MoldShop next generation

von Harald Klieber Makino hat mit Zwicker Systems und Erowa einen mustergültigen MoldShop in deren Formenbau-Zentrum in Kirchheim/Teck installiert. Hausherr Martin Gosch empfiehlt als Zielkoordinaten für den günstigen Linearroboter neben Magazinen, Messplätzen bis Waschanlagen unter anderem deren brandneue Duo-Drahterodiermaschinen oder das neue 5-Achs-Bearbeitungszentrum D500.

Ein Jahr ist es her, dass Makino deren ‚MoldShop of the Future’ ins Leben gerufen hat. „Wir wollten nicht nur Maschinen verkaufen, sondern kombinierte Technologien – und zudem Erfahrungen sammeln“, skizziert Werkzeug- und Formenbau-Experte Martin Gosch die ursprünglichen Beweggründe von Makino. Seit 2007 hätte man gerade im künftigen Formenbau-Zentrum von Makino, in Kirchheim/Teck, eine große Menge an Erfahrung im Umfeld MoldShop gesammelt. „Im Hauptfokus von Optimierungen stehen meist nur Software und Prozesse. Unserer Erfahrung nach ist aber die Maschine entscheidend – vor allem für die Qualität und die Reproduzierbarkeit“, erklärt Martin Gosch. „Heute beraten wir und verkaufen auch Ideen, wie Werkzeug- und Formenbauer ihre Potenziale aufdecken und ihre Prozesse verändern müssen.“ Wie ein idealer Formenbau letztlich aussehen kann, demonstriert Makino derzeit mit deren neuer, vollautomatisierter Zelle, die in Kirchheim zusammen mit den Partnern Zwicker Systems und Erowa kreiert wurde. „Mit diesem realen System lässt sich einfach vieles leichter erklären. Kernelemente unserer kompletten MoldShop-Zelle sind neben dem verknüpfenden Erowa-Linearroboter, mehreren Magazinen und einem Messplatz die natürlich nach Bedarf austausch- und erweiterbaren Draht- und Senk-Erodiermaschinen W32FB und EDNC43T sowie die Bearbeitungszentren V33i zum Hartfräsen und E33 für die Graphitbearbeitung.“ Integrierbar wären auch noch eine Schleif- oder Waschmaschine sowie Voreinstellgeräte. „Im Werkzeug- und Formenbau automatisieren bedeutet aber mehr als nur einfach einen Roboter zwischen Werkzeugmaschinen stellen.“ Grundsätzlich sind nach Erfahrung von Martin Gosch erst einmal die internen Prozesse zu analysieren und später zu verändern. Dazu zählen Programmierung, Materialfluss, Organisation und Planung. „Wir können eine Maschine 8.760 Stunden pro Jahr nutzen. Das heißt: Es lohnt sich in der Regel nur, eine Maschine zu automatisieren, die bereits annähernd solche Maschinen-Laufzeiten aufweist – wer nur 2.000 Stunden auf den Zähler bringt, sollte zunächst die mögliche verfügbare Kapazität ausnutzen“, erklärt Martin Gosch. Technologisch auf größtes Interesse stießen allerdings im Jahr 2007 noch andere Maschinen und Themen, wie etwa das vertikale Bearbeitungszentrum V33i und das horizontale Bearbeitungszentrum a92. „Speziell die a92, eine Hochgeschwindigkeitsmaschine für die Schwerzerspanung, erwies sich im Bereich der Bau- und Landmaschinen sowie der Automobil- und Luftfahrtindustrie als erfolgreich“, erklärt President und CEO Anders Ingemarsson. Die V33i zeigte aufgrund ihrer einzigartigen Genauigkeit und der Fähigkeit, auch härteste Werkstoffe von bis zu 75 HRC direkt zu fräsen, herausragende Leistungen im Schnittwerkzeugbau und der Medizintechnik sowie in der Mikrozerspanung. „Den Fokus im Formenbau werden wir auf hochgenaue vertikale und horizontale Bearbeitungsprozesse inklusive Automation legen“, so Anders Ingemarsson. Auf den diesjährigen Herbstmessen wird Makino die neuesten Modelle seines Produktportfolios präsentieren. Dazu zählen die MAG1, ein 5-achsiges horizontales Bearbeitungszentrum, speziell entworfen für bis zu 1.500 mm große Flugzeugbauteile aus Aluminium; die MAG7, eine Maschine zur Fertigung von bis zu 7 m langen Strukturbauteilen in der Luftfahrt; die MAGT, ein horizontales Bearbeitungszentrum für bis zu 4 m große Titanteile sowie eben die Duo 43 & 64 und die D500. In punkto Duo 43 und 64 spricht CEO Anders Ingemarsson sogar von „neuen Maßstäben in der Erodiertechnik“. Die neuesten Erodiermaschinen aus dem Hause Makino, die auf den Herbstmessen vorgestellt werden, wurden mit klarem Blick auf die Kundenanforderungen entworfen. Dieser neue Maschinentyp kombiniert nach Angaben von Martin Gosch maximale Werkstückabmessungen mit minimalem Platzbedarf. Er verspricht allerhöchste Leistungen sowohl in der 43er- als auch in der 64er-Version. Der Name Duo soll für sich sprechen und bedeutet Dual Use Operation. Die neuen Maschinen bieten eine ganze Reihe doppelter Ausstattungsmerkmale, die entscheidende Vorteile bringen wie erhöhte Genauigkeit bei der Eckenrundung und in der Geradheit, höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten oder längere Lebensdauer der Energiequellen. Besondere Verbesserungen der Drahtspannung steigern die Leistung der Duo 43 & 64 bei der Eckenrundung und der Geradheit und erhöhen die Bearbeitungsgeschwindigkeit. Die abermals erhöhte Bearbeitungsgenauigkeit wurde durch eine optimierte Geometrie von Makinos neuem Drahtlaufsystem erreicht. Weiterentwicklungen der bestehenden Eckenrundungs- und GS-Cut haben zu bedeutenden Verbesserungen in punkto Geradheit und Bearbeitung von Eckenradien geführt. Dies dürfte nach Einschätzung von Martin Gosch vor allem für Hersteller von Stanzwerkzeugen und Kunststoffformen interessant sein. Die Duo 43 & 64 sind mit einer neuen Technologie für die Bearbeitung in zwei Schnitten (Duo Tec) ausgerüstet. Dadurch wird die Schnittgeschwindigkeit im Vergleich zur gegenwärtigen Technologie um bis zu 50 % gesteigert – und dies ohne Einbußen in der Genauigkeit. Die Geschwindigkeit bei der Ein-Schnittbearbeitung wurde ebenfalls gesteigert durch die neu entwickelte Topas Plus H.E.A.T.-Technologie. Ein weiteres Schlüsselmerkmal ist die Langlebigkeit ihrer Energiequellen. Der neue Duo-Funkengenerator hat die Lebensdauer seiner Stromzuführungsplatten in etwa verdoppelt, so dass die Maschine beispielsweise drei Nächte lang im mannlosen Betrieb durcharbeiten kann. Das neue Drahtlaufsystem reduziert die Drahtvorschubgeschwindigkeit, verkürzt die Drahteinfädelzeiten und minimiert Schwankungen der Drahtzugspannung. Die Möglichkeit zur Anhebung der Drahtzugspannung eröffnet weitere Optionen zur Verbesserung der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Geradheit. Da-rüber hinaus ermöglicht das neue System mit höherer Kapazität der A-Rolle nun die Verwendung von Drahtspulen mit bis zu 16 kg Gewicht, optional mit bis zu 30 kg. „Neben den Duo-Maschinen werden wir erstmals die D500 live auf der AMB vorstellen“, verspricht Martin Gosch. Besonderheit der Maschine sei der Wiegentisch der D500 mit Twin-Drive-Motoren. „Damit haben wir insgesamt drei Direktantriebe integriert, um eine starke Maschine mit starker Dynamik für wirklich schwere Werkstücke konzipieren zu können“, erklärt Martin Gosch die Philosophie hinter der Maschinenbasis.Die D500 ist das neueste 5-achsige vertikale Bearbeitungszentrum von Makino. Nach Angaben von Martin Gosch bietet die D500 weit mehr als allein 5-Achsen-Technologie. Interessant sei diese Maschine vor allem, weil sie dynamische Geschwindigkeit mit herausragender Genauigkeit kombiniert, für eine kraftvolle und schnelle Zerspanung von Titanteilen ausgelegt ist, eine bedienerfreundliche 5-Achsen-Technologie bietet und nicht zuletzt mit der Zuverlässigkeit arbeitet, für die Makino bekannt sei. Für diese Entwicklung analysierte Makino systematisch 216 unterschiedliche Strukturvarianten für 5-Achsen-Maschinen, um das ideale Konzept zu bestimmen. Laut Martin Gosch zeigten die Ergebnisse, dass der Markt eine bedienerfreundliche Kombination aus Geschwindigkeit und Präzision bevorzugt, die eine einfache Automatisierung mit einem automatischen Palettenwechsler und einem flexiblen Fertigungssystem gewährleisten soll. Die Maschine entstand auf der Basis der Erkenntnisse und Erfahrungen mit der erfolgreichen V-Serie. 5.500 dieser Vertikalmaschinen wurden weltweit in den letzten sieben Jahren verkauft. Die D500 verfügt über die hohe, von der V-Serie her bekannte Steifigkeit; darüber hinaus sind die Linearführungen der X-, Y- und Z-Achse als Rollenlager ausgeführt. Der beidseitig gelagerte Schwenktisch ist extrem steif, so dass Verwindungen und Toleranzen am Werkstück minimiert werden. Die D500 empfiehlt Makino vor allem für Luftfahrtindustrie, Lohnfertiger aus dem Premiumsegment sowie Werkzeug- und Formenbauer. Zielkunden in der Luftfahrtbranche sind vornehmlich Hersteller von Triebwerkskomponenten wie Blisks, Impellern und Schaufeln mit Durchmessern von 200 bis 500 mm. Zielkunden unter den Premium-Lohnfertigern sind Hersteller geometrisch komplexer Teile und Prototypen für die Medizin-, Photonen- und Halbleitertechnik. Im Formenbau betreffen die Anwendungen in erster Line Indexbearbeitungen (2- und 3-achsig) mit besonderer Ausrichtung auf Kernbohrungen/Kavitäten sowie simultane 5-Achsen-Bearbeitungen mit hohen Beschleunigungen und Genauigkeiten selbst bei schweren Werkstücken. Der Formenbauer profitiert nach Einschätzung von Martin Gosch vor allem davon, dass Unebenheiten an Übergangsstellen bei Indexbearbeitungen auf ein Minimum reduziert werden und schwere Werkstücke bewegt werden können. Neben kurzer Beschleunigung für simultane 5-Achsen-Bearbeitung seien außerdem beachtliche Verkürzungen bei der Schruppbearbeitung, längere Werkzeugstandzeiten und verbesserte Oberflächenqualitäten zu erwarten. Herausragende Merkmale sind die drei Direktantriebe mit extrem hohem Drehmoment, einer auf jeder Seite des Sattels (Schwenkachse A) und einer am Drehtisch (C-Achse). Diese Direktantriebe sorgen für hohe Beschleunigungen und Drehzahlen, so dass die A- und C-Achse auch bei maximaler Tischbeladung mit 350 kg voll den linearen X-, Y- und Z-Achsen folgen können. Durch die Anordnung der Direktantriebe an beiden Seiten der Schwenkachse ist es den Entwicklern von Makino gelungen, die Verteilung des Drehmoments zu optimieren und damit Verwindungen auf der Schwenkachse zu verhindern. Die beiden Lagerzapfen des Sattels sind vollständig koaxial konstruiert – ihre geteilte Struktur ermöglicht eine Einstellung bei der Montage, womit die Maschinengenauigkeit wesentlich verbessert wird. Ein kritischer Punkt für die Genauigkeit einer Maschine ist der Temperaturgang bei langen Bearbeitungen. Makino hat in dieser Hinsicht einige intelligente Lösungen zu bieten. Sowohl die Spindel als auch die Vorschubachsen sind temperaturgeregelt, andere wesentliche Gussbauteile, wie Ständer und Maschinenbett, sind gegen die Umgebungstemperatur isoliert. Außerdem verhindern Makinos einzigartiges Spindelkühlsystem und das um die Direktantriebe zirkulierende Kühlöl einen wärmeinduzierten Genauigkeitsverlust. Die D500 bietet mehrere Spindelvarianten. Die Standard-Hochleistungsspindel liefert bis zu 14.000 min-1 und ein Drehmoment von 201 Nm. Der Standard-Spindelkonus ist HSK-A63 ist. Als Alternativen stehen zwei Hochgeschwindigkeitsspindeln zur Verfügung: eine Spindel mit 20.000 min-1 (Standard HSK-A63) und eine Spindel mit 30.000 min-1 (Standard HSK-F63). Da die Automatisierung in der Teilefertigung immer entscheidender ist, wurde die D500 so konzipiert, dass sie mit einem Palettenwechsler, Palettenmagazin, Makinos MMC2-Palettensystem und Makinos µMMC kompatibel ist. Sogar unterschiedliche Arten von Maschinen können in dieselbe Automationskonfiguration integriert werden. Beispielsweise verwenden die D500 und das horizontale Bearbeitungszentrum a51 von Makino dieselben Paletten, so dass Fertigungssysteme mit diesen beiden Maschinen leicht konfiguriert werden können.

www.makino.de