Getestet und sofort bestellt

Für das Zeit- und damit Kosten bestimmende Schruppen einer 230 x 250 x 60 mm großen Tasche in ein Spritzgießwerkzeug suchte die Firma Pfefferkorn aus Simmern im Hunsrück einen wirt­schaftlicheren Weg. Bereits nach einem eintägigen Testlauf fiel die Entscheidung auf die neuen Hochvorschubfräser von Horn. Im nachfolgenden Beitrag wird beschrieben, mit welcher Strategie und welchen Schnittdaten das prozesssicher Fräsen realisiert werden konnte.

Weltweit bekannt wurde die Firma Pfefferkorn & Co GmbH bereits in den 60er-Jahren mit der Entwicklung eines Kunststoff-Sektstopfens. Dieser technisch sehr anspruchsvolle Verschluss garantiert beim Öffnen der Flasche das vom Naturkorken her bekannte ‚Plop‘. Ausgangspunkt dieser und weiterer bahnbrechender Entwicklungen war das 1953 von dem Feinmechanikermeister Hans Pfefferkorn in Frankfurt am Main gegründete Unternehmen zur Herstellung von technischen Teilen aus Thermoplasten. 1971 erforderte die erfolgreiche Unternehmensentwicklung eine deutliche Vergrößerung der Produktionsfläche und damit einhergehend einen Umzug nach Simmern im Hunsrück.

Heute beschäftigt der in der dritten Generation geführte Familienbetrieb etwa 47 Mitarbeiter. Seine Stärken sind der Werkzeugbau und die Spritzerei mit derzeit 36 Spritzgießmaschinen. Die Ein- oder Zweikomponenten-Spritzgussteile und die umspritzten Kunststoff-Metall-Verbindungen sind weltweit bei namhaften Herstellern unter anderem in der Lebensmittelindustrie, im Bausektor und in der Medizintechnik vertreten.

Kurze Durchlaufzeiten sind entscheidend

In diesen Anwendungsbereichen werden nicht nur Produkte für die eigene Produktion entwickelt, überarbeitet, repariert und gewartet, sondern auch Spritzgießwerkzeuge externer Spritzgießer. Zu einer der Kernkompetenzen zählt deshalb das Herstellen von Heißkanalwerkzeugen mit Nadelverschlusssystemen für Material und Kosten sparende Werkzeuge mit mehreren Kavitäten. Im Werkzeugbau und der zugehörigen Konstruktion arbeiten zwölf Mitarbeiter unter der Leitung von Axel Michel. Ihnen stehen hochmoderne Maschinen zum Schleifen, Drehen, Fräsen und Erodieren sowie ein CAD/CAM-System für die Konstruktion, Simulation und Visualisierung beispielsweise von Prototypen zur Verfügung. Ob konkretes Design oder vage Vorstellungen, Firma Pfefferkorn berät und betreut ihre Kunden während der gesamten Entwicklungs- und Entstehungsphase. Da neben den eigenen Produkten auch die Lohnarbeit unter erheblichem Zeitdruck steht, sind neben der hohen Produktqualität vor allem kurze Durchlaufzeiten ein entscheidendes Kriterium im weltweiten Wettbewerb.

Speziell bei diffizilen Dreharbeiten werden seit vielen Jahren Horn-Werkzeuge der Reihen Mini und Supermini und in jüngster Zeit auch Fräser verschiedener Baureihen eingesetzt. Dank ihrer äußerst zufrieden stellenden Leistungen war es nahe liegend, dass Axel Michel vor der Bearbeitung eines Spritzgießwerkzeuges für eine Brillenschale auch die Vorschläge von Thomas Massinger, Technische Beratung und Verkauf Firma Horn, mit ins Kalkül zog. Dieser empfahl für das Zeit- und damit Kostenbestimmende Schruppen einer 230 x 250 x 60 mm großen Tasche in Werkstoff 1.2312 die neuen Hochvorschubfräser DAH. Sie sind in der besonders verschleißfesten Hartmetallsorte SA4B zum Plan-, Taschen- und Zirkularfräsen von Stahl, Gusswerkstoffen und Aluminium lieferbar und erweitern mit Schneidkreisdurchmessern von 20, 25, 32 und 40 mm das Horn-Produktspektrum in Richtung größerer Durchmesser und höherer Vorschübe bei niedrigen Schnitttiefen. Ihre TIN-beschichteten Halter mit innerer Kühlmittelzufuhr stehen als Schaftfräser mit Weldonaufnahmen und als Schraubkopffräser mit der bereits im Horn-System DA bewährten Halterausführung MD zur Verfügung.

Axel Michel und sein Team waren von dem Werkzeugkonzept mit der dreischneidigen Wendeschneidplatte beeindruckt. Besonders die Schnitttiefe bis 1,2 mm und die Vorschübe bis 3 mm/Zahn kamen ihren Vorstellungen entgegen, und so wurde ein Werkzeug für verschiedene Tests angefordert. Schon nach einem Tag Einsatzzeit folgte die Bestellung. „Schnittleistung, Standzeit und Laufruhe beim Schruppen haben uns voll überzeugt“, begründete Axel Michel seine schnelle Entscheidung.

Zum Ausfräsen der Tasche wurde ein Fräser mit 32 mm Durchmesser und vier Schneidplatten gewählt. Die gewählte Strategie sah vor, die Tasche auf einem Fehlmann-Bearbeitungszentrum Picomax 95 mit Werkzeugaufnahme HSK A63 bis auf eine Tiefe von 5 mm trocken und danach zur Erhöhung der Standzeit nass zu schruppen. Abschließend sollte ein weiterer Schaftfräser die endgültige Tiefenkontur ausarbeiten. Der Leiter Werkzeugbau erläutert seine Maschinenwahl: „Die Picomax 95 ist das einzige BAZ in meinem aus verschiedenen Fabrikaten bestehenden Maschinenpark, das robust genug ist, um den mit dem Horn-Werkzeug möglichen Spanabtrag prozesssicher zu realisieren.“

Diese Leistung und Zuverlässigkeit gewährleisten unter anderem die Schneidplatten mit den drei Schneiden. Die axial wirkenden Platten leiten die Kräfte in Achsrichtung weiter und reduzieren dadurch die Spindelbelastung. Ermöglicht werden der weiche Schnitt, die gleichmäßige Aufteilung der Spankräfte und das problemlose und schnelle Eintauchen durch den großen Radius an der Hauptschneide, einen kleinen Schneidenradius an der Innenseite sowie einen Primär- und Sekundärfreiwinkel.

Trocken- und Nassbearbeitung in einem Durchgang

Zum Schruppen der Tasche wurde ein Vorschub fz = 1,2 mm/Zahn, eine Schnittgeschwindigkeit vc = 250 m/min und eine Schnitttiefe ap = 0,7 mm gewählt. Maschinenführer Christian Külzer entschied sich beim Programmieren für den Taschenfräszyklus mit der Eintauchbewegung im Taschenmittelpunkt, da bei diesem Bewegungsablauf das Werkzeug immer im Eingriff ist. Die Tasche wird bis zu einer Tiefe von 44 mm mit einem Schlichtaufmaß von 0,3 bis 0,5 mm in 22,2 Minuten – ein Wettbewerbsfabrikat benötigte zuvor die 3-fache Zeit – ausgekoffert. Für die weitere Bearbeitung bis etwa 68 mm Tiefe kommt wegen der anfallenden Konturfräsarbeiten ein anderer Schaftfräser zum Einsatz. Trotz der hohen Temperaturunterschiede beim Trocken- und Nassfräsen erwies sich das Horn-Substrat als sehr widerstandsfähig, die thermischen Spannungen konnten dem Werkzeug nichts anhaben.

Als wichtiges Ziel wurde das wirtschaftliche und prozesssichere Schruppen der Tasche angestrebt. Galt es doch, den Kunden bei diesem Lohnauftrag ein weiteres Mal von der Leistungsfähigkeit des Unternehmens zu überzeugen. Dieses Ziel wurde mit einem Zeitspanvolumen von 114 cm³/min mit dem Horn-Fräser erreicht. Neben seiner Leistungsfähigkeit war die Firma Pfefferkorn von der kurzen Reaktionszeit der Firma Horn und ihres Außendienstes beeindruckt. „Thomas Massinger steht kurzfristig bereit und wir müssen nicht tagelang auf einen Anwendungstechniker warten“, resümiert Axel Michel und sein Blick in die Zukunft bestätigt diese Bewertung. „Derzeit sind Hochvorschubfräser mit 20, 25 und 32 mm im Einsatz. Da sich alle Fräser mit der gleichen Wendeschneidplatte bestücken lassen, reduzieren sich auch unsere Werkzeugkosten. Bei den zunehmenden Anforderungen an das Hochvorschubfräsen – als Lohnfertiger müssen wir uns da immer an der Spitze der Anbieterpyramide bewegen – werden wir deshalb diese Technologie weiter ausbauen und dabei verstärkt auf die Unterstützung der Firma Horn setzen.“W

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