Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 09/2016, 09.09.2016

In Hartmetallbearbeitung die Kompetenz gebündelt

Um seine Bearbeitungsstrategie zum Fräsen von gehärteten Stahleinsätzen zu optimieren, holten die Werkzeug- und Formenbauer der Otto Klumpp GmbH die Experten von Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH, GF Machining Solutions GmbH und Men at Work GmbH an einen Tisch – und erreichten dadurch enorme Zeit- und Kosteneinsparungen.

(msc) Seit 55 Jahren entwickelt, produziert und vertreibt die Otto Klumpp GmbH technische Spritzgussartikel. Dabei setzt sie auf hohe Fertigungstiefe und betreibt einen internen Werkzeugbau. Im Zuge einer Umstrukturierung entschied man sich nun, diesen zu modernisieren. Dazu investierte man 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 bewährte, wurde sie um ein 3-Achs-Bearbeitungszentrum Mikron «HSM 400 LP» erweitert, zudem wurde eine Zeiss «Duramax» Messmaschine integriert.

«Bislang setzten wir die Linearzelle hauptsächlich zum Fräsen von Graphitelektroden und zum Erodieren ein. Wir erreichen eine hohe Prozesssicherheit. Die Anlage läuft ohne Eingriff bei Auslastung bis zu fünf Tage am Stück – meist im mannlosen Betrieb», so Andreas Fauser, Projektleitung bei der Otto Klumpp GmbH.

Um die automatisierte Hartbearbeitung weiter auszubauen und die hartgefrästen Stahleinsätze einwandfrei wie Graphitelektroden zu fertigen, rief man einen Workshop ins Leben. Zusammen mit dem Werkzeugspezialisten Zecha, GF Machinig Solutions sowie dem CAD/CAM und VISI-Experten «Men at Work» 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. Als Ziel galt, höchste Prozesssicherheit auf der Fertigungsanlage zu erreichen, verbunden mit ausgezeichneten Oberflächengüten, sehr guter Masshaltigkeit in einem Toleranzbereich von 0,005 mm sowie langen Standzeiten der Werkzeuge – alles ohne Eingriff des Bedieners.

In der Umsetzung legte man den Fokus auf High-End-Produkte. Seit Jahren verwendet Klumpp die Graphitfräser zur Elektrodenfertigung und das komplette Hartfräsprogramm von Zecha. So setzte man im Workshop auf die neuen Peacock-Fräser und die vierschneidigen Werkzeuge der Serie «597T4» ein. Die Bearbeitungsparameter wurden aus dem Zecha-Schnittdatenrechner übernommen. Beide Fräserserien überzeugen in der Hartbearbeitung durch hohe Formgenauigkeit, optimierte Geometrie, Beschichtungstechnologie und Qualität. Durch die vier Schneiden der 597T-Torusfräser wird in Materialien über 50 HRC ein hohes Abtragsvolumen bei hoher Standzeit erreicht. Die Peacock-Kugelfräser entsorgen dank optimierter Stirngeometrie die Späne schneller.

Bei den Bearbeitungszentren setzte man auf die Serie Mikron HSM von GF Machining Solutions. Sowohl als 5-Achs- wie auch als 3-Achs-Bearbeitungszentrum eignen sie sich speziell für den Werkzeug- und Formenbau sowie für die Mittel- und Kleinserienproduktion hochwertiger Bauteile. Die Maschinen bringen die nötige Flexibilität mit, um sowohl Graphit als auch gehärteten Stahl mit höchster Präzision und besten Oberflächengüten zu bearbeiten.

Ein reibungsloser Ablauf der Prozesse ist auch bei der Hartbearbeitung stark von der CAM-Programmierung und der richtigen Software abhängig. Damit kam den VISI-Experten von Men at Work schon bei der Konstruktion der Bauteile und der NC-Programmierung eine entscheidende Rolle zu. «VISI bietet mit seiner Kombination von Anwendungsmöglichkeiten eine Komplettlösung für den Werkzeug- und Formenbau – von der Konstruktion komplexer Bauteile bis zur Programmierung umfangreicher Bearbeitungsstrategien, inklusive HSC-Optionen. Anwendungen für Draht- und Senkerodieren komplettieren die CAM-Funktionalität», so Johannes Ott, Leiter NC Technik bei Men at Work.

Als Ergebnis des Workshops resultierte eine klar erhöhte Prozesssicherheit. Andreas Fauser hält fest: «Wir konnten unsere Prozesse entscheidend verbessern und damit auch die Prozesssicherheit bei der Hartbearbeitung signifikant erhöhen.» Beim Vergleich der gefrästen und erodierten Bauteile zeigten sich mit Blick auf Prozess, Oberflächengüte, Masshaltigkeit, Laufzeiten, Einsatzzeiten und Prozesssicherheit enorme Einsparpotenziale: Beim nachfolgenden Hochglanz-Polieren zeigte sich, dass die Qualität der gefrästen Oberfläche so gut ist, dass bei der Nachbearbeitung gegenüber einer erodierten Oberfläche enorme Einsparungen möglich sind.

Otto Klumpp GmbH
DE-72336 Balingen, Tel. +49 7433 26060
info@otto-klumpp.de

GF Machining Solutions SA
2560 Nidau, Tel. 032 366 19 19
info.gfms@georgfischer.com

AMB Halle 7 Stand D32

Men at Work GmbH
DE-76467 Bietigheim, Tel. +49 7245 92530
info@maw-cax.de

AMB Halle 4 Stand B36

Zecha: Dihawag
2504 Biel, Tel. 032 344 60 74
info@dihawag.ch

AMB Halle 1 Stand A35



Um die Wirtschaftlichkeit der Hartbearbeitung im Vergleich mit der Elektrodenfertigung zu prüfen, wurden unter anderem Oberflächengüte und Masshaltigkeit verglichen. (Bild: Zecha)


Die Bauteile und das komplette NC-Programm mit allen Parametern wurden mit «VISI» erstellt. (Bild: Men at Work)