Iscar Bohrstange verhilft Medifa zur perfekten Oberfläche

Das Unternehmen Medifa ist nicht nur für medizinisches Mobiliar und modulare OP-Räume bekannt – die Rastatter sind auch ein gefragter Lohnfertiger für Komponenten aus Edelstahl und Aluminium in Kleinserien mit kniffligem Anforderungsprofil. Etwa 30 000 unterschiedliche Bauteile mit einer durchschnittlichen Losgröße von 25 Stück fertigt Medifa pro Jahr. Um diese Projekte immer prozesssicher, nachhaltig und mit der notwendigen Qualität bearbeiten zu können, haben sich die Rastatter mit Iscar einen kompetenten Technologiepartner ins Boot geholt. Das zahlte sich einmal mehr bei einer großen Herausforderung aus: Ein Kunde kam mit der Anfrage für eine Nullserie, Losgröße fünf, zu Medifa.

In einen Alu-Zylinder sollte eine Bohrung mit einer Länge von 320 mm und einem Durchmesser von 40 mm eingebracht werden. Soweit recht unspektakulär. Knackpunkt war aber die Oberflächengüte: Der Kunde forderte einen Ra-Wert von 0,8 µm auf die komplette Tiefe der Bohrung. "Das Ausdrehen war kein Thema, aber der Ra von 0,8 war eine echte Herausforderung", erklärt Alexander Schäfer, Fertigungsleiter Drehtechnik und Betriebsmittelbau bei Medifa. Als erste Versuche mit vorhandenen schwingungsdämpfenden Werkzeugen eines anderen Werkzeugherstellers scheiterten, wurde schnell klar, dass Unterstützung gefragt war. "Wir haben mit Aufmaß gebohrt, anschließend vorgedreht und in einem dritten Schritt schließlich fertig ausgedreht", berichtet Schäfer. "Das war zeitintensiv, umständlich und brachte kein zufriedenstellendes Ergebnis." Deshalb wandte er sich an die Werkzeugspezialisten aus dem nahen Ettlingen.

Das Iscar-Vertriebs- und Anwendungsteam entwickelte gemeinsam mit den Anwendern bei Medifa eine Lösung: Zuerst wurde die Bohrung mit einem Sumocham 12xD eingebracht. Mit der schwingungsgedämpften Bohrstange aus der Whisperline-Serie mit einer Auskraglänge von 10xD und einer ISO-Wendeschneidplatte wurde diese Bohrung anschließend bis auf die benötigte Oberflächengüte feingedreht.

Auf den ersten Blick erscheint eine solche Bearbeitung in Aluminium leichter als in Edelstahl. Erste Erkenntnis der Iscar-Experten: Das ist nicht der Fall. Denn die Wendeschneidplatten zur Aluminiumbearbeitung sind extrem scharf. Die Kombination aus dem Werkstoff Aluminium, der bauteilbedingten Auskraglänge der Bohrstange und der scharfen WSP kann zur Folge haben, dass die scharfe Schneidkante der WSP unkontrolliert in den Werkstoff eindringt und es zu Riefenbildungen in der Bohrung kommt. Ein großes Problem. Deshalb mussten die Experten sicherstellen, dass die Bohrstange vibrationsarm zerspanen kann. Nur so konnte die Riefenbildung verhindert werden.

Dreh- und Angelpunkt des Werkzeugpakets war deshalb die Whisperline-Bohrstange. Darin ist ein ausgeklügelter Dämpfungsmechanismus integriert. Dieser besteht aus einem Dämpfkörper mit gummigelagertem Schwermetallkern und einem in Öl gelagerten Schwingungselement. Der Dämpfungsmechanismus wird während der Bearbeitung mit großen Auskraglängen aktiviert. Die Bohrstange vermeidet auftretende Vibrationen durch Gegenschwingungen und stellt so eine saubere Bearbeitung der ganzen Bohrung sicher.

Die richtige Werkzeugkombination und Bearbeitungsstrategie zu finden erforderte einiges an Einfallsreichtum von allen Beteiligten. Zum anspruchsvollen Drehprozess kamen auch noch Schwierigkeiten bei der Spanabfuhr. Besonders den Grund der Bohrung spanfrei zu bekommen, war eine Herausforderung. Das lag einerseits am mit sechs bar relativ geringen Kühlmitteldruck der Maschine, zum anderen drohte die Bohrstange bei dieser Auskraglänge an ihre Grenzen zu stoßen.

Die Herausforderung wurde mit einer Schneidplatte mit anderer Spanformer-Geometrie und einer angepassten Strategie gelöst. Die Lösung ist so simpel wie logisch: Die Experten haben einfach die Bearbeitungsrichtung umgekehrt. Mit der Bohrstange wird nun nicht in die Bohrung hineingearbeitet, sondern aus der Bohrung heraus. Das bedeutet, die Maschine verfährt die Bohrstange bis zum Grund der Bohrung. Dort beginnt sie mit dem Drehen und arbeitet sich zur Öffnung vor. So schiebt das Werkzeug die Späne nach draußen und kompensiert zugleich den etwas zu geringen Bohrwasserdruck der Anlage.

Mit diesem Verfahren realisiert Medifa den geforderten Ra-Wert von 0,8 µm prozesssicher und verkürzt zudem die Bearbeitungszeit um etwa ein Drittel. In nur 4 min war einer der Alu-Zylinder fertig. Positiver Nebeneffekt: Das Unternehmen kann die Whisperline-Bohrstange mit verschiedenen Adapterköpfen ausstatten und diese so bei anderen Projekten verwenden.

"Ich vermute, dass unser Kunde mit diesem Bauteil testen wollte, was wir leisten können", vermutet Schäfer. Das Ergebnis scheint jedenfalls überzeugt zu haben. Inzwischen hat Medifa bereits weitere Aufträge des Kunden bearbeitet. "Ohne die Unterstützung und die Erfahrung von Iscar hätten wir diese Oberflächengüte nicht prozesssicher liefern können und auch die Folgeaufträge nicht bekommen", ist Schäfer überzeugt. "Wir sind mehr als zufrieden mit der Zusammenarbeit. Iscar hat immer ein offenes Ohr für uns, auch kurzfristige Anfragen sind kein Problem. Das hängt natürlich auch mit der räumlichen Nähe zusammen – Ettlingen ist gerade mal 15 Kilometer entfernt. Da kann schnell jemand bei uns vor Ort sein." vg