Circelli Engineering Solutions bietet alles aus einer Hand dank Investitionen in Hedelius-BAZ Vom Konstruktionsbüro zum Systemanbieter

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Die im März 2019 gegründete Circelli Engineering Solutions GmbH aus Dulliken zählt zu den Start-ups der Schweizer Fertigungsszene. Als kleines Konstruktionsbüro entstanden, hat sich das junge Unternehmen dank seiner Leidenschaft und Investitionen in innovative CNC-Technologien zum Systemanbieter entwickelt. Welche Rolle dabei die neuesten Bearbeitungszentren Forte 65 und Acura 65 von Hedelius spielen, erklärten die Gründungsbrüder und Inhaber Paolo Circelli (CEO) und Marco Circelli (COO) bei einem Besuch der SMM-Redaktion.

2009 schlossen die Tore der Dihart AG in Dulliken, wo Paolo und Marco Circelli gearbeitet und ihre Lehre absolviert hatten. Zwölf Jahre später stehen in den renovierten Hallen an der Industriestrasse 2 erstmals wieder CNC-Maschinen und die Brüder starten mit ihrem eigenen Unternehmen durch.

Die Kernkompetenzen der inzwischen fünfköpfigen Circelli Engineering Solutions GmbH liegen in den Bereichen Konstruktion, CNC-Fräsen und CNC-Drehen. Ihr breitgefächertes Know-how und ihre ansteckende Leidenschaft wird von Maschinen- und Anlagenbauern sowie produzierenden Unternehmen aus der ganzen Schweiz und aus allen Branchen geschätzt – von der Medizintechnik über die Lebensmittelindustrie bis hin zum Fahrzeugbau. «Bevor ich mich mit meinem Bruder selbstständig gemacht habe, war ich zehn Jahre in der Konstruktion und im Engineering tätig und konnte mir dadurch ein grosses Netzwerk aufbauen. Einige dieser Kontakte zählen heute zu unseren Kunden», blickt Paolo Circelli zurück.

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Konstruktion und Fertigung – alles aus einer Hand

Während das Jungunternehmen als reines Kon­struktionsbüro gestartet ist, bietet es von der Konstruktion bis zur Fertigung inzwischen alles aus einer Hand. Paolo Circelli: «Heute basieren noch 30–40 Prozent unseres Umsatzes auf unserer Konstruktionsarbeit. Mit dem Ausbau unserer Fertigungskapazitäten durch Investitionen in robuste und leistungsfähige Maschinen macht der Fertigungsbereich inzwischen den grösseren Teil unseres Umsatzes aus.»

«Unsere Stärke in der Fertigung besteht darin, dass wir auch vor besonders anspruchsvollen Teilen nicht zurückschrecken – ganz im Gegenteil: Neue Herausforderungen treiben uns an», erklärt Paolo Circelli. Die Fertigung von Prototypen und Einzelteilen aus schwer zerspanbaren Werkstoffen wie rostfreiem Stahl oder Werkzeugstahl mit einer Genauigkeit im 1- bis 2/100-mm-Bereich stehen auf der Tagesordnung der Circelli Engineering Solutions GmbH. Paolo Circelli: «Neben der Zerspanung von Einzelkomponenten ist eine unserer Stärken, dass wir auch komplette Baugruppen fertigen. Ob Inox, Stahl oder Aluminium, ob Drehen oder Fräsen: mit uns können Kunden auf einen einzigen Lieferanten für ihre gesamte Baugruppe setzen.»

Die Bauteilgrössen liegen im Fräsen bei kubischen Teilen bei 400 × 400 × 400 mm (L × B × H) Kantenlänge, im Bereich der Plattenfertigung bei 1200 × 600 × 300 mm (L × B × H). Und Drehteile können bis Durchmesser 250 mm bei maximaler Länge von 600 mm gefertigt werden.

Auf die Frage nach der Komplexität der Bauteile, antwortet Marco Circelli: «Wir mussten noch nie einen Auftrag absagen.» Paolo Circelli ergänzt: «Das hängt auch damit zusammen, dass wir unsere Kunden meist schon in der Konstruktionsphase unterstützen und so eine produktionsoptimierte Konstruktion sicherstellen können.» Die Optimierung beziehe sich dabei nicht nur auf die generelle Umsetzbarkeit der Konstruktion, sondern auch auf deren Wirtschaftlichkeit.

Über 3-achsig …

Bis 2021 bestand der Maschinenpark der Circelli Engineering Solutions GmbH aus drei Maschinen. Um ihre Produktionskapazitäten zu erweitern und insbesondere grössere Stahlplatten bearbeiten zu können, entschied sich die Circelli Engineering Solutions GmbH im Jahr 2021 erstmalig für eine Investition in ein vertikales 3-Achs-Bearbeitungszentrum von Hedelius des Typs Forte 65.

Das Fahrständerbearbeitungszentrum bietet mit Verfahrwegen von 1320 × 650 × 600 mm viel Raum bei kompakter Stellfläche. Vorteil eines Fahrständer-BAZ: Dank des fixen Maschinentisches lassen sich Werkstücke bis zu einem Gewicht von 2000 kg bearbeiten, ohne die Dynamik – infolge der Werkstückgewichts – der Maschine zu beeinträchtigen.

Eine hochsteife Auslegung des Fahrständers, der vollständig aus Grauguss besteht, sorgt für höchste Präzision, ausgezeichnete Oberflächenqualität und hochproduktive Zerspanungsleistung. Eine hohe Wiederholgenauigkeit kann dank direkter Wegmesssysteme in allen Achsen und exaktester Steuerungs- und Antriebstechnik sichergestellt werden.

«Als gelernter Polymechaniker habe ich in der Vergangenheit an diversen Maschinen gearbeitet, am liebsten jedoch an jenen von Hedelius. Ihre Stabilität hat mich schon damals überzeugt. Mit den neuen Versionen hat Hedelius nochmals einen beachtlichen Sprung in Sachen Präzision gemacht», zeigt sich Marco Circelli fasziniert. «Wir bearbeiten an dieser Maschine zum Teil 500 kg schwere Bauteile mit einem Materialwert von mehreren 10 000 Franken. Dementsprechend haben wir eine Null-Fehler-Toleranz», unterstreicht Paolo Circelli die Bedeutung der Präzision.

Um die Effizienz in der Einzelteilfertigung noch weiter zu steigern, investierte die Circelli Engineering Solutions GmbH ausserdem in eine Magnetspannplatte mit Quadratpoltechnik der Firma Schunk. «Wir haben bei der Forte 65 einen längeren Tisch und können auf der linken Seite die Platten bearbeiten, während wir auf der rechten Seite mit Schraubstöcken arbeiten. Dank dieser Art der Tandemfertigung erhöht sich unsere Flexibilität», erklärt Marco Circelli.

… zu 5-achsig

Allein mit der 3-achsigen Hedelius Forte 65 von 2021 stiess die Circelli Engineering Solutions GmbH bald an ihre Grenzen. «Wir erhielten immer mehr Anfragen in Richtung 5-Achs-Bearbeitung, teilweise auch Freiformflächen. Wir konnten zwar fast alles mit der 3-achsigen Forte 65 fertigen, mussten aber zum Teil umspannen, um das Bauteil fertig zu bearbeiten. Je nach Komplexität des Bauteils verloren wir durch das Umspannen viel Zeit», erklärt Marco Circelli. Um das 3-Achs-BAZ zu entlasten und die Effizienz des Unternehmens zu steigern, folgte deshalb bereits zwei Jahre später eine weitere Investition und damit der Sprung in die 5-Achs-Simultan-Welt.

Die Wahl fiel auf das 5-Achs-BAZ Acura 65. Dieses Modell basiert ebenfalls auf einem modernen Fahrständerkonzept und überzeugt mit grossen Verfahrwegen von 700 × 650/465 × 600 mm auf engstem Raum. Der beidseitig gelagerte Dreh-Schwenktisch des BAZs ist für die Leistungszerspanung mit einer hydraulischen Klemmung an Dreh- und Schwenkachse ausgerüstet. Hauptzeitparalleles Werkzeugrüsten wird durch das von vorne bedienbare Werkzeugmagazin mit 65 Werkzeugplätzen ermöglicht.

Marco Circelli: «Eigentlich hatten wir nicht geplant, so kurzfristig in eine weitere Maschine zu investieren – schliesslich sind wir ein kleines Unternehmen und es geht um grosse Investitionen – aber die Auftragslage war gut und die Teile wurden immer komplexer, das wollten wir uns nicht entgehen lassen. Dafür mussten wir technologisch auf dem neuesten Stand sein.» Selbst Fabio Di Bernardo, regionaler Vertriebsleiter von Newemag, zeigt sich überrascht: «Nach einem Besuch im Hedelius-Werk in Meppen (D) fiel die Entscheidung sehr schnell. Ich hatte nicht damit gerechnet, dass wir noch im selben Jahr zum Abschluss kommen.» Marco Circelli lacht: «Wenn wir uns etwas in den Kopf gesetzt haben, dann ziehen wir es auch durch.»

High-End-Konfiguration für maximale Präzision und Flexibilität

In den Kopf hatten sich die Brüder auch bestimmte Anforderungen an die Neuinvestition gesetzt: Während die Hedelius Forte 65 noch mit einer 14 000er-Spindel ausgestattet ist, sollte die Acura 65 über eine 15 000er-Spindel mit HSK-A63-Werkzeugaufnahme und 50 kW Spindelleistung verfügen. Marco Circelli: «50 kW sind eine Hausnummer. Gerade weil wir grösser bauende Komponenten bearbeiten, kommt uns diese Leistung zugute bei der Produktivität. Die Zerspanleistung der Hedelius Acura 65 ist wirklich enorm.» Paolo Circelli: «Wichtig war uns die hohe Spindelleistung auch, damit wir ohne Einschränkungen modernste Werkzeuge einsetzen können und auch in diesem Bereich auf dem neuesten Stand der Technik sind.»

Zudem sollten die neue TNC-7-Steuerung von Heidenhain und ein Direktantrieb am Tisch integriert werden. «All diese Anforderungen stellen kein Problem für Hedelius dar», so Di Bernardo. «Die C-Achse der 5-Achs-BAZ der Acura-Baureihe ist sogar mit einem flüssigkeitsgekühlten und spielfreien Torque-Direktantrieb mit bis zu 50 U/min für Drehoperationen bei höchster Präzision ausgerüstet.»

Ein digitaler Zwilling rundet die Investition ab. «Gerade bei Losgrösse 1 kommt es darauf an, dass die Frässtrategie ‹verhebt›. Mit dem digitalen Zwilling können wir Kollisionen sicher ausschliessen. Zusätzlich überprüfen wir die Frässtrategie über eine Simulation direkt an der TNC-7-Steuerung. Und trotzdem wird jeder Prozess anschliessend überwacht, sodass bei Bedarf manuell eingegriffen werden kann. In der Einzelteilfertigung sehen wir daher derzeit noch kein Automatisierungspotenzial im Sinne einer mannlosen Fertigung, obwohl Hedelius hier durchaus interessante Lösungen anbietet (siehe Infokasten)», erklärt Marco Circelli und gibt gleichzeitig einen Ausblick: «Wir sind jung und offen für Neues. Wir evaluieren alles, was unsere Effizienz steigern kann.»

Linearverkettung mit Hybridautomation

Ein Highlight der AMB 2024 stellte die Premiere der neuen Hybridauto-
mation von Hedelius dar. Der Meppener Maschinenbauer hat seine Roboterzelle Marathon RZ430 als Hybridautomationsanlage ausgebaut. Die Anlage kombiniert Paletten- und Werkstückbeladung intelligent in einer CNC-Automation und ist damit noch flexibler und produktiver in der Klein- und Mittelserienfertigung einsetzbar – auch in mannlosen Nacht- und Wochenendschichten.

Auf der Messe belud die Marathon RZ430 gleich zwei in Reihe stehende Acura-5-Achs-BAZ mit Dreh-Schwenktisch. Während ein Yaskawa 6-Achs-​Roboter mit servogesteuertem Doppelgreifer die BAZ von der Seite belud. Durch die seitliche Beladung der Acura-Maschinen bleiben die Arbeitsräume z. B. für die Einzelteilfertigung in der Tagschicht von vorne und für die Kranbeladung von oben voll zugänglich.

Darüber hinaus überzeugt die Roboterzelle mit einer Nutzlast von 88 kg (optional 110 kg), einer Kapazität von 30 Palettenplätzen à 400 × 400 mm und fünf Produktschubladen mit Raster. Zwei drehbare Ein- und Auslagerstationen ermöglichen hauptzeitparalleles Rüsten.

Die Bedienung der Roboterzelle Marathon RZ430 ist zudem denkbar einfach – nicht zuletzt dank der von Hedelius entwickelten Bedienoberfläche Multibatch OS mit Auftragsverwaltungssoftware, Werkzeugvorschau und E-Mail-Modul.

Produktion auf Hochtouren

Ebenso schnell, wie die Entscheidung für die beiden Hedelius-Maschinen fiel, wurden diese auch in Betrieb genommen. Paolo Circelli: «Dank unserer guten Vorbereitung, insbesondere bei der Aufnahme der neuen Werkzeuge und Halter im CAM-System, haben wir binnen einer Woche nach Anlieferung der Maschinen bereits produziert.»

Seitdem laufen die Maschinen einwandfrei. Das sei laut Marco Circelli keine Selbstverständlichkeit: «Aufgrund unserer Teilevielfalt gleicht kein Fertigungsprozess dem anderen. Die Maschinen werden immer wieder unterschiedlich beansprucht. Das stellt hohe Anforderungen an die Maschinen.»

Stand die jährliche Standardwartung an oder traten kleinere Servicefälle auf, konnten diese dank des eigenen Ersatzteillagers und der guten Erreichbarkeit der Service- und Anwendungstechniker von Newemag innerhalb von 24 Stunden bearbeitet werden. Marco Circelli: «Die Zusammenarbeit mit Newemag könnte nicht besser sein. Der für uns zuständige Servicetechniker begleitet uns seit 2021, kennt unsere Maschinen in- und auswendig und versteht unsere Anforderungen. Wir freuen uns auch, mit Hedelius einen Partner gefunden zu haben, der mit 85 Prozent eine sehr hohe Fertigungstiefe aufweist, und zwar ‹made in Germany›. Dass unsere Maschinen aus Europa kommen, war uns sehr wichtig.»

«Als ich die Circelli Engineering Solutions GmbH zum ersten Mal besuchte, war mir gleich klar: In diesem jungen Unternehmen steckt enormes Know-how und Potenzial. Das wollte ich fördern. Mir war aber auch klar, dass für sie – im Gegensatz zu grossen Unternehmen – mit der Investition viel mehr auf dem Spiel steht. Daher freue ich mich umso mehr, dass wir ihr Vertrauen gewinnen konnten», schliesst Di Bernardo ab und blickt mit Vorfreude auf die weitere Zusammenarbeit.

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