Wie Prozessinnovation Output und Werkzeugstandzeit steigert
Redaktion "Fertigung"Redaktion"Fertigung"
Das Hochvorschubfrässystem XMR12 von ZCC Cutting Tools.(Bild: ZCC Cutting Tools)
Das mittelständische Unternehmen Hipp Drehteile hat durch gezielte Prozessoptimierung und neue Zerspanungslösungen seine Fertigung deutlich effizienter gemacht – und damit Output und Werkzeugstandzeiten gesteigert.
Anzeige
Mit dem Ziel, die Bearbeitung von Dreh- und Großbauteilen effizienter und wirtschaftlicher zu gestalten, setzt ein mittelständisches Unternehmen erfolgreich auf innovative Fertigungstechnologien und gezielte Prozessoptimierung. Wie Hipp Drehteile Einsparungspotenziale bei der Bearbeitung großer Bauteile nutzt: Ein Praxisbeispiel mit Impulsen für den Mittelstand.
Die Hipp Drehteile in Gammertingen gehört mit 21 Mitarbeitenden bereits seit 1968 zu den spezialisierten Unternehmen auf der Schwäbischen Alb. Seit 2017 ist das Unternehmen am aktuellen Standort präsent und hat dort bereits einen mittleren einstelligen Millionenbetrag investiert. In dem Maschinenpark von 15 Werkzeugmaschinen hat man bei Hipp einen Schwerpunkt auf sechs Mazak-Maschinen gelegt, um eine Vereinheitlichung bei den Maschinensteuerungen zu erreichen.
Bei dem Familienunternehmen und Ausbilder auf der Schwäbischen Alb arbeiten derzeit 21 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus verschiedenen Generationen.(Bild: ZCC Cutting Tools, mit freundlicher Genehmigung von Hipp Drehteile)
Als Arbeitgeber ist der Mittelständler in der Region Gammertingen auch nicht mehr wegzudenken: Der Familienbetrieb brachte einige Auszubildende erfolgreich durch die Lehre, bis zum Meistertitel und teilweise noch bis ins Studium. Auch wenn viele andere niemanden mehr nehmen, aktuell bildet der Lohnfertiger immer noch aus – ein wichtiger Beitrag für die Region. Doch nun muss sich das Unternehmen in den wirtschaftlich volatilen Bedingungen erneut behaupten.
Unternehmen wie Hipp erleben viele Herausforderungen in der gegenwärtigen Wirtschaftslage. Da spielen Faktoren wie kurzfristig stornierte Aufträge wie auch die erhebliche Kapitalbindung bis zur Fertigstellung des Kundenbauteils eine große Rolle. Aber auch veränderte Kundenanforderungen erfordern ein hohes Maß an Flexibilität in Planung und Produktion. Der Mittelständler muss als Arbeitgeber zudem mithalten mit den Größeren der Branche, um seine gut ausgebildeten Fachkräfte zu halten. Jedoch, seine Firmenkultur hat sich offensichtlich bewährt: Hipp pflegt einen vertrauensvollen Umgang mit den Mitarbeitenden, was viele von ihnen über Jahrzehnte hat bleiben lassen. Fertigungsleiter Heiko Cermelj ist beispielsweise seit 25 Jahren Teil des Unternehmens.
Wie geht aber die Geschäftsführung mit dem globalen Preiskampf und dem Auftragsrückgang um? „Der Wettbewerb im In- und Ausland hat deutlich an Dynamik gewonnen. Unsere Kunden sind gefordert, ihre Aufträge präzise zu planen und effizient umzusetzen. Für uns bedeutet das: In der Fertigung dürfen wir kein Potenzial bei Qualität und Wirtschaftlichkeit verschenken – wir antworten flexibel auf die Wünsche der Kunden und nutzen gezielt unsere Stärken im Bereich großer Bauteile“, erklärt Geschäftsführer Ralf Hipp. „Angesichts der gestiegenen Materialkosten sind Prozesssicherheit und Produktivität für uns jetzt wichtiger denn je. Deshalb waren wir froh, gute Optimierungsmöglichkeiten zu finden und dennoch weiterhin in gleichbleibend hoher Qualität zu fertigen“, ergänzt Fertigungsleiter Heiko Cermelj.
Auf einen Blick
Unternehmen: Hipp Drehteile GmbH, Gammertingen – 21 Mitarbeitende, spezialisiert auf Groß- und Präzisionsteile, Losgrößen 1 bis 20. Herausforderung: Wirtschaftlich volatile Lage, steigende Materialkosten und erhöhter Preisdruck erforderten höhere Produktivität und Prozesssicherheit bei der Zerspanung großer Bauteile. Ziel: Effizienzsteigerung in der Dreh- und Fräsbearbeitung, insbesondere bei langen und schweren Bauteilen; Reduktion von Bearbeitungszeiten bei gleichbleibender Qualität. Herausforderung: Steigende Materialkosten, Preisdruck, flexible Kundenanforderungen. Lösungspartner: ZCC Cutting Tools – Beginn der Kooperation nach EMO 2023, Verdopplung der Standzeiten in ersten Tests. Projekt ‚Haspelwelle‘: Drei Wellen (2m Länge, 660mm Ø), Maschinen von Yamazaki Mazak Ziel: kürzere Bearbeitungszeit, hohe Präzision Ergebnisse: Außenbearbeitung: 60% kürzere Bearbeitungszeit, doppelte Standzeit, Trockenbearbeitung möglich. Innenbearbeitung: 25% Zeitersparnis, doppelte Standzeit, präziser Rundlauf <0,02 mm. Fazit: Über 50h Fertigungszeit eingespart, deutliche Produktivitätssteigerung, Startpunkt weiterer Optimierungen.
ZCC Cutting Tools gelang es, die Standzeiten bei der Bearbeitung eines Rohres im Vergleich zu anderen Werkzeuglösungen zu verdoppeln.(Bild: ZCC Cutting Tools, mit freundlicher Genehmigung von Hipp Drehteile)
Gemeinsame Lösungsfindung
Anzeige
Bereits 2023 schaute sich die Geschäftsführung auf der EMO in Hannover nach neuen Ideen für Ihre Fertigung um. Was war der Auslöser? „Die Corona-Jahre sind hart gewesen, doch auch der Ansturm danach stellte uns vor neue Herausforderungen. Es war klar, dass wir langfristig mehr Effizienz in der Fertigung brauchten. Bei ZCC Cutting Tools entdeckten wir potenziell geeignete Zerspanungslösungen für die Drehbearbeitung unserer langen Bauteile und kamen daher in Kontakt.“ führt Prokuristin Karin Hipp aus. „Doch wir Schwaben lassen uns nicht so schnell überzeugen, wir wollten sehen, welcher Anbieter uns unterm Strich wirklich die gewünschten Ergebnisse liefern kann, bevor wir jemand neues in die Fertigung holen“ fügt Ralf Hipp hinzu.
Man ließ mehrere Anbieter mit der Aufgabenstellung gegeneinander antreten, eine Standzeitenverlängerung bei mindestens gleichbleibenden Parametern zu erzielen. Stefan Abele und Martin Schlosser von ZCC Cutting Tools gelang es dann, die Standzeiten bei der Bearbeitung eines Rohres mit den Abmessungen 145 x 7,5 x 2.850Millimeter im Vergleich zu anderen Werkzeuglösungen zu verdoppeln. Dies war der Auftakt für eine längerfristige Zusammenarbeit, erklärt Heiko Cermelj: „Neben der technischen Lösungskompetenz überzeugte uns besonders die verlässliche, persönliche Betreuung und die Motivation bei der gemeinsamen Suche nach Lösungsalternativen.“
In weiteren gemeinsamen Testprojekten konnten die ZCC-CT-Experten nachweisen, dass mittels ihres vorgeschlagenen neuen Werkzeugkonzepts tatsächlich der gewünschte Produktivitätszuwachs auf den bestehenden Maschinen generiert und so wertvolle Bearbeitungszeit eingespart wurde.
(Bild: mi-connect)
Kommen Sie zum Maschinenbau-Gipfel!
Lernen Sie von den Besten der Branche, wie Geschäftsmodelle an neue Rahmenbedingungen angepasst werden können. Seien Sie dabei, wenn die führenden Köpfe des europäischen Maschinenbaus Projekte und Best Practices für den Maschinenbau diskutieren!
Die komplexe Bearbeitung der Haspelwelle (2 m Länge, 660 mm Rohrdurchmesser der Außenkontur, Gewicht rund 2 t) erfolgt in unterschiedlichen Bearbeitungsschritten. Die Bearbeitungszeit konnte durch das optimale Zusammenspiel der gewählten Werkzeuglösungen von ZCC Cutting Tools sofort um ganze 60 % reduziert werden, bei gleichzeitiger Verdopplung der Standzeit.(Bild: ZCC Cutting Tools, mit freundlicher Genehmigung von Hipp Drehteile)
Projekt Haspelwelle: Fokus auf Schnelligkeit und Prozesssicherheit
Anzeige
Die Bearbeitung großer Haspelwellen für den Maschinenbau stellt hohe Anforderungen an Maschinen, Werkzeuge und Prozesse – schließlich verursachen die enormen Bauteilgrößen schon durch Material und Handling hohe Kosten. Da muss jeder Schritt sitzen, um die Wirtschaftlichkeit für beide Seiten zu sichern.
Fertigungsleiter Cermelj kam zu der Auffassung, dass man durch Optimierung der Maschinen-Werkzeug-Kombi und Prozesskette die Produktivität noch steigern konnte.
Als man für einen Kundenauftrag gleich drei Haspelwellen mit einer Länge von jeweils zweiMeter und einem Durchmesser von 660Millimeter auf der Mazak Integrex e 500 fertigen sollte, holte er ZCC Cutting Tools wieder ins Boot. Eine der Herausforderungen dabei: Die Außenkontur in Achteckform sowie eine innenliegende Nut mussten präzise und wirtschaftlich gefräst werden.
Anzeige
Stefan Abele (links, ZCC-CT) und Fertigungsleiter Heiko Cermelj (Hipp Drehteile) im Gespräch vor einer der Mazak-Maschinen in der Hipp-Produktionshalle.(Bild: ZCC Cutting Tools, mit freundlicher Genehmigung von Hipp Drehteile)
Zielvorgabe war es dabei, die Bearbeitungszeit deutlich zu reduzieren – bei gleichbleibender Qualität und Prozesssicherheit. ZCC-Cutting-Tools-Mitarbeiter Martin Schlosser und Stefan Abele analysierten die Bearbeitungsaufgaben, die maschinenseitigen Rahmenbedingungen und die Aufspannsituation auf der Maschine, um geeignete Werkzeuglösung zu finden.
„Wir entschieden uns bei der Außenbearbeitung der Achteckkontur für die Kombination aus einem leistungsstarken Hochvorschubfräser, der für entsprechend maximiertes Zerspanungsvolumen sorgen sollte, in Kombination mit einer langlebigen Wendeschneidplatte. Die Wahl der Sorte erfolgte dann unter dem Gesichtspunkt verlässlich hoher Standzeiten“, so Abele. Seine Wahl fiel auf das Hochvorschubfrässystem XMR01-080-A27-SD12-08 in Kombination mit der Wendeschneidplatte SDMT120412-PM YBG205H von ZCC-CT.
Diese Kombination bot sich an, da der XMR hohe Vorschübe bei gleichzeitig hoher Laufruhe ermöglicht. Das Design der WSP sorgt dabei für einen weichen Schnitt und die stabile Schneidkante für einen sicheren Prozess. Die Bearbeitungszeit konnte durch das optimale Zusammenspiel der gewählten Werkzeuglösungen sofort um ganze 60Prozent reduziert werden, bei gleichzeitiger Verdopplung der Standzeit. „Die Trockenbearbeitung sorgte außerdem für eine saubere Spanabfuhr, stabile Temperaturen in der Wendeschneidplatte, weniger Werkzeugbruch und reduzierte Kosten“, resümiert Martin Schlosser die Resultate.
Anzeige
Zylindrisches Metallteil mit verschiedenen Bearbeitungskonturen, geeignet für eine komplexe Funktion innerhalb eines mechanischen Systems.(Bild: ZCC Cutting Tools, mit freundlicher Genehmigung von Hipp Drehteile)
Optimierung der Innenbearbeitung der Achtecknut
Auch die Innenbearbeitung der Achtecknut wurde verbessert. Zum Einsatz kam ein Wechselkopffräser vom Typ QCH-32-EN12-M16-05-XMR12, bestückt mit einer ENMX1206XR-GM-Schneidplatte in YBG205. Die Wahl fiel auf dieses System aufgrund seiner hohen Wiederholgenauigkeit und des präzisen Rundlaufs von unter 0,02Millimeter. „Das Werkzeug eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen Flexibilität und ein schneller Werkzeugwechsel direkt in der Maschine gefragt sind, um Stillstandzeiten zu minimieren“, erklärt Stefan Abele. „Es ist speziell für größere Innenkonturen und Nuten konzipiert – genau wie bei der Anwendung bei Hipp.“
Martin Schlosser fügt hinzu: „Die positive Schneidengeometrie des Hochvorschubfräsers ermöglicht eine vibrationsarme Bearbeitung und ein zügiges Bearbeitungstempo, leichtschneidend und perfekt geeignet bei instabilen Werkstücken, langen Auskragungen oder schwierigen Spannverhältnissen.“ Die Bearbeitungszeit konnte dadurch um circa 25Prozent reduziert, die Standzeit ebenfalls verdoppelt und durch die hitzebeständige PVD-Beschichtung der Platte konnte hier ebenfalls auf Kühlschmierstoff verzichtet werden.
„Die Zusammenarbeit hat sich für uns in mehrfacher Hinsicht ausgezahlt. Der Perspektivwechsel auf unsere etablierten Fertigungsprozesse und die Offenheit gegenüber Innovationen haben es ermöglicht, den Output unserer bestehenden Maschinen deutlich über die Erwartungen hinaus zu steigern. Das war für unser gesamtes Team ein echter Motivationsschub“, berichtet Fertigungsleiter Cermelj.
In Summe konnten allein bei der Bearbeitung von den drei Bauteilen über 50 Stunden Fertigungszeit eingespart werden. Ein enormes Potenzial für den spezialisierten Großteilfertiger. „Dieses Projekt war für uns der Start in weitere Optimierungsmaßnahmen“, betont Ralf Hipp, „Große Bauteile sind unsere Stärke. Mit den richtigen Werkzeugen und Prozessen holen wir das Maximum aus unserer Fertigung heraus und wir werden weiterhin verstärkt daran arbeiten, so effizient wie möglich zu fertigen“.
Quelle: ZCC Cutting Tools Europe GmbH
FAQ – Prozessoptimierung bei Hipp Drehteile
Was war das Ziel der Prozessoptimierung bei Hipp Drehteile?
Das Ziel war es, durch den Einsatz innovativer Werkzeuge und optimierter Bearbeitungsprozesse bei der Dreh- und Fräsbearbeitung großer Bauteile die Produktivität zu steigern, die Standzeiten zu erhöhen und die Bearbeitungszeit deutlich zu reduzieren – ohne Kompromisse bei der Qualität.
Welche konkreten Verbesserungen wurden erreicht?
Bei der Bearbeitung von Haspelwellen konnten durch neue Werkzeuglösungen:
Bearbeitungszeiten um bis zu 60 % reduziert,
Standzeiten der Werkzeuge verdoppelt
Fertigungskosten durch Trockenbearbeitung gesenkt werden.
Welche Werkzeuge wurden eingesetzt?
Zum Einsatz kamen unter anderem:
Der Hochvorschubfräser XMR01 mit Wendeschneidplatte SDMT120412-PM YBG205H für die Außenbearbeitung.
Der Wechselkopffräser QCH-32-EN12 mit der ENMX1206XR-GM Schneidplatte für die Innenbearbeitung der Achtecknut.
Warum entschied sich Hipp für eine Zusammenarbeit mit ZCC Cutting Tools?
Neben der technischen Lösungskompetenz überzeugten die persönliche Betreuung, die schnelle Reaktionsfähigkeit sowie die Bereitschaft, individuelle Lösungen für spezielle Bauteilanforderungen zu entwickeln – besonders wichtig für mittelständische Spezialisten wie Hipp.
Lassen sich die Ergebnisse auf andere Fertigungsbetriebe übertragen?
Ja, insbesondere mittelständische Unternehmen mit ähnlichen Anforderungen an Großbauteile können von vergleichbaren Prozessinnovationen profitieren. Voraussetzung ist die Bereitschaft, etablierte Abläufe kritisch zu hinterfragen und gemeinsam mit erfahrenen Partnern zu optimieren.
Welche Rolle spielt die Trockenbearbeitung in der Prozessoptimierung?
Die Trockenbearbeitung sorgte für:
eine saubere Spanabfuhr,
stabile Temperaturen im Werkzeug,
weniger Werkzeugbruch,
reduzierte Kühlschmierstoffkosten und
mehr Nachhaltigkeit im Prozess.
Plant Hipp weitere Optimierungen?
Ja, laut Geschäftsführer Ralf Hipp war dieses Projekt ein Startpunkt für weitere Maßnahmen. Der Fokus liegt weiterhin auf der effizienten Bearbeitung großer Bauteile durch gezielte Kombination von Maschinen, Werkzeugen und Prozessen.
