anwenderreportage

Heller HF 5500: Dreischichtig am Maximum der Leistungsgrenzen

Den Einsatz der ersten 5-Achs-Bearbeitungszentren der Baureihe HF, mit der 5. Achse im Werkstück, sah Heller noch überwiegend bei mittleren Losgrößen in der Serienproduktion. Mit der Entwicklung der zweiten Generation hat sich dieser Einsatzbereich nun deutlich erweitert. Bei der Stöferle GmbH wird auf zwei HF 5500, eingebunden in jeweils einer Fertigungslinie, und der vierten Generation der vierachsigen Bearbeitungszentren der H-Baureihe gefertigt. In drei Schichten geht der Zulieferer der Automobilindustrie kontinuierlich an die Grenzbereiche der Bearbeitungszentren und ist überzeugt, dass es eine Investition in die Zukunft war.

Die beiden 5-Achs-Bearbeitungszentren der Baureihe HF sind Bestandteil einer Fertigungslinie mit fünf bis sechs Maschinen. Die Losgrößen sind zunächst mit 350.000 Stück/Jahr definiert.

Die beiden 5-Achs-Bearbeitungszentren der Baureihe HF sind Bestandteil einer Fertigungslinie mit fünf bis sechs Maschinen. Die Losgrößen sind zunächst mit 350.000 Stück/Jahr definiert.

Shortcut

Aufgabenstellung: Bearbeitung von Großbauteilen mit Passungen zwischen H6 und H7 bei Durchmessern zwischen 240 und 320 mm.

Lösung: 5-Achs-Bearbeitungszentren HF 5500 der zweiten Generation sowie 4-Achs-Bearbeitungszentren H 2000 der vierten Generation von Heller.

Nutzen: Hochwertigere Oberflächen; Span-zu-Span-Zeiten deutlich reduziert.

Mit der Entwicklung alternativer, CO₂-freier Antriebsformen in der Automobilindustrie sieht sich das Unternehmen Stöferle in Laupheim (D) seit Jahren konfrontiert. Mit der Einführung der Elektromobilität bzw. der Hybrid-Technologie werden Bauteile komplexer. Außerdem steigen die Anforderungen an präzise und zunehmend schräge Flächen sowie an hochwertige Oberflächen. Für Großbauteile mit Passungen zwischen H6 und H7 bei Durchmessern zwischen 240 und 320 mm für Mild-Hybrid-Modelle war man deshalb 2019 auf der Suche nach entsprechenden Bearbeitungszentren.

In Laupheim werden die Bearbeitungszentren in der Großserie erprobt: dreischichtig, sieben Tage die Woche. Dabei geht man kontinuierlich an das Maximum der Leistungsgrenzen der Maschinen.

In Laupheim werden die Bearbeitungszentren in der Großserie erprobt: dreischichtig, sieben Tage die Woche. Dabei geht man kontinuierlich an das Maximum der Leistungsgrenzen der Maschinen.

Interessantes am Rande

Bei der zweiten Generation der Baureihe HF bietet Heller zusätzlich einen klassischen Gantry-Antrieb in der Tischachse (Z) mit zwei physikalisch getrennten Achsen in der Steuerung und zwei direkten Messsystemen. Dieses Mehr an Steifigkeit in der Tischachse für die Aufnahme hoher Prozesskräfte in Z-Richtung macht z. B. in Kombination mit den drehmomentstarken DC-Arbeitseinheiten Sinn, wenn das Bearbeitungszentrum noch universeller eingesetzt werden soll.

Echte Härtetests

Investiert hat man schließlich in zwei 5-Achs-Bearbeitungszentren HF 5500 der zweiten Generation von Heller. Nun befindet sich das Unternehmen Stöferle allerdings in einer besonderen Situation. Zunächst entwickelt Stöferle selbst Sondermaschinen. Zudem erprobt man als Partner von Heller-Bearbeitungszentren in Mittel- und Großserien, dreischichtig, sieben Tage die Woche. Für Geschäftsführer Erich Stöferle sind das echte Härtetests: „Wir fahren mit den Maschinen, auch mit der HF-Baureihe, immer am Maximum. Das heißt, wir reizen bis auf zehn Prozent die von Heller vorgegebenen Leistungsgrenzen aus. Ist das Maximalgewicht eines Fräsers mit 16 kg definiert, gehen wir bis 15,5 kg. Das machen wir schon seit Jahren. Ein Fräser Ø 160 mm läuft bei uns beispielsweise mit 15.000 min⁻¹. Das mag bei der Einzelteilfertigung kein Problem sein, aber bei uns ist das dreischichtig. Ein weiterer Aspekt ist, dass diese beiden HF 5500 Bestandteil einer Fertigungslinie mit fünf bis sechs Maschinen sind und die Losgrößen zunächst mit 350.000 Stück/Jahr definiert sind. Höchste Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit ist bei uns deshalb eine Grundvoraussetzung.“

In die beiden Bearbeitungszentren hat man für Großbauteile mit Passungen zwischen H6 und H7 bei Durchmessern zwischen 240 und 320 mm für Mild-Hybrid-Modelle investiert.

In die beiden Bearbeitungszentren hat man für Großbauteile mit Passungen zwischen H6 und H7 bei Durchmessern zwischen 240 und 320 mm für Mild-Hybrid-Modelle investiert.

Hochwertigere Oberflächen

Die Heller-Gene wie Produktivität, Genauigkeit und Zuverlässigkeit sind demnach auch bei dieser Weiterentwicklung praxisnah umgesetzt. Deutliche Vorteile gegenüber der ersten Generation sieht man in Laupheim bei den neuen HSU-Inline-Spindeln. Diese Spindeln zeigen sich im Spindelschwingverhalten wesentlich steifer und überzeugen mit einem schnellen und kostengünstigen Spindelaustausch im Servicefall.

Bei den Arbeitseinheiten setzt man bei Stöferle auf die Speed Cutting (SC) Spindeln mit Drehzahlen von 18.000 min⁻¹ und ein Drehmoment von 103 Nm. Und auch in Sachen Präzision überzeugen die Bearbeitungszentren. In den Parallelitäten bewegt man sich bei den Großbauteilen innerhalb von 2/100 mm, bei Oberflächen und Ebenheit bei WT 6. Diese Toleranzen sind demnach erreichbar. Mehr noch, im Gegensatz zur ersten Generation sind durch die neuen Spindeln deutlich hochwertigere Oberflächen zu erzielen. Eine weitere und sehr wichtige Veränderung sieht Erich Stöferle in der Verkürzung des Abstandes der Spindelvorderkante zur Drehmitte der B-Achse, denn bisher war in Laupheim für die Werkzeuge häufig eine Verlängerung notwendig.

Heller hat bei der vierten Generation der H-Baureihe in der Dynamik deutlich zugelegt. An konkreten Bauteilen konnten die Span-zu-Span-Zeiten messbar reduziert werden. Deshalb hat man in zwei H 2000 der neuen Generation investiert.

Heller hat bei der vierten Generation der H-Baureihe in der Dynamik deutlich zugelegt. An konkreten Bauteilen konnten die Span-zu-Span-Zeiten messbar reduziert werden. Deshalb hat man in zwei H 2000 der neuen Generation investiert.

Erich Stöferle
Geschäftsführer der Stöferle GmbH

„Die H 2000 war und ist schon immer eine Supermaschine. Da stimmen die Proportionen einfach. Die liegt tief, hat wenig Bewegung im Bett, breite Führungen, eine gute Spindel und läuft im Drei-Schicht-Betrieb über Jahre absolut zuverlässig.“

Span-zu-Span-Zeiten deutlich reduziert

Feldtests führt Stöferle auch bei der mittlerweile vierten Generation der vierachsigen Bearbeitungszentren der H-Baureihe durch. Seit Februar 2020 wird mit diesen Maschinen in der Großserie am Maximum gefertigt. Für Geschäftsführerin Katja Stöferle ist das eine logische Konsequenz aus den bisherigen Erfahrungen: „Wir verfügen über mehr als 20 Maschinen dieser Baureihe und haben auf mancher Maschine sicher über eine Million Bauteile ohne größere Reparaturen gefertigt. Wir hatten beispielsweise eine H 2000, die 15 Jahre mit ein und denselbem Kugelgewindetrieb gelaufen ist. Bei Getriebeteilen mit Losgrößen von 250.000 Stück/Jahr müssen die Stabilität, die Antriebe und die Spanabfuhr einfach stimmen. Um es kurz zu machen, das sind unsere besten Maschinen.“

Unabhängig davon steigen durch die Elektromobilität nicht nur die Anforderungen bei den Bauteilen, sondern auch die Losgrößen. Deshalb sucht Stöferle kontinuierlich die Sekunde. „Über die Zuverlässigkeit der neuen Generation der Baureihe H kann man zwar noch nicht viel sagen, aber Heller hat bei dieser Generation in der Dynamik nochmals deutlich zugelegt, denn an konkreten Bauteilen konnten wir die Span-zu-Span-Zeiten messbar reduzieren. Auch deshalb haben wir wieder in drei H 2000 investiert“, so die Geschäftsführerin weiter.

Für diese Reduzierung der Hauptzeiten sei laut René Greising von der Gebietsvertretung Hans P. Greising GmbH vor allem das Herz der Maschine, die Spindel verantwortlich: „Heller bietet bei dieser Generation drei Varianten an: Power (PC), Speed (SC) und neu Dynamic Cutting (DC). Dabei kombinieren insbesondere die DC-Einheiten hohe Drehmomente mit hohen Drehzahlen perfekt.“

Bei Losgrößen zwischen 200 bis bis 300.000 Teilen muss Stöferle hoch produktiv und flexibel sein. Die Bauteile ändern sich laufend. Darauf muss das Unternehmen schnell reagieren können. Im Bild: Erich und Katja Stöferle, Geschäftsführer der Stöferle GmbH.

Bei Losgrößen zwischen 200 bis bis 300.000 Teilen muss Stöferle hoch produktiv und flexibel sein. Die Bauteile ändern sich laufend. Darauf muss das Unternehmen schnell reagieren können. Im Bild: Erich und Katja Stöferle, Geschäftsführer der Stöferle GmbH.

Katja Stöferle
Geschäftsführerin der Stöferle GmbH

„Wir haben auch andere Maschinen getestet. Ob Konzept, Auslegung oder Service, irgendwo war immer ein Schwachpunkt. Jede Maschine von Heller, egal wie alt, wird bei uns voll gefordert und da stimmt einfach alles.“

Auf Herz und Nieren getestet

In der Summe sind also beide neuen Generationen aus dem Hause Heller im realen Einsatz auf Herz und Nieren getestet und stehen dem Markt seit Anfang 2021 als ausgereifte Maschinen zur Verfügung.

Erich Stolz
Gebietsverkaufsleiter Österreich und Südtirol

„Die neue Generation des 5-Achs-Bearbeitungszentrums HF bietet verbesserte Arbeitseinheiten sowie den optionalen Einsatz eines zweiten Antriebs in der Z-Achse. Somit ist ein noch universeller Einsatz gewährleistet.“

Infos zum Anwender

Die Stöferle GmbH wurde 1992 gegründet, beschäftigt 200 Mitarbeiter und konzentriert sich auf maßgeschneiderte, individuelle Lösungen für die wirtschaftliche und schnelle Produktion von Mittel- und Großserien in der Leichtmetallverarbeitung. Dazu gehört auch die Entwicklung von Sondermaschinen. Stöferle ist Partner und Zulieferer der Automobilindustrie. Um Technologietransfers und Synergien noch besser zu nutzen, wurde das Unternehmen mit der Stöferle Automotive GmbH erweitert. In diesem Bereich agiert Stöferle als Systemlieferant.

www.stoeferle-gmbh.com

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