Perfekte 3+2-Achsen-Lösung

Neben den üblichen Werkbänken und manuellen Maschinen befinden sich bei Epkenhans CNC-Technik fünf vertikale CNC-Bearbeitungszentren in der Halle. Auf ihnen entstehen Frästeile bis zu einer Größe von 1000 x 550 mm kleinen und mittleren Stückzahlen, die das Kleinunternehmen an eine Vielzahl Kunden liefert – darunter ein Hersteller von Robotergreifern, aber auch namhafte Automobilzulieferer und Unternehmen im Maschinenbau, Radsport und Werkzeugbau werden bedient. Außer dieser Zuliefertätigkeit sind Reparaturen von Bohr- und Frässpindeln sowie von Fräsköpfen ein zweites Standbein.

Epkenhans produziert in erster Linie Präzisionsfrästeile aus Aluminium und Werkzeugstahl.

Von Anfang an wurde zudem in ein 3D-CAD/CAM-System investiert. Epkenhans argumentiert: „Das macht uns schnell und flexibel. Denn im Gegensatz zu den meisten anderen kleinen Zulieferunternehmen können wir die immer häufiger werdenden 3D-Daten mühelos lesen und verarbeiten. Gute Dienste leistet uns auch ein Warenwirtschaftssystem, mit dem ich die gesamte Büroarbeit selbst erledige und dafür wenig Zeit aufwenden muss.“

Zuverlässiger Maschinenpark
Effizienz prägt auch den Maschinenpark, in dem die Marke Haas klar dominiert. Nach Meinung und Erfahrung von Epkenhans sind die Fräsmaschinen dieses amerikanischen Werkzeugmaschinenherstellers einfach aufgebaut und ebenso einfach zu bedienen. Zudem funktionieren sie besonders zuverlässig. So hat der Gütersloher Zerspanungsfachmann mittlerweile bereits die achte Maschine von Haas gekauft.

Wer die Fertigungshalle von Epkenhans CNC-Technik betritt, sieht sofort, worauf das Unternehmen Wert legt, auf Sauberkeit und Ordnung. Epkenhans bestätigt: „Alle Teile, die unser Haus verlassen, sind von hoher Qualität und auch optisch ohne Kratzer oder andere Macken. Und sie werden pünktlich geliefert.“ Eigenschaften, die bei Kunden gut ankommen. So erstaunt es nicht, dass die Auftragsbücher gefüllt sind. Dennoch ist das Zwei-Mann-Unternehmen höchst flexibel, wie Epkenhans erklärt: „Bei unseren fünf Maschinen ist immer eine Maschine frei und steht für gute Kunden für Feuerwehrarbeiten zur Verfügung. Diese Bereitschaft und Flexibilität hat uns auch in der Krise ausgelastet, da so manche Neukunden dringende Arbeiten an uns vergeben haben.“

Komplettbearbeitung mit fünf Achsen
Stets um maximale Qualität und Effizienz bemüht, legt das Zulieferunternehmen größten Wert auf fortschrittliche Maschinentechnik. Vor drei Jahren traf Epkenhans gemeinsam mit seinem Mitarbeiter die Entscheidung, ins 5-Achsen-Fräsen einzusteigen. Investiert wurde in eine Haas VF3 SS, ein dreiachsiges Vertikalbearbeitungszentrum, dessen Maschinentisch mit einer zusätzlichen vierten und fünften Achse ausgestattet wurde.

Der Respekt vor der komplexen 5-Achsen-Technik wich schnell, denn mit dem CAD/CAM-System waren die NC-Programme einfach zu erstellen, und die Bearbeitung brachte viele Vorteile mit sich. Selbst bei komplexen, von allen Seiten zu bearbeitende Gehäuse kann Epkenhans meist auf eine zweite oder gar dritte Spannung verzichten, woraus höhere Genauigkeit und geringeres Fehlerrisiko resultieren.

Auf einen Blick

Drehtische pL Lehmann
Die CNC-Rundachse der Baureihe 500 gibt es in den vier Baugrößen 507, 510, 520 und 530 mit Spitzenhöhen von 110 mm bis 220 mm (höher = optional), geeignet für Planscheiben von 100 bis 500 mm. Damit lassen sich viele verschiedene Varianten und Kombinationen erstellen – von der einfachen einspindligen vierten Achse bis zu einem dreispindligen Schwenktischaufbau mit vierter und fünfter Achse. Die modulare Konstruktion ermöglicht jederzeit einen nachträglichen Umbau und die Erweiterung des Drehtisches, um neuen Bearbeitungsaufgaben gerecht zu werden.

Die kleinen, steckbaren Gehäuseteile werden auf der fünfachsigen Haas VF-2 in einer Aufspannung komplett bearbeitet.

Gestiegene Auslastung
Mit der Erfahrung bezüglich des 5-Achsen-Fräsens nahm die Auslastung der VF-3 SS zu, so dass Anfang 2012 die Entscheidung fiel, eine dreiachsige Haas VF-2 nachträglich zur Fünfachsigkeit auszubauen. Die Investition in ein neues, reines 5-Achsen-Zentrum lehnte Epkenhans zum einen aus Kostengründen ab. Zum anderen bietet dem Hersteller von kleinen und mittelgroßen Teilen das vertikale 3-Achsen-Zentrum mit aufgesetztem zweiachsigem Drehtisch weitere grundsätzliche Vorteile.

Ein Beispiel: Da bei reinen 5-Achsen-Maschinen die vierte und fünfte Achse zumeist im Tisch liegen, sind die durch den Maschinentisch verursachten Störkanten hoch. Das würde eine erhöhende Vorrichtung fürs Werkstück oder zumindest lange Werkzeuge erfordern. Beides geht auf Kosten der Stabilität, fördert Vibrationen und mindert letztendlich die Präzision und Leistung der Maschine. Wird das Werkstück in einem aufgesetzten Drehtisch gespannt, sind die Störkanten deutlich niedriger, wodurch sich kurze, schwingungsarme Werkzeuge verwenden lassen.

Ein weiterer Pluspunkt der 3+2-Lösung ist in den zu bewegenden Massen zu erkennen. Während eine 5-Achsen-Maschine den kompletten Maschinentisch samt Werkstück beschleunigen und abbremsen muss, bewegen sich bei einer aufgesetzten Ein- oder Zweiachsanlage nur die aus Drehachsen mit dem Werkstück, also viel geringere Massen. Auch der Stromverbrauch ist dadurch reduziert. Epkenhans‘ Entscheidung für eine 3+2-Achsen-Lösung stand fest. Allerdings erkannte er beim zweiachsigen Drehtisch bei der VF3 SS noch Verbesserungsmöglichkeiten bezüglich der Achsgeschwindigkeiten und Haltekräfte und sah sich daher auf der Fachmesse Metav 2012 in Düsseldorf nach Alternativen um. Er berichtet: „Am Stand des Schweizer Unternehmens pL Lehmann entdeckte ich die neue 500er Serie. Deren Design und kompakte Bauweise fand ich sehr ansprechend. Dazu kam, dass die Achsen eine wesentlich höhere Spannkraft aufweisen als unsere bisherige Lösung. Noch dazu sind sie dynamischer und schneller.“

In der 180 m2 großen Halle herrscht Sauberkeit und Ordnung. Für Andreas Epkenhans ist das eine Grundvoraussetzung, um qualitativ hochwertige Teile produzieren zu können.

Installation in Eigenregie
Epkenhans entschied sich für einen zweiachsigen Getriebe-Drehtisch von pL Lehmann Typ T1-507510.RR fix. Die Installation des zusätzlichen Drehtisches erledigte Epkenhans selbst. Kein Problem für den gelernten Maschinenbauer, zumal die Anbindung an die Haas-Steuerung mittels zweier Steckkarten recht einfach sei und lediglich das Einstellen der Parameter etwas Tüftelarbeit verlange. Auf eine interessante Variante ist er selbst gestoßen: „Ich habe den Drehtisch quer zum Maschinentisch aufgesetzt. Durch die jetzt seitliche Schwenkbewegung habe ich immer freie Sicht auf die Bearbeitungssituation. Außerdem bleibt mir mehr Platz auf dem Tisch frei, den ich zum Aufspannen eines zusätzlichen Schraubstocks nutzen kann.“ So kann er seine Maschine je nach Bedarf fünfachsig oder über den Schraubstock dreiachsig einsetzen. Sind größere Teile zu fräsen, lässt sich der Lehmann-Tisch einfach und schnell abnehmen.

Enorme Zeiteinsparung
Die hohen Drehgeschwindigkeiten der Achsen – je nach Motor bis 110 beziehungsweise 60 min-1 – machen sich positiv bemerkbar. Epkenhans weist auf ein beispielhaftes Werkstück hin, das er für die Bearbeitung auf der mit Lehmann-Tisch ausgestatteten VF-2 neu programmiert hat. Durch die höhere Achsgeschwindigkeit konnte er sich gegenüber der Bearbeitung auf der VF-3 viele Werkzeugwechsel sparen, mit denen er bisher das Fräsen optimiert hatte. Auch höhere Schnittdaten waren aufgrund der Stabilität des Lehmann-Tisches möglich. Mit einem Schmunzeln verrät er das Ergebnis: „Ich spare pro Teil zirka 10 min Bearbeitungszeit. Bei 400 Teilen lohnt sich das, oder?“