Fertigungs-Strategien für die erfolgreiche Hartbearbeitung

Werkzeugbau: automatisiert in die Zukunft

| Redakteur: Böhm

Dank der Optimierung der Hartbearbeitung kann der Werkzeuge- und Formenbauer Klumpp Zeit und Kosten einsparen.
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Dank der Optimierung der Hartbearbeitung kann der Werkzeuge- und Formenbauer Klumpp Zeit und Kosten einsparen. (Bild: Zecha)

Im Werkzeug- und Formenbau bietet die Hartbearbeitung hohes Potenzial gegenüber dem Erodieren. Für sehr gute Zerspanergebnisse müssen alle Faktoren – von Maschine und Werkzeugen bis hin zur CAD-CAM-Programmierung – perfekt aufeinander abgestimmt sein.

Um seine Bearbeitungsstrategie zum Fräsen von gehärteten Stahleinsätzen zu optimieren, holte sich deswegen das Unternehmen Otto Klumpp GmbH die Experten der Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH, der GF Machining Solutions GmbH und der Men at Work GmbH an einen Tisch – und erreicht enorme Zeit- und Kosteneinsparungen.

Werkzeuge bis zu 7 Tonnen Gesamtgewicht

Seit 55 Jahren entwickelt, produziert und vertreibt die Otto Klumpp GmbH aus Balingen-Ostdorf hochwertige technische Spritzgussartikel – vor allem für die Automobilbranche, die Filtertechnik und die Medizintechnik. Wer in diesen Branchen erfolgreich sein will, bei dem sind höchste Präzision und ausgezeichnete Oberflächenqualitäten oberstes Gebot.

Deswegen setzt das familiengeführte Unternehmen auf eine hohe Fertigungstiefe und betreibt einen internen Werkzeugbau, bei dem Werkzeuge bis zu 7 Tonnen Gesamtgewicht und Kavitätenzahlen von 1- bis 32-fach hergestellt werden können.

Automatische Elektrodenfertigung, Senkerosion und Hartbearbeitung

Im Zuge einer kompletten Umstrukturierung entschied sich Klumpp, den Werkzeugbau zu modernisieren und weiter zu automatisieren. Dazu investierte das Unternehmen in neue Technologien zum Fräsen und Erodieren und beauftragte GF Machining Solutions mit der Installation einer Linearzelle zur vollautomatischen Elektrodenfertigung, Senkerosion und Hartbearbeitung, bestehend aus einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum Mikron HSM 600U LP, einer Senkerodiermaschine AgieCharmilles FORM 3000 HP sowie einem Linearroboter von System 3R inklusive 3R Cellmanager.

Da sich die Anlage schnell bewährte, wurde sie innerhalb kurzer Zeit um das 3-Achs-Bearbeitungszentrum Mikron HSM 400 LP erweitert und eine Zeiss Duramax Messmaschine integriert.

Anlage läuft bis zu fünf Tage am Stück

«Bislang setzten wir die Linearzelle hauptsächlich zum Fräsen von Graphitelektroden und zum Erodieren ein. So konnten wir hier unser Knowhow nahezu perfektionieren: Unser eingespieltes Drei-Mann-Team erreicht eine sehr hohe Prozesssicherheit. Die Anlage läuft ohne Eingriff bei Auslastung sogar bis zu fünf Tage am Stück – die meiste Zeit davon im mannlosen Betrieb», so Andreas Fauser, Projektleitung bei der Otto Klumpp GmbH. Um die Kompetenzen in der automatisierten Hartbearbeitung weiter ausbauen und die hartgefrästen Stahleinsätze genauso einwandfrei wie die Graphitelektroden zu fertigen, rief Klumpp einen zweitägigen Workshop ins Leben. Zusammen mit dem Werkzeugspezialisten Zecha aus Königsbach-Stein, dem Schweizer Maschinenhersteller GF Machinig Solutions sowie dem CAD/CAM- und VISI-Experten Men at Work aus Bietigheim stellte das Unternehmen seine Strategien und Prozessabläufe zur vollautomatischen Hartbearbeitung auf den Prüfstand.

Dafür wurden Ausschnitte eines medizinischen Gehäuses gefertigt, bei denen die Form der Aussendeckel in gehärteten Stahl (1.2343) mit 52 HRC gefräst wurde. Es sollte höchste Prozesssicherheit auf der Fertigungsanlage erreicht werden, verbunden mit ausgezeichneten Oberflächengüten, sehr guter Masshaltigkeit in einem Toleranzbereich von 0,005 mm sowie langen Standzeiten der Werkzeuge – und das alles ohne Eingriffe des Bedieners. Eine Herausforderung, der das Team souverän begegnete, und die Aufgabenstellung gekonnt umsetzte.

Exzellentes Expertenteam

Bei den Werkzeugen legt Klumpp den Fokus auf High-End-Produkte. Bereits seit Jahren verwenden die Werkzeugbauer die hochwertigen Graphitfräser zur Elektrodenfertigung und das komplette Hartfräsprogramm von Zecha. «Um das gestellte Ziel zu erreichen, setzten wir auf dem Workshop die neuen Peacock-Fräser und die vierschneidigen Werkzeuge der Serie 597T4 in Durchmessern von 0,5 bis 8 mm mit Längen bis zu 8xD ein. Die Bearbeitungsparameter konnten wir eins zu eins aus Zecha-Schnittdatenrechner für unsere Kunden übernehmen», erklärt Klaus Bruder, Anwendungstechniker bei Zecha.

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