Turbo für die Fertigung

Wie lässt sich die immense Anzahl an Stunden für die Endbearbeitung und das Schruppen von sehr großen Werkstücken reduzieren? Mit dieser Frage beschäftigte sich Century Tool, ein Werkzeug- und Formenbauer mit Sitz in Fenton, Michigan. Das Unternehmen ist Teil der Tooling Tech Group (TTG), einem in den Vereinigten Staaten führender Hersteller von Werkzeugen. 

Um die Produktivität deutlich zu steigern, sollte eine kleinere Maschine, die nicht mehr im Einsatz war, durch eine neue Portalfräsanlage ersetzt werden und damit den umfangreichen Maschinenpark erweitern. Mit dieser Anforderung ging Century Tool auf Zimmermann Inc. in Wixom, Michigan zu. Cornelius Kiesel, Geschäftsführer von Zimmermann Inc: „Wir wussten, welche Maschine sich für den Kunden am besten eignet, und legten die Spezifikationen entsprechend aus.“

Mehr Verfahrweg auf gleicher Fläche

Zimmermann lieferte eine CNC-Portalfräsmaschine der Baureihe FZU37 mit einem Bauraum von 5.000 × 4.000 × 1.500 mm. Bei gleichem Platzbedarf steht dem Zerspaner im Vergleich zur Vorgängermaschine 79 % mehr Verfahrweg zur Verfügung. Sie eignet sich für die Bearbeitung von Aluminium und Verbundwerkstoffen. Weil sie kein festes Maschinenfundament benötigt, lässt sie sich flexibel auf soliden Industrieböden aufstellen – das bestehende Fundament konnte durch gezielte Anpassungen weitergenutzt werden. 

Der Maschinentisch ist fest mit der FZU37 verbunden. Dadurch muss das Werkstück bei der Bearbeitung nicht bewegt werden. Ausgestattet ist die Maschine mit Werkzeugwechsler, Abdeckung, Nebelabsaugung, Hochdruck-Kühlmittelzuführung, Werkzeuglaser und einem Messtaster. Zum Einsatz kommen die Werkzeugaufnahmen HSK 63 und HSK 80. Cornelius Kiesel: „Wir integrierten ein verlängertes Spindelgehäuse für tiefere Kavitäten und erhöhten die Seitenwände. Zudem haben wir den Maschinentisch verstärkt, um auch anspruchsvolle Formen bearbeiten zu können.“ Dank intensiver Vorbereitung und enger Abstimmung mit dem Kunden verlief die Inbetriebnahme zügig und reibungslos. Zimmermann-Projektleiter Alfio Campagna begleitete die Installation vor Ort.

Intuitiv gesteuert, präzise gefertigt

Prozesssicher durch moderne Software Ausgerüstet ist die Portalfräsmaschine mit der TNC7, der aktuellen Steuerungsgeneration von Heidenhain. Diese bietet unter anderem die Möglichkeit, beliebige Werkstücke bis hin zu komplexen Freiformteilen mithilfe neuer Tastzyklen in kürzester Zeit grafisch einzumessen, heißt es. Damit visualisiert die TNC7 die gesamte Fertigungsumgebung: Spannmittel, Werkstück und Maschinenraum. Diese Daten lassen sich schon vorab während der Programmierung für eine wirklichkeitsgetreue 3D-Simulation der Bearbeitung nutzen.

Eingesetzt wird eine CAD-Software von VISI und eine CAM-Lösung von Tebis. Bediener David Hawes ist besonders von der Smart-Programmierung überzeugt: „Konturen zeichne ich per Touchscreen, das Programm überführt sie automatisch in Klartext.“ Auch die Anbindung der bestehenden Programme mit der neuen Steuerung funktioniert einwandfrei und macht das Anfahren und den Betrieb reibungslos. Bedienerfreundliche Bildschirmlayouts und ein anpassbares Touchpad erhöhen zusätzlich die Ergonomie.

Die CNC-Steuerung bietet zudem die Möglichkeit der Komponentenüberwachung. Dadurch ist zum Beispiel das Spindellager vor Überlastung geschützt. Gleichzeitig erkennt sie im laufenden Betrieb einen erhöhten Komponentenverschleiß im Antriebsstrang. Diese Funktion liefert wertvolle Daten für eine vorbeugende Wartung und die Bewertung der Prozessfähigkeit der Maschine. Für Century Tool ist das ein wichtiges Feature, da der Fertiger auf der Zimmermann-Maschine ausschließlich sehr große Formen herstellt – und dabei über mehrere Tage oft mehr als 90 Prozent des Materials abträgt. Die FZU37 ist eine der ersten Werkzeugmaschinen in den USA mit TNC7-Steuerung. Die Mitarbeiter wurden mehrere Tage direkt von HEIDENHAIN geschult.

 Überzeugende Anwendungsvielfalt

Tom Bradford ist Fertigungsleiter bei Century Tool und bedient die FZU37: „Auf der neuen Zimmermann-Maschine bearbeiten wir überwiegend Bauteile aus P20-Stahl, das ist der Industriestandard für Gussformen. Dazu kommen verschiedene Aluminiumwerkstoffe.“ Century Tool stellt eine Vielzahl großer Werkzeuge für das Formpressen von Verbundwerkstoffen und anderen Substraten für ganz unterschiedliche Industrien her, von der Automobil- bis zur Schwerlastbranche, vom Off-Highway-Bereich bis zur Landwirtschaft, und vom Motorsport bis zur Infrastruktur wie Wassertanks. „Spezialisiert haben wir uns auf Karosserieteile der Klasse A, bei denen höchste Oberflächengüte und enge Toleranzen gefragt sind“, beschreibt Bradford. „Mit der Zimmermann-Maschine erzielen wir konstant hervorragende Ergebnisse – auch bei großen Formstrukturen.“ Aktuell arbeitet die FZU37 im Zweischicht-Betrieb. Oft auch im Lights-out-Modus: Der Betrieb läuft vollautomatisch, ohne dass ein Bediener dabei ist – oder ein Mitarbeiter steuert und überwacht die Anlage aus der Ferne.

Auf Expansionskurs 

Bradford: „Als Werkzeuglieferant versorgen wir Tier-1-Lieferanten und OEMs im Fertigungsbereich. In der Automobil- und Schwerlastbranche haben wir uns einen guten Ruf erarbeitet. Mit diesem Know-how wollen wir auch in andere Industrien expandieren, wie Luft- und Raumfahrt oder Konsumgüter. Unsere Kernkompetenz beim Verbundwerkstoff-Formen verschafft uns da einen echten Vorteil. Mit der FZU37 erreichen wir hervorragende RA-Oberflächen mit gleichbleibender Qualität, selbst bei viel größeren Strukturen.“ Dank der Tischgröße sowie der schnellen und präzisen Bearbeitung konnte Century Tool seine Produktivität bereits um bis zu 30 % steigern.