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Der Geschäftsführer von Empire Cycles, Chris Williams, stellte sich die Frage nach der Notwendigkeit einer Investition in ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum während der Fertigung eines Fahrradteils an seiner 3-Achs-Maschine, bei der die Durchlaufzeit viel zu hoch war. Um wirtschaftlich produzieren zu können, musste eine Lösung gefunden werden. Er wandte sich daher an WNT. Der Spezialist für Zerspanungswerkzeuge entwickelte eine kreative Bearbeitungsstrategie, mit der die Bearbeitungszeit der Teile um fast 70 Prozent reduziert werden konnte.
Fahrradhersteller Empire Cycles fertigt Teile für hochwertige Mountain-Bikes aus Titan und Aluminium.
Bild: Empire Cycles
Empire Cycles hat sich auf die Entwicklung und Herstellung hochwertiger Mountain- und Downhillbikes spezialisiert. Besonderes Aufsehen erregte das Unternehmen im Jahr 2014, als es den ersten 3D-gedruckten Fahrradrahmen aus Titan präsentierte, für dessen Finishing-Prozess Werkzeuge von WNT zum Einsatz kamen. Auch zur Fertigung der Schwingen und Rahmen der Bikes, die nicht aus dem 3D-Drucker kommen, sondern aus massiven Aluminiumblöcken zerspant werden, nutzt Empire Cycles seit Jahren die Werkzeuge von WNT. Aus diesem Grund griff das Unternehmen auch bei der Entwicklung seines neuesten Modells, dem VX8 (Vertical Cross 8-Inch Travel), auf die Unterstützung von WNT zurück.
Wirtschaftliche Aspekte
Das VX8 ist als Downhill-Bike konzipiert. Um Gewicht zu reduzieren und die Performance zu verbessern, wurden viele neue Teile speziell für dieses Bike entwickelt.
Chris Williams, Geschäftsführer Empire Cycles: “Eine Investition in eine 5-Achs-Maschine kam nicht infrage. Die Experten von WNT halfen uns mit einer kreativen Bearbeitungsstrategie, unsere Durchlaufzeiten zu reduzieren.”
Bild: Empire Cycles, WNT
Dazu zählt etwa das Fräsen des Steuerrohrs, das die vordere Gabel mit dem Rahmen verbindet. Doch aufgrund der komplexen Form dauerte die Fertigung des Steuerrohrs fast zwei Stunden und damit viel zu lang, um im Falle einer Produktion tatsächlich wirtschaftlich zu bleiben.
“Idealerweise werden solche Teile mit einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum in einem Durchgang bearbeitet, doch wir verfügen nur über eine 3-Achs-Maschine”, erklärt Williams. “Da wir von WNT immer gut beraten wurden, haben wir uns an die Zerspanungsspezialisten aus Kempten gewandt. Sie sollten einen Weg finden, mit unserer bestehenden 3-Achs-Maschine die Durchlaufzeit pro Steuerrohr um 50 Prozent zu reduzieren.”
Große Herausforderung
Tony Gale, Projekt- und Vertriebsingenieur bei WNT (UK), demonstriert die erarbeitete Bearbeitungsstrategie im Technical Center der WNT.
Bild: WNT
WNT nahm die Herausforderung an und arbeitete an einem wirtschaftlicheren Prozess, der bei Empire Cycles ebenfalls umgesetzt werden konnte. Nach reiflicher Überlegung konnte eine Lösung gefunden werden, welche die Verantwortlichen überzeugte. Die Techniker entschlossen sich dazu, den Prozess mit dem MNG- Nullpunktspannsystem in vier Arbeitsvorgänge aufzuteilen und nach jedem Durchlauf zwei Komponenten fertigzustellen.
“Im ersten Durchgang wurden die Aluminiumbolzen paarweise mit einem WNT-ZSG-Centric Schraubstock gehalten, so dass der Standort des Nullpunktsteckers für den zweiten Vorgang bearbeitet werden konnte”, erklärt Tony Gale, Projekt- und Vertriebsingenieur bei WNT (UK), die Hintergründe der Bearbeitungsstrategie. “Nachdem die Teile fertig waren, wurden sie auf die Nullpunkt-Grundplatte für den zweiten Durchgang übertragen. Wir haben unsere neuen VHM-Fräser Typ W verwendet, um die Außenprofile und Taschen zu schruppen und zu schlichten. Danach wurden die Teile um 90° gedreht und befestigt, um die Hauptbohrung des Bauteils fertigzustellen. Im letzten Durchgang wurden schließlich noch die Außenprofile und Taschen der zweiten Seite des Teils geschruppt und geschlichtet”, erläutert Gale.
Das Rohmaterial für das gefertigte Steuerrohr, das als fertiges Produkt am Empire VX8 Downhill Mountainbike verbaut wird.
Bild: WNT, Empire
Die innovativen Typ-W-Fräser zeichnen sich durch ihre runde Geometrie und ihren Sonderanschliff aus, die dafür sorgen, dass kleine Späne mithilfe der Kühlmittelzufuhr leicht vom Schneidbereich entfernt werden können. Zudem verfügt der Fräser über eine Geometrie, die speziell zum Tauchen konzipiert wurde. “Bei den Schruppanwendungen der Teile haben wir einen Torusfräser verwendet, der bei diesem Projekt eine Spindeldrehzahl von 11 000 min-1 und einen Vorschub von 2500 mm/min zuließ. Bei der Schlichtbearbeitung nutzten wir die Kugelkopfvariante des Typ-W- Fräsers, mit dem eine Spindeldrehzahl von 10 000 Wiederholungen/min und ein Vorschub von 2000 mm/min möglich waren. Mit diesen Schnittdaten konnten zwei Teile in nur einer Stunde und zehn Minuten gefertigt werden”, erinnert sich Gale.
Ein Steuerrohr war somit in nur 35 Minuten fertiggestellt, was eine Reduzierung der Durchlaufzeit im Vergleich zur ersten Bearbeitung von 68 Prozent entspricht. Die von Empire anvisierte Durchlaufzeit, die notwendig ist, um das Projekt wirtschaftlich tragbar zu machen, wurde damit um fast 50 Prozent unterboten.
Dieses Setup wurde von WNT entwickelt, um Empire Cycles zu helfen, die Durchlaufzeiten um 68 Prozent zu reduzieren.
Bild: WNT
“Mit dem MNG-Nullpunktspannsystem, unseren hochwertigen Fräsern und etwas Hirnschmalz konnten wir eine Lösung erarbeiten, die es Empire Cycles und auch anderen Kunden ermöglicht, die Kapazität ihrer 3-Achs-Maschinen zu maximieren”, fasst Gale das gelungene Projekt zusammen.
Kontakt:
Empire Cycles Ltd.,
UK-Bolton Lancashire,
Tel.: 0044-1204/306035,
www.empire-cycles.com
WNT Deutschland GmbH,
D-87437 Kempten,
Tel.: 0831/57010-0,
www.wnt.com