Titan-, Inconel-, Nickel- und Kobaltlegierungen sowie rostfreie Stähle präzise zerspanen

Präwest fertigt Spezialteile bis zu einem Durchmesser von 2.500 Millimeter, darunter eine Vielzahl von Turbinenteilen, Teilen und Gehäusen, die etwa in der Luft- und Raumfahrt oder dem Maschinen- und Anlagebau eingesetzt werden. Zum Einsatz kommen dabei vorzugsweise iMX-Schaftfräser von Mitsubishi Materials.

Präwest wurde 1945 nach Ende des Zweiten Weltkriegs von dem Luft- und Raumfahrtexperten, Heinz Hampel, in Bremen gegründet. Aufgrund der turbulenten Nachkriegszeit, in der es zu staatlichen Beschränkungen in der Flugzeugherstellung kam, nahm das Unternehmen den Betrieb mit spezieller Zerspanungstechnik für die Tabakindustrie auf. Zwei Jahre später kehrte das Unternehmen zu den Wurzeln seines Gründers zurück und konzentrierte seine Aktivitäten auf die Bearbeitung von Komponenten für die Luft- und Raumfahrtindustrie.

Von Anfang an konzentrierte sich Präwest auf die Qualität seiner Produkte und konnte sich schon bald als Unternehmen im zivilen Luftfahrtgeschäft in Deutschland etablieren. Bis Ende der 1970er Jahre erlebte das Unternehmen mit nur 25 Mitarbeitenden ein stetiges Produktionswachstum und machte sich einen Namen als kleine aber hochspezialisierte Werkstatt für die Bearbeitung von Teilen für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Anfang der 1980er-Jahre wurde das Unternehmen von Heinz-Rudolf Jung übernommen, der das Unternehmen auf die nächste Wachstums- und Erfolgsstufe führte.

Aufbauend auf dem guten Ruf des Unternehmens konzentrierte sich der neue, visionäre Unternehmer auf Spitzentechnologien und setzte neue strategische Ziele. Dazu gehörten der weitere Ausbau des Unternehmens im Bereich der Luft- und Raumfahrtindustrie, aber vor allem eine Diversifizierung der Geschäftstätigkeit in andere Geschäftsbereiche wie die Automobil- oder die Öl- und Gas- und Energieindustrie, ohne dabei den Schwerpunkt auf Qualität zu vernachlässigen.

Präwest war eines der ersten Unternehmen, das in Deutschland die simultane fünfachsige CNC-Bearbeitung einsetzte und damit eine höhere Genauigkeit und verbesserte Leistung für Spezialbauteile und Nischenprodukte erreichte. Mit einem engagierten Entwicklungsteam und einem hochmodernen Maschinenpark mit über 130 CNC-Maschinen und 24 Robotern ist die Präwest-Gruppe heute in der Lage, die neuen Herausforderungen in der Zerspanungsindustrie zu meistern.

Reiner Wahlers, Geschäftsführer von Präwest, skizziert die Marktentwicklung: „Die Branchenlandschaft entwickelt sich in einem 5-bis-10-Jahreszyklus ständig weiter. Wenn wir Schritt halten und wettbewerbsfähig bleiben wollen, müssen auch wir uns entsprechend verändern. Während vor zehn Jahren Aluminium-Konstruktionsteile wie Flügelholme, -klappen und Flugwerke unser Geschäft dominierten, haben wir uns heute vollständig auf Triebwerksteile spezialisiert, darunter auch Strömungsteile und Gehäuse.“

Die Herausforderung liegt vor allem in der Natur der schwer zerspanbaren Werkstoffe. Titan-, Inconel-, Nickel- und Kobaltlegierungen sowie rostfreie Stähle und andere hitzebeständige Legierungen gehören zu den gängigsten Werkstoffen, die für solche Bauteile verwendet werden. Und auch für diese Werkstoffe bietet Präwest höchste Zerspanungskompetenz. Bei der Akquise von neuen Projekten sind daher drei Elemente entscheidend: Anwendungen mit schwer zerspanbaren Werkstoffen, Anwendungen mit komplexen Geometrien und Anwendungen mit der Aussicht, ein bestimmtes Maß an Automatisierung zu erreichen. Benjamin O’Shea, Geschäftsführer von Präwest, bestätigt: „Wenn eine Anfrage zwei der drei Kriterien erfüllt, ist es höchstwahrscheinlich ein attraktives Projekt für uns und ein Auftrag, den wir gewinnen wollen.“

Präwest verfügt nicht nur über eine eigene hochmoderne Fertigung, sondern auch über eine Werkzeugschleiferei und eine Abteilung für Qualitätssicherung. Mit insgesamt zwölf CNC-Schleifmaschinen, einem neuen ERP-System für die automatisierte Werkzeugerfassung und einer fortschrittlichen CAD/CAM-Software ist die Präwest-Gruppe bestens ausgestattet, um maßgeschneiderte Zerspanungswerkzeuge zu konzipieren und herzustellen.

Für Anwendungen im Bereich der Luftfahrtindustrie, bei denen eine hochpräzise Serienproduktion mit hohem Automatisierungsgrad erforderlich ist, werden die Voreinstellungen der Werkzeuge, die optische Oberflächenmessung und die Kalibrierungsprozesse digital direkt an der Maschine durchgeführt. Christian Hoppe, Leiter Werkzeuge und Entwicklung, sagt: „Wir haben bestimmte Workflows mit unserer Werkzeugdatenbank verknüpft, die eine sichere Übertragung von Werkzeuggeometrien, Voreinstellungsdaten und Nachschleifinformationen ermöglichen. So können wir alle benötigten Werkzeuginformationen schnell auf die Maschinen laden.“

Kooperationen und Co-Engineering mit anderen Branchenprofis spielen für den Unternehmenserfolg eine wesentliche Rolle. Mitsubishi Materials ist einer der Hersteller, mit dem Präwest zusammenarbeitet, um seine Produktionseffizienz zu verbessern und den Bearbeitungsprozess von Teilen wie Leitschaufel-Clustern und Blisks zu optimieren.

2014 wurde das iMX-Schaftfräsersystem mit austauschbaren Schneidköpfen von Wolfgang Schmidt, Vertriebsmitarbeiter der MMC Hartmetall GmbH, Europazentrale von Mitsubishi Materials, als ideale Lösung für die Bearbeitung von Clustern vorgestellt. Hoppe erinnert sich: „Wir waren mit der Leistung der hauseigenen Werkzeuge unzufrieden. Darüber hinaus entsprach die Bearbeitungsstrategie, bei der es sich hauptsächlich um das trochoidale Fräsen handelte, eindeutig nicht unseren Erwartungen, das heißt die engen Kanäle innerhalb von Titan-Schaufel-Clustern zu bearbeiten und das Mindestmaterial für die Endbearbeitung übrig zu lassen.

Als die iMX-Serie alle anderen getesteten Zerspanungswerkzeuge übertraf und den gesamten Bearbeitungsprozess optimierte, wurde uns klar, dass dieses Werkzeug bald nicht nur für die Bearbeitung der Cluster, sondern auch für andere Anwendungen mit ähnlichen Bearbeitungsstrategien und Parametern unsere erste Wahl sein würde.“

Die iMX-Serie ist das Schaftfräsersystem von Mitsubishi Materials, das die Vorteile von Vollhartmetall- und WSP-Schaftfräsern kombiniert. Dies wird möglich, weil alle Kegel- und Endauflageflächen an Kopf und Halter aus Vollhartmetall bestehen. Das Gewindestück ist aus Stahl. Dies sorgt für Wiederholgenauigkeit, wenn ein Kopfwechsel erforderlich ist. Das im Hartmetallkopf und -halter eingebettete Stahlgewinde sorgt für Zuverlässigkeit und Festigkeit.

Schmidt erklärt: „Nach der Analyse der ursprünglichen Anforderungen von Präwest wurde deutlich, dass die Wechselköpfe der iMX-Serie ideal sind. Darüber hinaus ermöglichte die große Auswahl an unterschiedlichen Geometrien und Schaftlängen eine effiziente und zuverlässige Bearbeitung der komplexen Formen und Werkstoffe, die von den Ingenieuren von Präwest vorgegeben wurden. Die ersten getesteten Durchmesser waren 10, 16 und 20, und es wurde festgestellt, dass sie sehr nahe an die Endkontur herankamen. Dadurch entstand eine Zeitersparnis im Vergleich zu anderen Lösungen, da kein Vorschlichten mehr erforderlich war.“

Während für viele Fertigungsunternehmen die Reduzierung der Bearbeitungszeit für die Auswahl von Zerspanungswerkzeugen entscheidend ist, setzt Präwest auf Prozessstabilität und Zuverlässigkeit sowie Kosteneffizienz. Wahlers erläutert: „Wir suchen nicht nach dem schnellsten Weg, um ein Teil zu bearbeiten. Es sind die gesamten Prozesskosten, die uns wichtig sind. Daher berücksichtigen wir gerne Werkzeugempfehlungen von Mitsubishi Materials und anderen Werkzeugherstellern. Wir müssen uns darauf verlassen können, dass das Teil jedes Mal genauso aus der Maschine kommt, wie es sein sollte. Das war beim iMX der Fall.“

Heute setzt Präwest die iMX-Serie für die Herstellung von Leitschaufel-Clustern in vier fünfachsigen CNC-Fräsmaschinen in vier verschiedenen Phasen ein und produziert jährlich mehr als 1.000 Cluster. Die iMX-Serie wurde auch in die Serienproduktion der Blisks und in andere Anwendungen mit ähnlichen Bearbeitungsstrategien eingeführt. Die Zusammenarbeit zwischen Präwest und Mitsubishi Materials reicht viele Jahre zurück.

Angefangen hat sie mit dem Einsatz von Drehsorten in VP10RT Qualität. Die Einführung des iMX-Systems war jedoch ein Meilenstein in der langjährigen Partnerschaft, die mittlerweile über die übliche Kunden-Lieferanten-Beziehung hinausgeht. Mitsubishi Materials verfolgt die Entwicklungsschritte von Präwest, um das hochqualifizierte Team des Unternehmens zu unterstützen, zu beraten und zu schulen. Dabei spielt die Kosteneffizienz eine besondere Rolle und beeinflusst das Einkaufsverhalten des Unternehmens hinsichtlich Zerspanungswerkzeugen anderer Hersteller.

Hoppe erklärt: „Jedes Mal, wenn wir die Gesamtprozesskosten einer Anwendung berechnen, sind die Kosten für die Zerspanungswerkzeuge ein wichtiger Faktor. Unsere Fähigkeit, Werkzeuge intern erfolgreich und ohne unnötige logistische Verzögerungen nachzuschleifen, gleicht die Anschaffungskosten jedoch aus und ist einer unserer Wettbewerbsvorteile. Nach einer professionellen Nachschleifschulung durch die Experten von Mitsubishi Materials haben die iMX-Fräser auch in diesem Bereich unsere Erwartungen erfüllt.“

Mitsubishi Materials hat sich bereit erklärt, entsprechende Programme für die Schleifmaschinen bereitzustellen und die Mitarbeiter von Präwest im Nachschleifen der iMX-Fräser zu schulen. Diese Schulung wurde von einem Mitglied des iMX-Entwicklungsteams, Takayuki Azegami, durchgeführt. Er ist Produktdesign-Ingenieur für Luft- und Raumfahrtanwendungen an der Europazentrale von Mitsubishi Materials und erzählt:

„Als ich zum ersten Mal die Werkzeugschleiferei von Präwest für die Schulung besuchte, wurden alle Bedenken, die ich im Vorfeld hatte, sofort beseitigt. Angesichts der hochqualifizierten Mitarbeiter und der hochmodernen Maschinen, die eine durchgängige Automatisierung einsetzen, um menschliche Fehler zu vermeiden, war ich zuversichtlich, dass das Nachschleifprojekt ein Erfolg wird. Außerdem habe ich mich sehr darüber gefreut festzustellen, dass ein Werkzeug, an dessen Entwicklung ich beteiligt war, nun bei einem unserer internationalen Kunden für einen solch präzisen und qualitativ hochwertigen Bearbeitungsprozess eingesetzt wird.“

Der erfolgreiche Einsatz der iMX-Serie hat die Partnerschaft der zwei Unternehmen gestärkt und neue Wege für die weitere Zusammenarbeit eröffnet.

Quelle: MMC Hartmetall GmbH