Vom Problemfall zum stabilen Prozess: Metaxon setzt auf Walter High-Feed-Fräser High-Feed-Fräsen ersetzt hochvolumiges «Einstechen»

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Bei diesem Fertigungsprozess kamen mehrere erschwerende Parameter zusammen. Bis zu 20 Kilogramm Material müssen bei dem Chromstahlbauteil zerspant werden. Der grösste Anteil entfällt dabei auf eine Einstichkontur mit einer radialen Bearbeitungstiefe von 90 Millimetern. Erste Versuche per Einstechen führten zu enormem Werkzeugverschleiss. Die Spezialisten entschieden sich schliesslich für einen Dreh-Fräsprozess und konnten einen sehr sicheren Prozess mit hohem Zerspanvolumen erreichen. Für die hier erforderlichen tiefen Kavitäten bringt der High-Feed-Fräser «Xtra·tec XT M5008» von Walter die idealen Kennwerte.

Thomas Lomoth (PPA) und Andreas Maier (Vorstand, beide Metaxon) lieben die Herausforderung, und sie haben Spass daran, Dinge anders zu machen, als man es in der Zerspanungsbranche üblicherweise macht. 2017 haben sie sich mit ihrer Metallbearbeitungswerkstatt Metaxon AG in Herzogenrath selbstständig gemacht.

Mit innovativen Lösungen für Kleinserien und Prototypen, deren Bearbeitung besonders komplexe Anforderungen an Maschine und Werkzeug stellt, hat sich das Unternehmen einen guten Namen erarbeitet. Begleitet wird die Metaxon AG seit der Gründung von David Willing und seiner Firma ZE, ein offizieller Walter-Vertriebspartner. Der Zerspanungsexperte versorgt die Werkstatt mit Präzisionswerkzeugen zum Fräsen, Drehen und Bohren – und mit Lösungsansätzen für neue Zerspanungsherausforderungen. Eine wichtige Rolle spielen dabei die Zerspanungswerkzeuge von Walter.

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Innovative Zerspanungslösungen sind Teamarbeit

Gestartet ist Metaxon 2017 mit einem CNC-Bearbeitungszentrum. Heute arbeitet ein Team von zehn Zerspanungsspezialisten an sechs Werkzeugmaschinen. Dazu kommt ein klimatisierter Messraum. Dieses dynamische Wachstum haben sich Maier und Lomoth auch mit einer gewissen Unerschrockenheit erarbeitet, was die Umsetzung komplexer Zerspanungsaufgaben angeht. Thomas Lomoth erklärt: «Als Start-up sind wir natürlich bestrebt, unsere Maschinen auszulasten. Aber wir positionieren uns auch strategisch als die Zerspaner, die eine Lösung finden, an die bisher keiner gedacht oder die noch niemand probiert hat. Aber ohne einen technisch so versierten Berater wie David, der selbst das Zerspanungs-Business von Grund auf kennt, wären manche Projekte viel schwieriger gewesen.»

Eines dieser Projekte mit erhöhtem Schwierigkeitsgrad, bei dem David Willing dem Team der Metaxon AG weitergeholfen hat, ist die Erarbeitung und Umsetzung einer neuen Bearbeitungsstrategie für die Zerspanung eines Messtechnik-Bauteils. Die besondere Herausforderung, die das Bauteil für die Bearbeitung darstellt, liegt sowohl im Werkstoff (Rostfrei) als auch in der Materialmenge, die abgetragen werden muss, und in der Form des Bauteils. Je nach Ausführung müssen etwa 20 Kilogramm Material zerspant werden, was an dem Bauteil zirka 50 Prozent ausmacht. Der grösste Anteil entfällt dabei auf eine Einstichkontur mit einer radialen Bearbeitungstiefe von 90 Millimetern.

Herausforderung Prozessstabilität

Anfangs wurde die Welle in einem Radialstech-Verfahren gefertigt. Wirklich zufriedenstellend stabil lief der Prozess aber nicht: Aufgrund der hohen mechanischen Belastung über die Länge und Breite des Stechwerkzeugs bauten sich Vibrationen auf. Die Bearbeitung war sehr laut und die Wendeschneidplatten verschlissen extrem schnell.

Thomas Lomoth erklärt: «Ich hatte schon länger den Ehrgeiz, für dieses Bauteil eine Zerspanungsstrategie zu entwickeln, die deutlich stabiler läuft als die konventionelle. Mit Radialstechen bekommt man das schon hin. Man muss aber in fünf einzelnen Schritten arbeiten und mehrfach die Werkzeuge wechseln. Lauter Fehlerquellen und Zeitfresser. Ausserdem verschleisst der Prozess eine Menge Wendeschneidplatten pro Bauteil. Das muss nachhaltiger und weniger kostenintensiv machbar sein, davon war ich eigentlich schon immer überzeugt.»

Auch bei diesem Projekt war die Zerspanungsexpertise von David Willing ein wichtiger Erfolgsfaktor. Um ein prozesssicheres und nachhaltiges Ergebnis zu erzielen, traf man sich mit David Willing und diskutierte einige Lösungsansätze. Das Ergebnis: Das Team entschied sich, ganz weg vom Stechen hin zu einem Fräser, der eigens für hohe Zerspanvolumen bei tiefen Kavitäten entwickelt worden ist, überzugehen: dem High-Feed-Fräser «Xtra·tec XT M5008» von Walter.

Von Grund auf neu denken

David Willing erklärt, wie er auf die Idee kam: «Es war schnell klar, dass wir bei dieser Herausforderung mit einzelnen Veränderungen am Prozess dessen grundsätzliche Instabilität nicht gelöst bekommen. Deswegen haben wir versucht, das Ganze von Grund auf neu zu denken. Und da legt sich der Walter High-Feed-Fräser quasi von selbst nahe. Schliesslich wurde er für ganz ähnliche Anwendungssituationen wie für unser Messtechnik-Bauteil entwickelt.» Josef Schmidt, Technische Beratung und Verkauf Handel bei Walter Deutschland, ergänzt: «Berater mit der Fachkompetenz wie David Willing sind für uns als Hersteller fast genauso wichtig wie für Kunden wie die Metaxon AG. In Walter Werkzeuglösungen steckt extrem viel Zerspanungswissen, und das braucht es auch, um zu erklären, welches Potenzial in einem Werkzeug steckt.»

Hohes Zerspanvolumen und Prozesssicherheit

Tatsächlich adressiert Walter mit dem «Xtra·tec XT M5008» das zentrale Problem, das beim Bearbeiten des Bauteils auftritt: Der High-Feed-Fräser ist so konstruiert, dass Vibrationen, die bei tiefen Taschen und grossen Vertiefungen entstehen, so weit wie möglich verhindert oder abgefangen werden. Deswegen kommt der «M5008» auch sehr viel im Werkzeug- und Formenbau zum Einsatz. Bei der Metaxon AG geht es zwar nicht um Formenbau, aber das Problem ist im Prinzip dasselbe. Und der Fräser passt auch vom Maschinen-Setup optimal: Das bei Metaxon eingesetzte 5-Achs-Dreh-Fräszentrum hat die entsprechenden Leistungsmerkmale, damit der Walter «Xtra·tec XT M5008» seine Fähigkeiten ausspielen kann.

Axiale Schnittkräfte dominieren

Durch die Kombination von geringer Schnitttiefe mit hohen Zahnvorschüben erreicht der Fräser ein sehr hohes Zerspanungsvolumen. Bei seinem niedrigen Einstellwinkel von 10° dominieren die axialen Schnittkräfte, die einen stabilen Bearbeitungsprozess ermöglichen. Walter bietet für den «M5008» ein umfassendes Sortiment an doppelseitigen, rhombischen Wendeschneidplatten mit vier Schneidkanten an, die kompakte Werkzeugdurchmesser und hohe Zähnezahlen ermöglichen. Stabile Schneidkanten mit leicht schneidenden Geometrien sowie die innovativen Tiger·tec Schneidstoffe ermöglichen das Bearbeiten mit hohen Schnittdaten und eine hohe Standzeit.

«Xtra·tec XT M5008» ist Standardwerkzeug

Dass der Fräser aus dem Walter Standard-Programm stammt, ist ein weiterer massiver Vorteil für Metaxon: Die Bestellzeiten sind kurz, die Werkzeugdaten liegen korrekt vor, das Vor- und Einrichten von Werkzeug und Maschine benötigt wenig Zeit. Thomas Lomoth sagt dazu: «Mit dem Walter ‹Xtra·tec XT M5008› läuft der Prozess jetzt sehr stabil und auch in weniger Schritten. So lassen wir jedes Teil einfach durchlaufen, ohne dass ständig jemand ein Auge auf die Maschine hat. Also der optimale Zustand, den wir erreichen wollten.»

(böh)

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