Dynamischer Riese

Die CNC-Portalfräsmaschine FZ 37 der F. Zimmermann GmbH ist von den Dimensionen her etwas kleiner als die FZ 40, aber die extreme Steifigkeit bei gleichzeitig hoher Dynamik hat die ¿Neue¿ aus Denkendorf von der größeren Schwester übernommen, was sie zu

In Uhingen steht seit Kurzem eine FZ 37 aus Denkendorfer Fertigung. Sie ist die jüngste Investition der Beuttenmüller GmbH, einem bemerkenswerten Modell- und Formenbauunternehmen, das den Schritt zum Systempartner für die Automobilindustrie längst erfolgreich vollzogen hat.
 Schon seit einigen Jahren ergänzt Beuttenmüller den Firmnennamen mit dem Zusatz Design + Engineering Center. Damit wird nach außen dokumentiert, dass Beuttenmüller die ganze Prozesskette abdeckt: Von der Konstruktion, Designmodellen, Prototypen, Datenkontrollmodellen, Prüfcubings, Funktionscubings bis hin zum fertigen Produktionswerkzeug gehört alles zum Angebotsspektrum. Bei den Werkzeugen handelt es sich vorwiegend um Pressformen für Kunststoffteile, allerdings
um solche der größeren Art: Isolierungen, Schalldämmmatten oder Dachhimmel wären nur einige der zahlreichen Beispiele aus Uhinger Produktion. Hier deutet sich schon an, dass das Unternehmen auf leistungsfähige und vor allem große Maschinen auch in seinem Werkzeugbau angewiesen ist, nicht nur im Prototypenbau, wo es um große Prototypteile (hohe Zerspanvolumina) geht.
 Die Beuttenmüller GmbH arbeitet nahezu zu 100% für die Automobilindustrie; teils direkt, teils über deren Zulieferer. Wer das Glück hat, nähere Einblicke in das Unternehmen nehmen zu dürfen, dem offenbart sich die große Vielfalt an Projekten, die von den fast 100 Mitarbeitern bewältigt werden muss. In drei klimatisierten Styling-Studios und den drei abgetrennten Cubingräumen, zeigen sich auf den ebenerdigen Messplatten die automobilen Träume der nahen Zukunft. Interieurmodelle und Prototypen unterschiedlichster Art sind dabei ebenso das Geschäft von Beuttenmüller, wie Prüfcubings mit denen der Sollzustand einer kompletten Karosse dargestellt und Einbauteile kontrolliert werden. Nebenbei sei erwähnt, dass wir bei unserem Besuch nicht alles zu sehen bekamen – Geheimhaltung gehört zum Grundkapital eines Unternehmens wie Beuttenmüller. Auch der Fotoapparat musste draußen bleiben.
 Das Unternehmen ist für seine Kunden für die ganze Prozesskette verantwortlich, was sich auch in den intern vorhandenen, umfassenden Konstruktions- und Fertigungsmöglichkeiten widerspiegelt. Dennoch nutzt auch Beuttenmüller externe Kapazitäten: Lasersinterteile oder Stereolithografiemodelle werden beispielsweise an Dritte vergeben. In Uhingen ist die eigene Fertigung eher auf die großen Teile ausgerichtet.
 Im Januar dieses Jahres kam mit der neuen FZ 37 bereits die dritte große CNC-Portalfräsmaschine ins Haus. Den Anfang machte vor Jahren eine Hochgeschwindigkeitsportalfräsmaschine von Waldrich. Noch immer ist sie das Kernstück der klimatisierten CNC-Fräserei bei Beuttenmüller. Ihr Arbeitsraum lässt es zu, Großwerkzeuge oder gar ganze Automobilkarossen zu bearbeiten. Es gibt hier zu Lande nicht viele Unternehmen á la Beuttenmüller, die eine 5-Achs-Fräsbearbeitung „am Stück“ auf einer Länge bis 6 Meter anbieten können.
Aber wie das so ist, irgendwann stößt jede Maschine an ihre Kapazitätsgrenzen, vor allem dann, wenn das Unternehmen so rasant wächst, wie das in Uhingen. Vor etwa zwei Jahren sollte dann eine weitere Portalfräsmaschine angeschafft werden. Dipl.-Ing. Gunter Beuttenmüller, der zusammen mit seinem Bruder Martin Beuttenmüller das Unternehmen führt, erinnert sich: „Wir brauchten eine weitere CNC-Portalfräsmaschine, allerdings sollte diese nicht mehr ganz so groß ausfallen. Unsere Forderung war damals, dass wir die größten Einzelteile fertigen konnten, also beispielsweise PKW-Seitenwände im Karosseriemodellbau oder etwa die großen Werkzeuge.“ Maschine der Wahl war zu der Zeit eine FZ 35 von Zimmermann.
 Und auch diese Maschine sollte nicht lange auf Kapazitätsentlastung warten müssen: Jetzt steht die neue FZ 37 in Uhingen. Zwei Ursachen waren für diese neuerliche Investition ausschlaggebend: Zum einen ging es auch hier um Kapazitätsentlastung und zum anderen stand eine Ersatzbeschaffung zum Thema Fräsen an. Eine etwas betagte BoKö VH4 konnte sowohl von der Leistung, als auch von der erreichbaren Oberflächenqualität die Ø
˜ Ansprüche der Uhinger immer weniger erfüllen. Sie machte letztlich der FZ 37 Platz. Das gegenüber der FZ 35 stabilere Maschinenkonzept mit oben fahrendem Portal gefiel den Uhingern. Gunter Beuttenmüller: „Wir wollten eine stabile Maschine, mit der man mit gutem Ergebnis Aluminium bearbeiten, auch schruppen, kann, und gleichzeitig wollten wir auch unsere Stahlgroßwerkzeuge bearbeiten können. Zwar ist das Gros der von uns hergestellten Presswerkzeuge aus Aluminium, aber ein gewisser Anteil eben auch aus Stahl.“
 Nun stand die Maschine zum Zeitpunkt unseres Besuches erst weni-ge Wochen, aber die Aussage von Andreas Renninger, Leiter NC-Fertigung bei Beuttenmüller ist eindeutig: „Wir haben bislang noch nicht allzu viel in Sachen Stahl gemacht, aber das was wir gemacht haben, hat uns positiv überrascht. Und mit dem, was die Maschine beim Schruppen von Aluminium gezeigt hat, sind wir ebenfalls äußerst zufrieden.“
 In Uhingen kommt die ganze Werkstoffvielfalt auf die Maschinen, die ein Modellbauer zu bieten hat. So wird auch die FZ 37 beispielsweise Ureol oder Schaumstoffe bearbeiten müssen. Alle Maschinen müssen bei Beuttenmüller diesbezüglich Allrounder sein. Dazu Andreas Renninger: „Dass wir uns mit einer Maschine auf die Bearbeitung eines bestimmten Werkstoffes beschränken, das lässt sich im Alltag nicht steuern. Die FZ 35 ist beispielsweise für Stahl weniger geeignet, und doch nutzen wir sie auch hierfür.“ Gunter Beuttenmüller ergänzt: „Wir haben aufgrund der großen Teilegeometrien vorwiegend Langläufer und wir werden nie einen Prozess unterbrechen, nur weil gerade diese Maschine vielleicht für einen eiligen Auftrag geeigneter wäre. Wir arbeiten unter kritischen Zeitvorgaben, was wiederum äußerste Flexibilität erfordert. Auch deshalb brauchen wir vielseitige Maschinen wie die FZ 37.“
 Sehen wir uns die Maschine etwas näher an. Die neue FZ 37 wurde konsequent auf höchste Steifigkeit bei maximaler Dynamik entwickelt. Sie reiht sich technisch zwischen den beiden im letzten Jahr in den Markt eingeführten Maschinen FZ 35 und FZ 40 ein. Als obenfahrendes Gantry mit geschweißten Seitenwänden verfährt nur der Querbalken und der Z-Schlitten. Dies vermindert die bewegten Massen und erhöht die Dynamik. Das Maschinenbett ist in Grauguss ausgeführt, Portalseitenwände, Portal und Z-Schlitten in geschweißter Stahlbauweise. Die Führungen, Antriebs- sowie Mess-systeme der Y- und Z-Achse sind zum Schutz gegen Verschmutzung mit feinstaubdichten Faltenbälgen abgedeckt. Die X-Achse ist mit Aluminium-Lamellenabdeckungen ausgerüstet. Alle Achsen sind mit „Simodrive“-Antrieben ausgestattet. Die Kraftübertragung erfolgt durch Kugelgewindetriebe. An den Y- und Z-Achsen werden jeweils die Kugelrollspindeln angetrieben, an der X-Achse beidseitig jeweils die Muttern. Über die Gantry-Funktion wird der Gleichlauf der beiden X-Achsantriebe gewährleistet. Die drei Linearachsen verfügen über direkte Längenmesssysteme. Zimmermann bietet seine Maschinen mit verschiedenen Verfahrwegen, quasi aus dem Baukasten an; in Uhingen beträgt der Arbeitsraum der FZ 37
X=5000mm, Y=2500mm, Z=1250mm. Damit liegt sie in punkto Verfahrwege ziemlich genau zwischen der FZ 35 und der Waldrich-Anlage.
 Wie bei allen Maschinentypen von Zimmermann gibt es herstellerseitig keine Fixierung auf einen Steuerungshersteller. Die FZ 37 bei Beuttenmüller ist mit einer Fidia-5-Achsensteuerung C20 ausgestattet. Wie schon bei der FZ 35 wird auch hier der Fräskopf AC3 verwendet. Die spielfreien Schneckengetriebe verhelfen dem AC3 zu hohen Positioniergenauigkeiten bei gleichzeitig hohen Haltekräften in den Rotationsachsen. Dadurch eignet sich der Kopf besonders für die 5-Achs-Simultanbearbeitung.
 Mit nunmehr drei Portalmaschinen, allesamt „dynamische Riesen“, ist die Beutten-müller GmbH derzeit gut gerüstet. Kapazitäts-engpässe sollten nun der Vergangenheit an- gehören. Zumal es mit einer BoKö WF3/12K und einer Huron SXD 733 noch zwei weitere große Fräsbearbeitungszentren gibt, von den beiden Hermle C 800V einmal ganz abgesehen.
 Die Kapazitäten teilen sich zu etwa zwei Drittel auf den Bereich Modellbau und zu einem Drittel auf den Formen- bzw. Werkzeugbau auf. Teilweise werden die Maschinen mann- los betrieben, um Kapazitätsspitzen abzufangen. Insbesondere bei den großen Werkzeugen kommt dies immer wieder vor. Renninger: „Hier sind Bearbeitungszeiten von mehreren Stunden fast die Regel. Weshalb sollte man solche Aufträge nicht in einer dritten Schicht oder am Wochenende abwickeln?“               fjg