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Ausgabe 03/2018, 16.03.2018

Perfekte Form für – perfektes Aussehen

Werkzeug- und Formenbau für die Healthcare- und Beauty-Industrie gehört zum Anspruchvollsten, was die Zerspanung zu bieten hat. Neben einer hohen Präzision im µm-Bereich sind Prozessfähigkeit und Liefertreue weitere wichtige KO-Kriterien. Die Zahoransky Automation & Molds GmbH setzt bei der Hartbearbeitung ihrer Formeinsätze auf 5-Achsmaschinen von Röders, die in der Schweiz von der Zimmerli SA vertrieben werden.

Die Zahoransky Automation & Molds GmbH gehört zur mittelständischen Zahoransky-Gruppe und stellt mit rund 190 Mitarbeitern am Standort im deutschen Freiburg Werkzeuge für das Spritzgiessen von medizinischen und Hygieneartikeln wie Zahnbürsten, Mascarabürsten oder das Umspritzen von medizinischen Kanülen her. Die Formen dafür sind äusserst anspruchsvoll. So werden Zahnbürsten überwiegend sequentiell aus mehreren Kunststoffkomponenten gespritzt. Die Werkzeuge sind daher oft sehr gross und aus dutzenden identischen Einzelnestern aufgebaut.

«Bei unseren Werkzeugen handelt es sich fast nur um Einzelstücke, wobei wir ständig an die Grenzen des Machbaren gehen müssen», verrät Volker Waizmann, Fertigungsleiter bei Zahoransky Automation & Molds GmbH. Einfache Aufgabenstellungen gibt es nicht mehr, und Fehlschläge oder Herumexperimentieren kann man sich nicht leisten. Die hergestellten Werkzeuge hätten heute teils bis zu 48 Kavitäten. Die Kunden erwarten, dass sie ohne Einschränkungen mit höchstmöglicher Produktivität genutzt werden können und im Wartungsfall einzelne Einsätze schnell und ohne Anpassungen getauscht werden können. Bei der Vielzahl an Formen, die Zahoransky herstellt, sind die einzelnen Abteilungen relativ scharf gegeneinander abgegrenzt. So erhält die Abteilung von Volker Waizmann von einem vorgelagerten Bereich fertig vorbearbeitete Formeinsatzrohlinge, die bereits in den Formrahmen passen. Seine Mannschaft kümmert sich dann darum, konturbestimmende Bereiche wie Trennebene und Kavitäten aus dem vollen, bereits auf die Endhärte von 48 bis 52 HRC gehärteten Warmarbeitsstahl herauszuarbeiten.

Dies erfolgt teils durch Senkerodieren, teils auf einem fünfachsigen Röders-Bearbeitungszentrum «RXP 601 DSH». Volker Waizmann: «Wo immer technisch machbar, fräsen wir inzwischen ins Harte, da wir so zum einen die Herstellungskosten reduzieren und zum anderen, fast noch wichtiger, die Durchlaufzeiten verringern können». Die Zerspanung erfolgt mithilfe von Vollhartmetallfräswerkzeugen im Durchmesserbereich von 0,2 bis 10 mm, die ebenso wie die palettierten Werkstücke durch ein vollautomatisches lineares Handlingsystem «RCM» von Röders zu- und abgeführt werden. Vorteil: Sowohl Hard- wie auch Software kommen aus einer Hand.

Ebenfalls positiv: Die CAM-Abteilung kann auf die Datenbank des Jobmanagers von Röders zugreifen, mit dort verfügbaren Werkzeugtypen arbeiten und vom CAM-Arbeitsplatz aus bei Bedarf neue Typen anlegen. Für den Bediener ergeben sich dadurch ebenfalls Vereinfachungen indem beispielsweise die Arbeitsgänge automatisch angelegt werden und nur noch Werkstücke mit dem entsprechenden Job zu verknüpfen sind. Weiterer Vorteil der RCM-Lösung ist die modulare Erweiterbarkeit. So kann das System durch Einbindung einer Messmaschine oder einer Waschanlage quasi organisch mit dem Bedarf der Abteilung wachsen. Ausgelegt wurde die Anlage bei Zahoransky bereits für die Erweiterung um eine zweite Fräsmaschine.

«Bei grossformatigen Werkzeugen mit zahlreichen Einsätzen für das Mehrkomponentenspritzen sind die Anforderungen an die Präzision geradezu extrem», weiss Volker Waizmann. Die Kunden lassen heutzutage lediglich Abweichungen von maximal 0,02 mm am einzelnen Kunststoffteil zu, und das bei Werkzeuggrössen von 750 × 1000 mm. Für die Formtrennung werden aufgrund der hohen Spritzdrücke Toleranzen von unter 10 µm im montierten Zustand verlangt, was einer maximalen Einzelabweichung von ± 5 µm entspricht.

Bei der Bearbeitung, sagt Fertigungsleiter Waizmann, bewegt man sich daher ständig «an der µm-Kante entlang». Deshalb ist die Fertigung auch voll klimatisiert, und die Nullpunkte der Bauteile werden mithilfe eines automatischen Tasters direkt in der Maschine erfasst, um Abweichungen durch das Nullpunktspannsystem zu vermeiden. Auch werden die erreichten Formgenauigkeiten auf der Fräsmaschine taktil gemessen und über den Jobmanager dokumentiert.

Die Röders-Anlagen sind laut Hersteller darauf ausgelegt, solche Genauigkeiten selbst nach jahrelangem hartem Dauereinsatz auch bei der 5-Achsbearbeitung sicher und zuverlässig zu erreichen. Wesentlicher Faktor hierfür sind die Direktantriebe in allen Achsen, die – auch aufgrund ihrer Reibungsfreiheit – sowohl hohe Bearbeitungsgenauigkeiten ermöglichen als auch eine quasi unbegrenzte Lebensdauer erreichen. Zusätzlich verfügen die Maschinen über eine ausgeklügelte innere Temperierung aller entscheidenden Komponenten einschliesslich der Motoren sowie über Optionen für eine weitere Steigerung der Genauigkeit.

«Eines der herausragenden Merkmale der Röders-Maschinen ist ihre Steuerung, die höchste Leistungsfähigkeit bei einfacher Bedienbarkeit bietet», weiss Volker Waizmann und fügt hinzu: «Im Umgang mit den Maschinen profitieren wir davon, dass sie beide, obwohl deutlich unterschiedlich alt, die exakt gleiche Steuerungsversion haben». Dazu wurde die ältere Maschinen bei Lieferung der neuen RXP 601 DSH auf den neusten Stand gebracht. Aufgrund des durchdachten, auf Windows basierenden Steuerungskonzepts, verlaufen Einarbeitung und Schulung der Maschinenbediener einfach und schnell; gleiches gilt für das Erlernen des Röders-Jobmanagers «RMSMain».

«Für uns ist Pünktlichkeit bei der Lieferung der Werkzeuge und Produktionsanlagen ein Muss», sagt Volker Waizmann. Da die reine Fertigungszeit für ein grösseres Werkzeug acht bis zwölf Wochen beträgt und man bezüglich der HSC-Hartbearbeitung nur über geringe Ausweichmöglichkeiten verfügt, sind Anlagenverfügbarkeit und damit Zuverlässigkeit nicht nur der Maschine selbst, sondern auch des Services, ganz wesentliche Faktoren. Diesbezüglich hat man mit Röders in den elf Jahren seit Lieferung der ersten Anlage sehr gute Erfahrungen gemacht. Auch ist man dort bestrebt, im Sinne des Kunden dessen Servicekosten so gering wie möglich zu halten. Wo eine Fernwartung mit direktem Kontakt zum Zahoransky-Instandhaltungspersonal genügt, wird dies auch praktiziert.

Als fair empfindet Waizmann auch, dass die Nutzung der Fernwartung kostenlos ist. Wenn es allerdings darauf ankommt, sind die Techniker von Röders schnell zur Stelle, so seine Erfahrung. Dies ist für ihn angesichts des Zeitdrucks, unter dem er ständig steht, ein strategischer Punkt: «Die genaueste und schnellste Maschine nutzt mir nichts, wenn man mir bei Anruf keinen verbindlichen Termin für das Eintreffen des Monteurs mitteilen kann. Und wer das nicht kann, wird bei Neuinvestitionen nicht mehr berücksichtigt.»(pi)

Zahoransky Automation & Molds GmbH
DE-79108 Freiburg,
Tel. +49 761 7675-0,
info@zahoransky.com

Röders: Zimmerli SA
2016 Cortaillod, Tel. 032 842 63 33
info@zimmerlisa.ch
Zimmerli: SIAMS Halle 1.1 Stand A1



Der Gebrauch von Maskarabürsten setzt die optimale Form für deren Herstellung voraus. (Bild: Zahoransky)


Fertigungsleiter Volker Waizmann: «Bei grossformatigen Werkzeugen mit zahlreichen Einsätzen für das Mehrkomponentenspritzen sind die Anforderungen an die Präzision geradezu extrem.»


Die beiden Röders-BAZ gruppieren sich um das RCM-Linearmagazin für die Aufnahme von Werkstücken und Werkzeugen. (Bilder: Vollrath)


Sehr speziell und hochproduktiv: Das «Z.TIM-Stack»-Spritzgiesswerkzeug besteht aus zwei Werkzeugseiten mit mittig liegendem Drehwürfel - so können Teile gleichzeitig produziert und montiert werden.