Seit dem Jahr 2020 hat der Präzisionsteile-Hersteller Innerbichler eine Kern Micro HD in seiner Produktionshalle stehen und fertigt auf ihr bei Bedarf rund um die Uhr - zwei Schichten komplett mannlos. - (Bild: Kern Microtechnik)
Mit der Investition in ein fünfachsiges Präzisions-Bearbeitungszentrum Micro HD von Kern fräst Innerbichler zu 100 Prozent fehlerfrei und mit perfekter Oberfläche in Serie – vom ersten Bauteil an. Sogar das Polieren ist seither überflüssig.
Bei Innerbichler im österreichischen Breitenbach am Inn ist so manches klein – die Betriebsgröße mit sieben Mitarbeitern ebenso wie die zu fertigenden Produkte. Die dabei einzuhaltenden Toleranzen und Oberflächengüten bewegen sich im einstelligen Mikrometer-Bereich.
Das Unternehmen beweist aber in anderer Hinsicht wahre Größe – im Angebots- und Kundenspektrum ebenso wie bei der Qualifikation der Mitarbeiter sowie der Qualität von Lieferanten, Maschinen und Produkten. Daher läuft das Geschäft auch in volkswirtschaftlich schwierigen Zeiten gut. Weiteres Wachstum wird laut dem Firmenchef aktuell nur durch akuten Facharbeitermangel gebremst.
„Wir haben natürlich gewisse Ansprüche in puncto Qualifikation und Engagement“, erzählt Gründer und Geschäftsführer Siegfried Innerbichler. Aber die Mitarbeiter sind mit ihrem Job mehr als zufrieden, macht Sebastian Erler, Projektleiter in der Produktionsautomation, stellvertretend für die Belegschaft deutlich: „Wir arbeiten hier in einer Umgebung, die andere ausschließlich im Urlaub genießen dürfen und bekommen gleichzeitig alle Freiheiten und Entscheidungsspielräume, um stets schnell auf Kundenwünsche zu reagieren. Zudem können wir uns selbst verwirklichen. Ich studiere beispielsweise derzeit nebenbei Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik und werde dann noch ein BWL-Studium draufsetzen.“
Hohe Qualität und Flexibilität sind für Innerbichler in jeglicher Hinsicht wichtig. Nur so kann er den Anforderungen seiner Kunden gerecht werden. Diese stammen durchwegs aus anspruchsvollen Branchen wie dem Werkzeugbau, der Analyse- und Medizintechnik, der Präzisionsoptik und der Automobilindustrie.
Komplexität und Anforderungen werden immer herausfordernder
Dabei startete der gelernte Werkzeugmachermeister und Techniker seinen Betrieb ursprünglich im Jahr 1998 mit Dienstleistungen für Konstruktion und Handel: „Ich habe jahrelang bei renommierten Unternehmen in der Konstruktion gearbeitet. Da lag dieser Schritt für mich nahe.“
Schnell merkte Innerbichler aber, dass er seinen Kunden noch mehr bieten kann, schaffte sich im Jahr 1999 eine erste Werkzeugmaschine an und stellte mit Jochen Fill – heute Prokurist im Unternehmen – seinen ersten Mitarbeiter ein. Weitere Maschinen und Mitarbeiter folgten und schon fünf Jahre später investierte der Kleinbetrieb in 5-Achs-Technologie.
Die Bauteileanfragen wurden komplexer, und die Anforderungen an Präzision nahmen zu. Mikrobearbeitung war zunehmend gefragt und damit kam die nächste Investition. „In meiner Technikerlaufbahn erinnere ich mich schon seit über 30 Jahren an Maschinen von Kern“, erzählt der Firmenchef. „Im Jahr 2016 konnte ich mir mit der Kern Micro einen lang ersehnten Traum erfüllen. Mit der Micro HD – die wir jetzt im Verbund mit der Micro betreiben – setzte ich dieser dann in 2020 noch die Krone auf. Wir leben jetzt Präzision – und Kern macht das möglich.“
Auf einen Blick: die Kern Micro HD
Die Kern Micro HD ist die Lösung für die hochgenaue Serien- und Prototypenfertigung im Grenzbereich des Machbaren. Das System baut auf der im Jahr 2019 eingeführten, zweiten Generation der Kern Micro auf und setzt auf bewährte, qualitativ hochwertige Kern-Technik. Dies garantiert Zuverlässigkeit und Stabilität über ein langes Maschinenleben. In ihrem integralen Achssystem verbindet sich die neue Kern-Mikrospalt-Hydrostatik mit leistungsfähigen Linearmotorantrieben zu einem einzigartigen Antriebssystem, das neue Maßstäbe in Präzision, Stabilität, Dynamik und Verschleißfreiheit setzt. Sie arbeitet genauer und produktiver im Grenzbereich des Machbaren als vergleichbare fünfachsige Fräsmaschinen, da das kompakte System dank Hydrostatik, Direktantrieben und einzigartigem Maschinenbau höchste Anforderungen erfüllt.
Die Kombination aus konstruktiver Beratung im Hinblick auf die Machbarkeit von Bauteilen und der hochpräzisen Umsetzung in Kleinserien ist inzwischen weithin bekannt. Entsprechend sind bei den Aufträgen meistens zuverlässige Wiederholgenauigkeiten von unter zehn Mikrometer gefragt.
Aktuell gilt es, unter anderem gehärtete Formeinsätze für Dichtungen in Serien von bis zu 400 Stück herzustellen, die unter anderem in Massagesitzen hochwertiger Limousinen zum Einsatz kommen. Hier ist eine Präzision von zwei Mikrometer und eine polierte Oberfläche vorgeschrieben.
Das Präzisionsfräszentrum läuft bei Bedarf rund um die Uhr
Für Mikro-Spezialist Fill stellt dies mit den Kern-Maschinen überhaupt kein Problem dar. Er erklärt: „Die Kundenvorgaben erreichen wir zu hundertprozentig zuverlässig und mit der Micro HD um mehr als 30 Prozent schneller, als das früher möglich war.“
Dabei ist es nicht nur die zuverlässige Wiederholgenauigkeit, die den Prokuristen und seinen Chef begeistert. Auch die durchgängig erreichte Oberflächengüte in Polierqualität mit Ra Werten im niedrigen Nanometerbereich hilft dabei, Zeit zu sparen. Das schafft zusätzliche Kapazitäten, denn früher mussten wir immer wieder Mitarbeiter fürs Polieren der Bauteile abstellen. „Diese Kollegen können sich jetzt anderen, produktiveren Dingen zuwenden“, ergänzt Innerbichler.
Um maximale Produktivität zu gewährleisten, läuft das fünfachsige Präzisionsfräszentrum bei Bedarf rund um die Uhr, zwei Schichten davon komplett mannlos. Möglich ist dies dank eines modernen Erowa-Werkstückladesystems, das die automatisierte Be- und Entladung für beide Maschinen übernimmt. Die fertigen Bauteile entnimmt Jochen Fill dann am nächsten Tag und gibt sie weiter in die Messabteilung. „Diese könnten wir eigentlich auflösen“, berichtet Innerbichler und ergänzt mit einem Schmunzeln: „denn die Kern HD macht keine Fehler und ist genauer als unsere Messmaschine. Aber so lange unsere Kunden das Messprotokoll anfordern, machen wir das natürlich. Ein nachgewiesener Ausschuss von null Prozent ist ja auch ganz schön.“
Hochwertige Komponenten sorgen für Präzision
Möglich ist diese zuverlässige Präzision aufgrund der ausgewogenen Grundkonstruktion der Kern Maschinen, in der ausschließlich hochwertige Komponenten verbaut werden, die schwingungsentkoppelt oder schwingungsgedämpft sind und durch ein ausgeklügeltes Kühlmanagement thermisch stabil gehalten werden. Bei der Micro HD sind dem verantwortlichen Projektteam weitere Entwicklungssprünge gelungen, die vor allem auf drei Innovationen basieren: der Mikrospalt-Hydrostatik, linearen Direktantrieben und dem neuen Temperaturmanagement.
Insbesondere die Mikrospalt-Hydrostatik gibt es nirgendwo sonst im Werkzeugmaschinenbau. In Kombination mit Linearmotoren ist sie extrem dynamisch und benötigt etwa 80 Prozent weniger Energie als herkömmliche hydrostatische Systeme. Gleichzeitig verbessern sich durch den geringen Spalt Steifigkeit und Dämpfungseigenschaften der Maschine, was für höchste Oberflächengüte und Genauigkeit am Werkstück sorgt.
Als weiteres Highlight der neuen Kern Micro HD nennt Peter Schöps, Kern-Gebietsverkaufsleiter für Österreich, die großdimensionierten Linearmotoren. Sie bringen in allen Achsen hohe Beschleunigungen von bis zu zwei g sowie Eilganggeschwindigkeiten von 60 m/min und ermöglichen dabei höchste Regelgenauigkeit.
Neuartiges Temperaturmanagement bringt weitere Vorteile
Als besonders wichtig für die erfolgreiche Integration der Direktantriebe nennt Schöps das neuartige Temperaturmanagement: „Unsere Linearmotoren sind aktiv temperiert und in das hydrostatische System integriert, was den Wärmeeintrag minimiert. Außerdem werden die Kühlflüssigkeiten der HD sehr genau geregelt, indem wir einen Volumenstrom von bis zu 200 l/min durch Maschinenständer, Dreh-/Schwenkachsen, Linearachsen und Spindel schicken.“
Im Ergebnis heißt das: Die Temperaturschwankungen im Maschinenraum bleiben bei lediglich ±0,05 Kelvin. „Das ist perfekt für die bei uns geforderte höchstpräzise Bearbeitung“, bringt Innerbichler diese Werte ergebnisorientiert auf den Punkt.
Kern Micro HD ist auch für anspruchsvolle Materialien geeignet
Dabei spielt es keine Rolle, welche Werkstoffe zu fräsen sind, wie der Chef des Tiroler Betriebs feststellt: „Wir bearbeiten fast ausschließlich anspruchsvolle Materialien wie Titan, Werkzeugstähle, pulvermetallurgische Stähle und seit kurzem auch technische Keramik wie Siliziumcarbid oder Aluminiumoxide.“
Hier sieht Innerbichler noch einiges an Potenzial. Denn die Vorteile dieser Werkstoffe sind vielfältig. Sie sind extrem hart, hochsteif, chemie- und wärmebeständig sowie temperaturleitfähig.
Nachteilig ist lediglich die hohe Sprödigkeit von Keramik, was ein paar Anwendungen ausschließt und die mechanische Endbearbeitung teuer macht. Eine Lösung für letzteres Problem scheint jedoch in Sichtweite, wie Kern Spezialist Schöps verrät: „Unsere Kern-Anwendungstechniker haben vor Kurzem einen duktilen Schnittmodus entwickelt. Dadurch fließt jetzt beim Fräsen von Keramik ein Span und bricht nicht mehr. Das vervielfacht die Abtragraten prozessstabil, wie unsere umfangreichen Tests beweisen.“
Innerbichler freut sich schon sehr auf den Schnittmodus. Denn er weiß, dass Entwicklungen von Kern immer schnell zur Verfügung stehen: „Wir sind – wie alle Kunden von Kern – ein Teil der Kern-Familie und partizipieren an allen Innovationen“, erläutert der Tiroler Firmenchef und ergänzt: „Es hat in der Vergangenheit schon mehrfach Weiterentwicklungen gegeben, die Kern zusammen mit Werkzeugherstellern auf den Weg gebracht hat und mit denen wir unsere Produktivität steigern konnten. Das war beispielsweise bei einem neuen Werkzeug so, mit dem sich bleifreies Kupfer sehr gut bearbeiten lässt. Und der neue Keramik-Schnittmodus wird sicher auch perfekt funktionieren.“
Quelle: Kern Microtechnik GmbH
