Mit Wellenform
Werkzeugbruch reduziert

Je härter der Werkstoff, desto besser funktioniert das wellenförmige Schruppen mit dem CAM-System Edgecam. Die GPS Reisacher GmbH & Co. KG in Bad Grönenbach hatte das CAM-System bereits seit Jahren erfolgreich im Einsatz. Prozessbedingt kam es jedoch bei der Fertigung von Hebeln für Stanzbaugruppen aus Edelstahl 1.4301 nach jedem fünften Bauteil zum Werkzeugbruch. Neben den intensiven Werkzeugkosten war die Situation wegen der Durchlaufzeiten, Qualität und Prozesssicherheit nicht länger tragbar.

Deshalb wurden Tests mit unterschiedlichen Zustellungen, Schnittparametern und Fräswerkzeugen gefahren, die alle nicht zum gewünschten Ergebnis führten. Die Lösung fand Fertigungsleiter Ivan Markota durch die Unterstützung von Vero Software mit dem wellenförmigen Schruppen. So befasste man sich mit dieser High-Performance-Schruppstrategie intensiver und erreichte beeindruckende Ergebnisse. Statt der fünf Hebel werden damit aktuell 25 Stück und mehr gefertigt. Die Qualität ist vom ersten bis zum letzten Bauteil absolut identisch. So konnte man die Durchlaufzeiten nahezu halbieren: „Wir haben diese Bauteile, und wir sprechen über eine 5-Achs-Bearbeitung, einzeln gefertigt. Bei dem wellenförmigen Schruppen spannen wir nun jeweils zwei Hebel. Durch die doppelte Aufspannung haben wir längere Laufzeiten und damit auch weniger Aufwand für den Maschinenbediener, der für drei Maschinen verantwortlich ist. Ein besonderer Vorteil ist, dass wir jetzt bei den Fräsern nicht mehr nur fünf Millimeter der Schneide, sondern die komplette Schneidenlänge nutzen können. Die Maßhaltigkeit innerhalb weniger hundertstel Millimeter ist seither konstant, es ist noch kein Fräser gebrochen und wir haben die Herstellkosten für diese Hebel um 30 Prozent reduziert“, sagt Markota.

Das wellenförmige Schruppen ermöglicht die optimale Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, insbesondere bei der Bearbeitung von harten und zähen Materialien wie bei dem Edelstahl. Die Schneidenlänge des Werkzeugs kann deshalb effizienter eingesetzt werden, weil sich die Schnittbelastung über die gesamte im Eingriff befindliche Schneide verteilt. Der geringere Werkzeugverschleiß beziehungsweise Werkzeugbruch wird unter anderem durch individuelle Eingriffe in den Bearbeitungsprozess möglich.

Es lässt sich klar definieren, wo der Fräser startet, wie er verfährt, um Späne weg zu befördern und Spanräume frei zu halten. Interessant dabei ist, dass man in Bad Grönenbach inzwischen so viel Vertrauen zum CAM-System aufgebaut hat, dass man bis auf ein zehntel Millimeter, teilweise bis fünf hundertstel Millimeter ans Endmaß schruppt. Selbst bei komplexen Bauteilen. Unabhängig davon ermöglicht eine Funktion in Edgecam nach dem Schruppen einen Schlichtspan.

Eigenes Know-how nutzen

Wellenförmiges Schruppen bieten zahlreiche Anbieter von CAM-Systemen an. Den gravierenden Unterschied sehen Geschäftsführer Ulrich Reisacher und Markota im voll integrierten Schruppzyklus und zahlreichen Einstellungsmöglichkeiten.

Integrierter Schruppzyklus heißt, man kann werkstückspezifisch zwischen konzentrisch, spiral oder wellenförmig wählen. Bei der wellenförmigen Strategie wird durch einen konstanten Werkzeugeingriffswinkel in das Material eine gleichbleibende Belastung des Werkzeugs erreicht. Dadurch werden sehr hohe Vorschübe und Drehzahlen möglich.

In Bad Grönenbach beeindruckt diese Strategie vor allem beim Fräsen von Edelstahl. Hinsichtlich der Details sieht Markota den Unterschied zu anderen Systemen in den Eingriffsmöglichkeiten: „Wir fräsen mit Edgecam auch komplexe Bauteile 5-achs-simultan. Da ist es nicht sehr hilfreich, wenn alles fest vorgegeben ist, man nicht individuell eingreifen kann. Mit Edgecam dagegen lassen sich beim Schruppen Parameter verändern und Begrenzungen in kurzer Zeit definieren.“

Bei Edgecam steht der Strategy Manager für das Erstellen kompletter NC-Programme auf Knopfdruck. In Bad Grönenbach ist dieses Tool zwar noch nicht im Einsatz, aber auch bei der Programmierung überzeugt die individuelle Anwendung, denn mit Edgecam beziehungsweise den PCI-Makros lässt sich die komplette Oberfläche auf den Anwender personalisieren. Für jede anfallende Situation können Makros definiert und Abläufe optimiert werden. Dadurch lassen sich komplette Fertigungsabläufe generieren und dabei internes Know-how nutzen.

Ganz offensichtlich macht das wellenförmige Schruppen hinsichtlich der Einsparungen bei den Werkzeugkosten, den Durchlaufzeiten sowie der höheren Prozesssicherheit Sinn. Die möglichen Einsparpotenziale sind vom zu bearbeitenden Material abhängig. Fakt ist, dass in Bad Grönenbach neben der Reduzierung der Werkzeugkosten auch die Werkzeugsätze kleiner wurden: ein Schrupp- und ein Schlichtwerkzeug sind mittlerweile vollkommen ausreichend. Und so ist es auch nicht überraschend, dass man in Bad Grönenbach inzwischen auch beim Drehen über einen möglichen Einzug des wellenförmigen Schruppens spricht.

Titelbild: Vero Software