Eine Entscheidung – viele Vorteile

von Hubert Winkler Bei EADS Defense & Security (DS) in Ulm, der international anerkannten ‚Radarhochburg’, ist Technik vom Feinsten seit Jahrzehnten zu Hause. Hochleistungselektronik für zumeist militärische Zwecke wird hier entwickelt und gefertigt – für Bodenanlagen, Flugzeuge und Schiffe. Für die zumeist hohen Anforderungen werden aber auch Tausende hoch genaue Kleinteile, Flächenteile und Gehäuse benötigt – meist aus speziellem Alu, mit hohen Zerspanungsraten und höchster Präzision. Maschinen und Werkzeuge sind entsprechend gefordert. Präzise Spanntechnik von Diebold leistet dazu ihren Beitrag.

EADS ist ein weltweit führendes Unternehmen der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungsgeschäft und den dazugehörigen Dienstleistungen. Die insgesamt 118.000 Mitarbeiter erwirtschafteten 2008 einen Umsatz von 43,3 Milliarden Euro. Zu EADS gehören Airbus, der führende Hersteller von Zivilflugzeugen einschließlich Airbus Military, zuständig für militärische Tank- und Transportflugzeuge. Zudem umfasst EADS das weltweit größte Hubschrauber-Unternehmen Eurocopter sowie EADS-Astrium, die europäische Nummer 1 im Raumfahrtgeschäft mit Programmen wie Ariane und Galileo. Der Geschäftsbereich Verteidigung und Sicherheit bietet seinen Kunden umfassende Systemlösungen an, ist größter Partner im Eurofighter-Konsortium und wesentlicher Anteilseigner am Lenkflugkörperhersteller MBDA.

In der ‚Radarhochburg’ am Ulmer Standort befassen sich zirka 3000 engagierte Mitarbeiter unter anderem mit der Entwicklung, Integration und Fertigung von Systemen für Bodenanlagen, Schiffe und Flugzeuge. Schwerpunkte sind: u. A. Radarsysteme, elektronische Schutzsysteme und gesicherte Kommunikationsnetze.

Für den harten Einsatz

Die in Ulm produzierten Elektronikbauteile gehören wegen ihrer zumeist speziellen Anwendung zum Feinsten und Leistungsfähigsten was diese Technik zu bieten hat. Für den harten Einsatz bei Militär oder Polizei werden diese Bauteile daher in stabile, robuste und dichte Alugehäuse eingebaut. Neben Gehäusen werden in der mechanischen Fertigung von EADS Defense & Security in Ulm aber auch hochpräzise Klein- und Kleinstteile und große flächige Werkstücke bearbeitet. Alles im Hundertstel- oder µ-Bereich. Der Werkstoff ist zumeist hoch siliziumlegiertes Aluminium, aber auch Buntmetalle wie CuCn, Wolframkupfer oder Titan. Das Spektrum umfasst Tausende unterschiedliche Teile für die unterschiedlichsten Projekte und reicht von der Mikrobearbeitung bei Teilegrößen um 3 mm bis zu Durchmessern von 850 mm oder Kuben von 1250 x 1250 mm. Alle Teile unterliegen hohen und höchsten Zerspanungsraten. Ein Beispiel sei ein Bauteil, das mit 67 kg auf der Maschine aufgespannt wird und mit 1,7 kg von der Maschine geht – Maßtoleranz im Durchmesser: 2/100 mm. Verständlich, dass auch die Spanntechnologie vom Feinsten sein muss: Vakuum-Spanntechnik von Witte oder spezielle Spannmittel als Negativform der Teile aus der eigenen Werkstatt. Gefertigt wird 3-achsig, 5-achsig oder mittels 5-Seitenbearbeitung.

Ein wesentliches Element in dieser hochqualifizierten Fertigungslandschaft sind hocheffiziente Werkzeuge und deren Bereitstellung. Bis 2007 gab es keine zentrale Werkzeugverwaltung und Bereitstellung. Jeder hatte sein individuelles Lager von voreingestellten Werkzeugen an der Werkbank. Heute gibt es einen zentralen Werkzeugausgabeautomaten und größere Werkzeugmagazine an den Maschinen. Das Schrumpfen neuer Werkzeuge in die Werkzeugaufnahmen und Auswechseln im Werkzeugmagazin erfolgt je nach Verschleiß durch die Facharbeiter. Die Fertigung ist zweischichtig, teilweise auch noch erweitert. Jeder Facharbeiter hat ‚rund um die Uhr’ jederzeit Zugang zu den Standardwerkzeugen oder Vorrichtungen. Die Vorteile sind umfassend: Stabilere Prozesse, geringerer Logistik- und Lageraufwand, geringerer Lagerbestand, flexibler, Kosteneinsparungen für die notwendigen Betriebsmittel.

Der entscheidende Impuls zur richtigen Zeit

Parallel zur Umstellung der Werkzeuglogistik machten sich die Verantwortlichen im Bereich Produktion Mechanik mit den beiden Zerspanungsabteilungen in Ulm und Friedrichshafen auch Gedanken, wie bei der Volumenzerspanung tiefer Kavitäten die Präzision und das Spanvolumen pro Zeiteinheit erhöht werden könnten. Man hatte deswegen ältere Fräsmaschinen durch neue Hermle Bearbeitungszentren aus der C-Baureihe ersetzt: je ein C20V, C20U, C30V, C40U, C30UP. Dazu noch eine Hermle C20U und eine C30UP am Standort Friedrichshafen. Eine Schwachstelle lag jedoch im Bereich der Werkzeuge selbst. Bedingt durch die Bearbeitungstiefe wurden in die vorhandenen Futter – Hydrodehnfutter, Spannzangen, Schrumpffutter der ersten Generation – lang auskragende Werkzeuge eingespannt. Diese hatten jedoch mehrere Nachteile: Die Rundlaufeigenschaften und damit die Maßhaltigkeit in Verbindung mit Werkzeugauslenkungen waren nicht optimal. Eine Fülle unterschiedlicher Spannmittel musste organisiert werden. Beim Schrumpfen auf einer veralteten Horizontalschrumpfmaschine war die Wiederholgenauigkeit eine Schwachstelle und führte andererseits zusätzlich immer wieder zu ‚überhitzten Fingerkuppen’.

Den entscheidenden Impuls setzte der Gebietsverkaufsleiter von Hahn&Kolb Alexander Miehle. Hahn&Kolb ist in Ulm Standardlieferant für Betriebseinrichtungen und Betriebsmittel, für Spannmittel, Standardwerkzeuge, Messmittel und Prüfmittel. Er hatte gesehen, dass mit den Hermle-Bearbeitungszentren in eine neue Dimension von Leistung und Präzision investiert worden ist. Dazu passte die alte Werkzeugstrategie mit ihren diversen Schnittstellen nun gar nicht mehr. Er wusste auch von den Problemen mit dem alten Schrumpfgerät und brachte die neue Schrumpftechnik und die hochpräzisen Schrumpffutter von Diebold aus Jungingen ins Spiel. Auf der EMO und der AMB informierte man sich und Diebold wurde zum einsamen Favoriten. Das entscheidende Gespräch führte Diebolds Verkaufsleiter Richard Röss, der in einmaliger Weise durch seine Materialkunde und das Tiefenwissen über Zerspanung und Schrumpftechnik auch den letzten Zweifler überzeugen konnte.

Die Entscheidung war gefallen: Man rüstete auf die schlanken Spannsysteme von Diebold um, verschiedene Längen in allen notwendigen Durchmessern, dazu das hochmoderne Thermogrip Schrumpfgerät. Alle Maschinen wurden mit hochpräzisen HSK 63A Aufnahmen ausgerüstet. Auch zwei ältere Maschinen wurden mit neuen genaueren SK 40 Aufnahmen von Diebold bestückt. Alles aus einer Hand.

Mehr Vorteile als man erwartet hatte

Inzwischen wurde Diebold in diesem hochanspruchsvollen Fertigungsbereich der EADS DS zum Qualitätsbegriff. Alles, was früher Probleme bereitet hatte, war eliminiert. Geschrumpft wurde jetzt vertikal statt horizontal. Schrumpfen war jetzt prozesssicher, reproduzierbar genau aufs Maß durch Vorpositionierung mittels einstellbarem Stift. Eine patentierte Scheibe begrenzte den Wärmeeintrag aufs nötigste und machte so Ein- wie Ausschrumpfen auch kleiner Durchmesser zum Kinderspiel, zumal der Wärmeeintrag in der entscheidenden Zone sehr schnell erfolgt, sodass sich das Werkzeug beim Ausschrumpfen meist gar nicht erwärmt und so die gewünschte Temperaturdifferenz zwischen Werkzeug und Aufnahme mit ihrem jeweiligen Ausdehnungskoeffizienten voll zum Tragen kommt. HSS- und HM-Schäfte können nun im Durchmesserbereich von 3 mm bis 20 mm problemlos ein- und ausgeschrumpft werden. Die bisherigen Probleme beim Ausschrumpfen abgebrochener Werkzeuge gab es nicht mehr. Die Einzugsschräge in der Aufnahme erleichterte das Einfädeln des Werkzeuges. Der geringe Wärmeeintrag ins Schrumpffutter, dessen Präzision und seine spezielle Legierung ermöglichen nahezu unbegrenzte Nutzungsdauer mit unbegrenzter Anzahl von Schrumpfzyklen. Durch die Präzision des Innendurchmessers in Verbindung mit qualitativ hochwertigen Werkzeugen mit ebenfalls präzisen Schaftdurchmessern ergeben sich einerseits hohe Haltemomente und ein präziser Rundlauf. Der präzise Rundlauf sorgt bei hohen Drehzahlen für ruhigen Schnitt, beste Oberflächen und lange Werkzeugstandzeit. Die schlanken und teilweise langen Aufnahmen sorgen für Stabilität und geringste Werkzeugauslenkung. Mit ihrem schlanken Profil und kleinstmöglichen Schaftdurchmessern minimieren sie Störkanten bei der Bearbeitung präziser Oberflächen in großer Werkstücktiefe. Die Stabilität des Gesamtsystems ermöglicht hohes Zeit-Span-Volumen.

Und damit die Präzision durch andere Faktoren nicht negativ beeinflusst wird, nutzt man in Ulm auch hochpräzise Messtechnik von Diebold. Mit ihr werden sowohl die Kegel der HSK 63-Aufnahmen, die Werkzeugaufnahmen als auch die Maschinenspindeln aufs Tausendstel überprüft. Alle Beteiligten sind sich einig: Die Entscheidung für die Schrumpftechnik von Diebold hat viele wichtige Vorteile gebracht – im Nachhinein sogar mehr, als man nach dem überzeugenden Vortrag des Diebold-Verkaufsleiters Richard Röss erwartet hatte.W

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