Showcar KTW Crossbow, Schröter Modell- und Formenbau

Showcar KTW Crossbow - Bild: Schröter Modell- und Formenbau GmbH

Im Foyer des Entwicklungs- und Prototypenzentrums in Oberpframmern steht ein maßstabsgetreues Modell eines Porsche 356 aus Blockmaterial RakuTool 720 von Rampf. „Gefräst haben wir dieses Modell damals auf unserer FZ-37-Portalfräsmaschine von F. Zimmermann“, erklärt Maximilian Lörzel, Geschäftsführer des Modell- und Formenbauunternehmens. „Etwa 70 Prozent unserer Kunden sind Automobilhersteller wie Audi, BMW oder Porsche.“

In der Automotive-Branche hat sich der Wind für die Formen- und Modellbauer in den vergangenen Jahren verschärft. Immer größer werden die Modelle, die gefräst werden müssen. Denn immer öfter werden nicht mehr nur Pkw einem Design­-Prozess unterzogen, sondern auch Nutzfahrzeuge. Außerdem liegen Geländelimousinen, die sogenannten SUV, voll im Trend. Dazu kommt, dass die Entwicklungszyklen stetig kürzer werden: „Konnten wir früher auf lange Sicht planen, müssen wir heute wesentlich schneller auf Anfragen reagieren. Wir wissen manchmal am Mittwoch noch nicht, was Freitag ansteht.“

Damit steigen die Anforderungen an die Fräszentren. Denn diese müssen nicht nur leistungsfähiger sein und einen immer größeren Arbeitsraum bieten, sondern sich auch vor allem durch eine hohe Verfügbarkeit auszeichnen.

Auf einen Blick

FZ 37 von F. Zimmermann

Universalmaschine in der Metallzerspanung. Ausgelegt für die hochdynamische Verarbeitung verschiedener Werkstoffe. Hochgeschwindigkeitsbearbeitung sorgt für effiziente Fräsergebnisse.
Vorteile:

  • breites Einsatzspektrum
  • hochwertige Universalfräsköpfe für die 5-Achsenbearbeitung
  • optimales Dynamik-Steifigkeitsverhältnis durch neue Antriebsgeneration
  • weiterentwickelte Strukturteile Portal und Z-Schieber für noch höhere Stabilität
Rampf-Group Form

Die komplexe Form ist für die Portalfräsmaschine von F. Zimmermann kein Problem. Gleichzeitig wird eine hohe Oberflächengüte erreicht – ohne Nacharbeit. Bild: Rampf-Group

Lörzel schaut von seinem Büro hinunter auf den Maschinenpark. Alle Anlagen sind belegt, keine steht still. Das Unternehmen hat zwei Fünf-Achsen-Hochgeschwindigkeits-Portalfräsmaschinen vom Typ FZ 30 im Einsatz. Die eine – Baujahr 2009 – hat Verfahrwege von 3000 x 2360 x 1000 mm. Die zweite ist drei Jahre jünger und bietet Verfahrwege von 6000 x 3360 x 1500 mm. Gesteuert werden diese mit der Heidenhain-Simultansteuerung iTNC 530. Ergänzt werden die Anlagen durch eine Fünf-Achsen-Hochgeschwindigkeits-Portalfräsmaschine vom Typ FZ 37 aus dem Jahr 2006. „Bei dieser Maschine haben wir einen Arbeitsraum von 7000 x 3500 x 2500 mm. Der maximale Vorschub beträgt hier noch 35 m/min“, erklärt Lörzel. Da bei den weichen Materialien eine riesige Menge an Spänen anfällt, steht neben den Maschinen eine Schneeschaufel – bezeichnend für das schon damals erzielte Abtragsvolumen. „Aktuell fräsen wir auf der großen Anlage einen Showcar aus Gießharz, das später rollfähig zum Kunden geliefert werden soll“, sagt der Geschäftsführer. Doch die eine große FZ 37 genügt dem Unternehmen nicht mehr. „Wir sind oft voll ausgelastet, und immer häufiger standen wir kurz davor, Aufträge ablehnen zu müssen, was fatale Folgen gehabt hätte. Deshalb haben wir uns für eine neue zweite Portalfräsmaschine vom Typ FZ 37 mit einem Arbeitsraum von diesmal 8000 mm in der X-, 3500 mm in der Y- und 2500 mm in der Z-Achse entschieden.“ Ein weiterer Grund für diese Entscheidung ist die weiterentwickelte Technologie von Zimmermann: Die Vorschübe sind mit 60 m/min, die Beschleunigung mit bis zu 5 m/s² fast um das Doppelte höher als bei der bereits vorhandenen FZ 37. Um diese Anlage unterzubringen, wird der Modell- und Formenbauer eine neue Halle errichten.

Mit der neuen Anlage wird das Unternehmen wesentlich flexibler sein – besonders bei der Herstellung von Modellen unterschiedlicher Fahrzeugtypen. „Bevor ein neuer Fahrzeugtyp oder eine neue Variante auf den Markt kommt, erfolgt ein langer Prozess der Formfindung“, erklärt der Geschäftsführer. Neben Skizzen und Computermodellen müssen auch die Modelle des Fahrzeugs gefertigt werden. Denn erst daran ist eine genaue Beurteilung von Proportionen und Formen möglich.“ Dazu werden im Maßstab 1:1 Modelle meistens aus Clay gefertigt.

Ein Video zum Thema finden Sie hier.

Bei den neuen Maschinen von Schröter kommt der Zimmermann-Fräs­kopf VH 20 zum Einsatz. Der Antrieb erfolgt über elektronisch verspannte spielfreie Torque-Doppelmotoren, die C-Achse über einen Torque-Direktantrieb. In Verbindung mit einem hochauflösenden Messsystem wird ein schnelles und hochpräzises Positionieren ermöglicht, denn der Fräskopf verbindet hohe Drehmomente mit hohen Rotationsgeschwindigkeiten in der A- und C-Achse. „Durch den symmetrischen Aufbau und die nach unten verjüngte kompakte Bauform des Fräskopfs besitzt dieser außerdem eine geringe Störkontur“, weiß Lörzel. „Außerdem setzen wir auf Minimalmengenschmierung, besonders, wenn wir Aluminium bearbeiten. Staub, der zum Beispiel bei der Kunststoffbearbeitung entsteht, würde Kühlwasser schon nach kurzer Zeit verunreinigen. Das Kühlwasser würde kippen.“

Portalfräsmaschine FZ 37

Die Portalfräsmaschine FZ 37 bearbeitet Bauteile aus weichen und zähen Werkstoffen schnell und komplett von fünf Seiten. Mit dem großen Arbeitsraum ist das Unternehmen flexibel bei auftrags­spezifischen Anforderungen. Bild: Schröter Modell- und Formenbau GmbH

Laser-Werkzeugvermessung
Die Maschine stoppt, und der Fräskopf fährt zur Werkzeugwechselstation. Die Klappe öffnet sich, und alle Fräser, die für diesen Auftrag benötigt werden, kommen zum Vorschein. „Dieses Feature ist für uns sehr wichtig, da wir die Maschinen auch nachts oder an den Wochenenden durchlaufen lassen, ohne dass ein Mitarbeiter dabei sein muss“, sagt Lörzel. Eine vollautomatische Laser-Werkzeugvermessung und ein Funktaster runden die Ausrüstung ab. Der in die Portalfräsmaschine integrierte Funktaster ermöglicht ein schnelles Einmessen des Bauteils. Nach der Bearbeitung kann die Vermessung ebenfalls direkt auf der Maschine erfolgen, das Bauteil muss nicht abgespannt werden.

Schröter Modell- und Formenbau setzt auf Bewährtes und hat daher seit der Unternehmensgründung fast ausschließlich Maschinen der F. Zimmermann GmbH im Einsatz. Das Unternehmen schätzt besonders die Stabilität, die hohe Geschwindigkeit und die Flexibilität dieser Anlagen. „Nach etwa zehn Jahren wird eine Maschine gegen eine neuere, eventuell größere eingetauscht“, sagt Lörzel. „Mittlerweile haben wir schon die sechste im Einsatz. Damit sind wir immer auf dem neuesten Stand.“ Die gebrauchten Fräsmaschinen nimmt Zimmermann zurück und verkauft diese weiter.

Das Modell- und Formenbauunternehmen profitiert von den hochdynamischen und wirtschaftlichen Anlagen, bei ständig steigernden Anforderungen im Hinblick auf Oberflächenqualität und Genauigkeit. „Durch die neue Portalfräsmaschine werden wir einen klaren Wettbewerbsvorteil haben“, freut sich Lörzel. „Denn wir können zukünftig doppelt so viele Aufträge annehmen und wesentlich flexibler und schneller auf die Anfragen unserer Kunden reagieren.“

Und wie sieht die Zukunft für Maximilian Lörzel aus? „Wir entwickeln uns ständig weiter“, sagt der Geschäftsführer. „Und dabei unterstützt uns F. Zimmermann mit leistungsfähigen Portalfräsmaschinen, die ebenfalls konti­nuierlich auch auf Basis unserer neu gewonnenen Erfahrungen und An­forderungen verbessert werden.“