Umgedacht – Gewinn gemacht

„Sie können Ihre Prozesszeiten halbieren. Mindestens. Wir zeigen Ihnen, wie‘s geht.“ Bei der mittelständischen RfK Formenbau GmbH im fränkischen Treuchtlingen reagierte man zunächst sehr skeptisch, als die Anwendungstechniker von Hitachi Tool Engineering Europe (HTE) mit diesem Anspruch das Programm „Production 50” vorstellten. Schließlich ist RfK auf dem neuesten Stand der Technik. Aber dann stimmte man doch einem Versuch zu, der die Produktionsmethoden förmlich auf den Kopf stellte. Das erstaunliche Ergebnis: Die Prozessdauer sank von 30 auf knapp 7,5 Stunden. Das Konzept: Fräsen statt Erodieren – wo immer möglich.

Deutsche Formenbauer wie RfK sehen sich einem heftigen internationalen Wettbewerb ausgesetzt, angeheizt nicht zuletzt durch die Rationalisierungszwänge im wichtigen Automobilsektor. Dabei stehen ihnen ihr Wissen und Können bisweilen im Wege. Dazu Angelo Sickau, Kundenberater Anwendungstechnik von HTE: „Hierzulande werden Hochgeschwindigkeits-Fräsmaschinen oder Bearbeitungszentren noch immer in erheblichem Umfang zur Fertigung von Elektroden eingesetzt. Das ist andernorts eher selten der Fall, denn es mangelt an Fachleuten, die das zeitraubende und diffizile Erodieren perfekt beherrschen. Notgedrungen setzt man dort mit der HSC-Technik direkt beim gehärtetem Stahl an, beschränkt das Erodieren auf die Nachbearbeitung und spart damit jede Menge Zeit und Kosten.“ Versuchsobjekte waren zwei Formeinsätze für das Spritzgießen von Platinen- und Steckerhalterungen, wie sie in der Elektronikindustrie Verwendung finden. Solche Einsätze werden in Treuchtligen traditionell durch Vorbearbeitung und anschließendes Erodieren von ungehärteten Rohblöcken gefertigt. HTE-Anwendungstechniker sahen hier Ansatzpunkte für eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis. Bei einem Treffen wurden Voraussetzungen wie Maschinen, Aufnahme und Spannung sowie die gemeinsamen Ziele geklärt, wobei das Kostensenkungsziel allein nicht ausschlaggebend war. Maßhaltigkeit und Oberflächengüte der Werkstücke mussten stimmen, die Prozesssicherheit gewährleistet sein. Eine Qualitätsminderung wollte man keinesfalls in Kauf nehmen. RfK verfügt über eine Digma 300 HSC, mit der sich Stähle bis zu einer Härte von 62 HRC bearbeiten lassen. Hohe Drehzahlen – bis knapp über 40.000 U/min – und das induktive Einschrumpfen der Werkzeuge gestatten eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und eine hervorragende Oberflächengüte. Fräsen ab 0,2 mm Durchmesser ist problemlos möglich. HTE steuerte die geeigneten Präzisionswerkzeuge bei. Die Werkzeugsparte des japanischen Technologie-Multis Hitachi konnte aus einem umfassenden Sortiment an Voll-Hartmetallfräsern schöpfen, die entweder mit Titan-Aluminiumnitrid oder mit Nato-Partikeln beschichtet und somit extrem widerstandsfähig sind. Mit Werkzeugstärken, die bei 0,03 mm beginnen – das entspricht knapp der Dicke eines menschlichen Haares – lassen sich selbst feinste Details aus gehärtetem Stahl herausarbeiten. Vor Ort erarbeitete HTE mit RfK die Bearbeitungsstrategie, Werkzeuge, Zustellungen und Schnittparameter wurden gemeinsam festgelegt und die Fräsprogramme per MasterCam vorbereitet. Die CAD/CAM-Unterstützung ist übrigens eine Spezialität der HTE Anwendungstechnik. Danach konnte es losgehen. Insgesamt wurden neun verschiedene Werkzeuge eingesetzt. Als Ausgangsmaterial dienten zwei Rohblöcke aus X45NiCrMo4 (Werkstoff-Nr. 1.2767) mit einer Härte HRC=53. Eine Besonderheit waren die an verschiedenen Stellen anzubringenden Gravuren. RfK hatte sie bisher mit Sticheln aus eigener Produktion erzeugt. Die Standzeit dieser Stichel war gering – nach jedem einzelnen Buchstaben mussten sie wegen Gratbildung nachgeschliffen werden. HTE schlug vor, die insgesamt 112 Buchstaben der zwei Formeinsätze mit einem Werkzeug des Typs EPDR (Durchmesser 0,4 mm) zu gravieren. Ergebnis: Das Werkzeug war danach noch perfekt verwendungsfähig. Ähnliches traf auf alle übrigen Werkzeuge zu. Die gesamte Fräszeit betrug vier Stunden und zehn Minuten. Dabei wurden Oberflächengüten im µ-Bereich erzielt; das Fräsbild ließ sich mit Leinwand (Körnung 400) bei leichten Druck entfernen und war nicht mehr spürbar. Jetzt verblieb nur noch eine vergleichsweise unbedeutende Restbearbeitung durch Erodieren. Dazu mussten lediglich drei kleine Elektroden für Zapfen, Ecken und Verschluss hergestellt werden. Dies dauerte zwei Stunden, das Erodieren selbst eine Stunde. Summa summarum ergab sich eine Prozesszeit von 7,5 Stunden. Bei RfK ist man begeistert. Thomas Kramer, stellvertrender Geschäftsführer: „Dank ‚Production 50’ und der effizienten Zusammenarbeit mit Hitachi Tool konnten wir die ursprüngliche Prozessdauer von 30 Stunden um weit über 20 Stunden verkürzen. Natürlich haben HTE-Fräser ihren Preis – sie sind teurer als die bisher eingesetzten Standardwerkzeuge, halten dafür aber wesentlich länger. Die entscheidende Tatsache ist jedoch: Eine HSC-Maschinenstunde kostet zwischen 50 und 75 Euro. Mit dem neuen Prozess sparen wir pro Formeinsatz weit über 1.000 Euro. Dadurch haben sich die höheren Werkzeugkosten bereits nach dem ersten Werkstück bezahlt gemacht. Wir werden unseren Betrieb jetzt nach weiterem Einsparpotenzial dieser Art durchforsten und – wo immer möglich – fräsen statt erodieren.“

www.production50.com

www.hitachitool-eu.com

www.rfk-formenbau.de