen. Damit dieses Ziel erreicht wird, bedarf es einer klaren Strategie, die alle Komponenten der Produktion in Betracht zieht. Genau diesen Weg beschritt das New Yorker Unternehmen Linda Tool. Vor über zehn Jahren, mitten in der Finanzkrise, stellte Mike DiMarino, Eigentümer von Linda Tool, die Ausrichtung seines Unternehmens und die Produktionsprozesse auf den Prüfstand, um neue Absatzmärkte in der Luftfahrtindustrie zu erschließen. Ein mutiger Schritt, denn zu dieser Zeit kämpften viele Firmen um ihre Existenz.
„Als unser Geschäft zu Beginn der Finanzkrise fast zum Erliegen kam, wurde uns klar, dass wir so nicht weiter machen können. Wir analysierten unsere Lage und kamen zu dem Schluss, dass eine komplett neue Strategie notwendig war, um unser Unternehmen für die Zukunft aufzustellen“, so DiMarino. Ausschlaggebend war nicht zuletzt eine Anfrage eines großen Zulieferers aus dem Aerospace-Bereich. „Trotz des durchaus vorhandenen Risikos entschieden wir uns, alles auf eine Karte zu setzen und eine Zulassung als Tier-2-Supplier mit AS9102-Zertifizierung und Dock-to-Stock-Kapazität für die Luftfahrtindustrie anzustreben.“
Ein derart ambitioniertes Ziel lässt sich nur in mehreren Etappen erreichen. So entschloss sich DiMarino, den Maschinenpark zu modernisieren und in eine CAM-Lösung mit einer innovativen 5-Achs-Technologie zu investieren.
Technologische Neuausrichtung trägt Früchte
DiMarino und sein Team wollten nicht nur eine Neuausrichtung des Unternehmens im technologischen Bereich, sondern auch den Umweltgedanken mit einfließen lassen. Heute ist Linda Tool stolz auf seine Auszeichnung ein besonders umweltfreundlicher Betrieb zu sein, der mit sauberer Energie produziert.
Wie weit der Umweltgedanke in der Unternehmensphilosophie verankert ist, zeigt sich auch auf dem Dach. Die gesamte Fläche wurde in einen Garten umgewandelt, in dem Mitarbeiter Gemüse und Blumen in Spezialerde anbauen. Linda Tool liegt eine Verbesserung seiner CO2-Bilanz sehr am Herzen. Alle Maschinen sind mit einem Dunstabscheider ausgestattet, ein HLK-System mit Schwebstofffilter läuft rund um die Uhr, das begrünte Dach reduziert den Heiz- und Kühlungsaufwand und sämtliches Restmaterial wird recycelt.
Das Unternehmen wurde 1952 gegründet und beschäftigt heute 28 Mitarbeiter. Der Firmensitz von Linda Tool ist in einem ruhigen, unscheinbaren Backsteingebäude in Red Hook, Brooklyn, untergebracht. Im Werk herrscht allerdings Hochbetrieb und es dreht sich alles um Präzisionsfertigung. Die Produktionshalle ist mit modernstem 3-, 4- und 5-Achs-Bearbeitungszentren sowie Drehmaschinen ausgestattet. Hier werden Bauteile für die Luftfahrt- und Raumfahrt-, die Öl- und Gasindustrie sowie Bauteile für die Medizin- und Kommunikationstechnik produziert.
Der vielleicht wichtigste Bestandteil des unkonventionellen Ansatzes von Linda Tool ist der Fertigungsprozess selbst, der von hinten aufgerollt wird. „Ein wichtiger Aspekt der neuen Strategie bestand darin, zunächst das fertige Bauteil sorgfältig zu bestimmen und dann jeden erforderlichen Fertigungsschritt genau zu planen, damit das Bauteil die Spezifikationen erfüllt. Jeder Prozessschritt wird im gesamten Werk dokumentiert. Das spart Zeit, erhöht die Qualität und den Durchsatz“, erläutert der Produktionsleiter Dave Holmes.
Neue CAM-Lösung für neue Perspektiven
Dieser Ansatz bildete den Ausgangspunkt zur Suche nach einer CAM-Lösung. Zwei Aufträge standen an. Die Produktion von Flugzeugfahrwerken aus Aluminium und die Fertigung von Strukturbauteilen. „Nun mussten wir uns überlegen, wie wir das Strukturbauteil am effizientesten bearbeiten können“, so Holmes. „Wir investierten in ein Hermle-C22-Bearbeitungszentrum, die beste Maschine für dieses Bauteil. Aber wir waren uns über die genaue Herangehensweise noch nicht im Klaren und benötigten eine leistungsstarke CAM-Lösung, um Durchsatz und Effizienz maßgeblich zu steigern“, so Holmes. „Uns wurde Hypermill von Open Mind Technologies empfohlen. Dabei erfuhren wir, dass sich mit dem Performance-Paket Hypermill Maxx Machining außergewöhnliche Zeiteinsparungen realisieren lassen.“
Schlüssel zum Erfolg: innovative 5-Achs-Technologie
Die anschließenden Tests bestätigten, was Linda Tool bereits ahnte: Der Schlüssel zum Erfolg in der Luftfahrtbranche liegt im Einsatz einer führenden CAM-Software mit innovativen 5-Achs-Technologien. Um die Mitarbeiter schrittweise an die neuen Produktionsmethoden heranzuführen, wurde die Programmierung mit Hypermill und die Bearbeitung auf der Hermle über einen Zeitraum von drei bis sechs Monaten eingeführt.
Schon bald zeigte sich, dass der Ansatz richtig war. „Wir wussten, dass Open Mind einer der maßgeblichen CAM-Entwickler der 5-Achs-Simultantechnologie ist. Deshalb hatten wir großes Vertrauen in Hypermill. Und so produzierten wir von Anfang an perfekte Bauteile,“ führt Holmes aus. „Wir wollten einen hocheffizienten, stabilen Prozess, und genau den haben wir auch bekommen. Wir sind sehr zufrieden.“
Eine CAM-Lösung für alle Anwendungen
Hypermill ist ein Komplettpaket bestehend aus einer Vielzahl von 2,5D- und 3D-Bearbeitungsstrategien für das Fräsen wie Fräsdrehen. Ganz besonders zeichnet sich Hypermill jedoch durch die automatischen Strategien zum 5-Achs-Simultanfräsen aus, die durch Spezialapplikationen für die Bereiche Turbinen, Reifen und Formkanäle ideal ergänzt werden.
Insbesondere die Flexibilität, die die 5-Achs-Technologie bietet, hat Linda Tool beeindruckt. Anspruchsvolle Geometrien, Freiformflächen und tiefe Kavitäten können mit Hypermill einfach und sicher programmiert werden. Grundsätzlich ist der Programmieraufwand der 5-Achs-Simultanstrategien nicht höher als für die 2,5D- oder 3D-Aufgaben. Anwender können je nach Geometrie und Maschinenkinematik zwischen einer 5-Achs-Bearbeitung mit festem Anstellwinkel, automatischer Indexierung und echter Simultanbearbeitung wählen. Eine hohe Prozesssicherheit ist auf jeden Fall gewährleistet, da alle Werkzeugbahnen vollautomatisch mit Kollisionsprüfung und -vermeidung generiert werden.
Zeiteinsparungen von bis zu 90 %
Bei Linda Tool kommt auch das Performance-Paket Hypermill Maxx Machining zum Einsatz. Das Paket umfasst drei leistungsstarke Module für ein hocheffizientes Bohren, Schruppen und Schlichten. Mit den innovativen Strategien lassen sich enorme Produktivitätssteigerungen erzielen. Beim 5-Achs-helikalen Bohren können auch nicht über Mitte schneidende Fräser zum Öffnen großer Kavitäten ohne Vorbohren verwendet werden. Sogar harte Werkstoffe wie Edelstähle, Titan oder Bauteile aus Nickelbasislegierungen können mit dieser Methode mit Standardwerkzeugen schnell und effektiv bearbeitet werden. Für das Schruppen bietet das Paket leistungsstarke 2D-, 3D- und 5-Achs-High-Performance-Cutting-Strategien (HPC). Entlang trochoidaler Werkzeugbahnen wird im Gleichlauf gearbeitet, Vollschnitte und abrupte Richtungswechsel werden vermieden – das macht die Bearbeitung sehr werkzeugschonend. Mit handelsüblichen Schaft-, Radius- und Wendeplattenfräsern erreicht man ein hohes Spanvolumen bei zugleich langen Standzeiten.
Die Perfect-Pocketing-Technologie sorgt für eine effizientere Taschenbearbeitung mit Hochvorschubfräsern. Ein intelligenter Algorithmus passt die größtmögliche Tasche in den zu schruppenden Bereich und erzeugt automatisch lineare Werkzeugwege für die Hochvorschubfräsbearbeitung. Spezielle Ausfahrbewegungen reduzieren das Restmaterial in den Ecken.
Mit der Strategie „5-Achs-Schlichten prismatischer Verrundungen“ können Tonnenfräser nach dem Prinzip eines Hochvorschubfräsers mit einer stechenden und ziehenden Bearbeitung eingesetzt werden. Die optimale Anstellung des Tonnenfräsers wird dabei vollautomatisch berechnet. So lassen sich unter anderem hochwertige Übergänge zwischen verschiedenen Wandbereichen herstellen.
Eine flächenübergreifende 5-Achs-Bearbeitung mit konischen Tonnenfräsern ermöglicht es, gesamte Flächenverbände in einem Arbeitsschritt zu fertigen.
Für die Fertigung der Fahrwerke setzt Linda Tool unter anderem das 5-Achs-tangentiale Ebenenschlichten ein. Hierfür hat Open Mind eine besondere CAM-Technologie und den konischen Tonnenfräser – auch als Kreissegment-Schaftfräser bekannt – entwickelt. So lassen sich Zeiteinsparungen von bis zu 90 % umsetzen. Durch die großen Radien der konischen Tonnenfräser sind Bahnabstände von sechs bis acht Millimetern möglich. Daraus resultieren optimale Oberflächen und längere Werkzeugstandzeiten.
„Die Tangentialbearbeitung mit dem konischen Tonnenfräser eignet sich sehr gut sowohl für leicht als auch schwer zugängliche Ebenen und erzielt gegenüber Bearbeitungsverfahren mit dem Kugelfräser einen weitaus höheren Präzisionsgrad“, so Holmes. Die gemessenen Rauheitswerte sind oft fünf- bis zehnmal geringer als bei der Bearbeitung mit Kugelfräsen.
Zuverlässig und fehlerfrei
„Die Bearbeitung mit Hypermill ist praktisch fehlerfrei. Am meisten hat uns die Zuverlässigkeit der Software und die Wiederholbarkeit der Abläufe beeindruckt“, erläutert Holmes. „Als Open Mind die Software implementierte und uns grünes Licht gab, war ich noch ein wenig skeptisch. Aber sie sollten Recht behalten. Der Prozess ist enorm stabil und hat sich bei uns im Werk so bewährt, dass wir die Bauteile bei der Ausführung nicht mehr prüfen müssen.“ Weiter führt Holmes aus: „Wir hätten uns mindestens zwei Monate Zeit einsparen können, wenn wir sofort auf Hypermill gesetzt und darauf vertraut hätten, dass alles gleich im ersten Anlauf funktioniert.“
Zurzeit plant Linda Tool, Hypermill im gesamten Unternehmen zu integrieren. Ein weiterer Pluspunkt für DiMarino und Holmes war die enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit mit Open Mind. „Die Partnerschaft hat sich absolut bewährt, der Support ist außergewöhnlich. Wir bekommen auf unsere Anfragen immer unverzüglich Lösungen“, so Holmes. Anna Litovskaya, Programmiererin bei Linda Tool, ergänzt: „Mit Hypermill sind alle NC-Programme einfach und schnell zu generieren, auch für anspruchsvolle Aufgaben.“
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