Effiziente und hochpräzise Metallzerspanung mit der RXP 601 DSH von Röders

Die HSC-5-Achs-Fräsmaschine RXP 601 DSH von Röders wurde für höchste Genauigkeitsanforderungen bei zugleich hohen Zerspanungsleistungen auch bei bearbeitungsschwierigen Werkstoffen ausgelegt.

„Begonnen haben wir 1998 als reine Dienstleister für Konstruktionsaufgaben“, erinnert sich DI Heiko Legner, Geschäftsführer der Circle GmbH. Als selbständige Konstrukteure waren Heiko und Andreas Legner zunächst unterstützend in Entwicklungsabteilungen vor allem der Automobilindustrie tätig. Im Laufe der Zeit kam von den Kunden dann immer häufiger auch der Wunsch nach der schnellen Herstellung von Mustern auf, die anfänglich von Kooperationspartnern z. B. im Stereolithografie- (STL) oder im Lasersinterverfahren (Selective Laser Sintering, SLS) gefertigt wurden. Im Jahr 2007 wurde dann erstmals eine Fräsmaschine für die Herstellung von Musterteilen, aber auch von Kleinserien aus Metall in Betrieb genommen. Bearbeitet wird überwiegend Aluminium sowie in gewissem Umfang auch Stahl, Edelstahl und Titan. Dieser Spezialservice wurde seitdem immer weiter ausgebaut.

Mittlerweile verfügt das Unternehmen über drei Fräsbearbeitungszentren und vier Drehmaschinen einschließlich eines Dreh-Fräszentrums. Darüber hinaus sind auch Spritzgießmaschinen sowie Anlagen zur Oberflächenveredelung wie Gleitschleifsysteme oder Maschinen für das Strahlen mit Glasperlen oder Nussschalen-Granulat im Einsatz. Der Kundenkreis ist breit gefächert und umfasst neben der Kfz-Industrie auch Hersteller in Bereichen wie Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau sowie optische Industrie.

Blick in den Innenraum: Die gewichtskompensierte Z-Achse weist eine längungskompensierte Spindel und ausrichtbare KSS-Sprühdüsen auf. Der Dreh-Schwenktisch hat ein Nullpunktspannsystem.

Dipl.-Ing. Heiko Legner
Geschäftsführer der Circle GmbH

„Beim Einsatz der Röders-Fräser haben wir Zeitersparnisse von bis zu 25 % feststellen können. Die Oberflächengüte ist bereits nach dem Fräsprozess so gut, dass wir die händische Nachbearbeitung deutlich reduzieren konnten.“

Full Service aus einer Hand

„Unser Spezialgebiet sind vor allem komplexe und anspruchsvolle Dreh- und Frästeile mit engen Toleranzvorgaben, die in eher kleineren Stückzahlen benötigt werden“, ergänzt Heiko Legner. Oft spiele hierbei die optische Qualität eine wesentliche Rolle, so beim Interieur für die First Class von Flugzeugen oder von Oberklasse-Automobilen, aber auch bei Medizintechnik-Produkten oder Sichtbauteilen für hochpreisige Messsysteme. Hier könne man den Kunden als wesentlichen Vorteil die schnelle Gesamtrealisierung aus einer Hand anbieten. Das beginne mit der Vorab-Beratung, dem Design und der Konstruktion und beinhalte alle folgenden Stufen bis zur einbaufertigen Lösung. Hierfür seien alle Voraussetzungen wie moderne CAD/CAM-Software, Produktionssysteme und Montageeinrichtungen vorhanden.

„Ein wesentlicher Aspekt bei unseren Entwicklungsprojekten ist die partnerschaftliche Zusammenarbeit mit den Konstrukteuren des Kunden“, weiß Heiko Legner. Hierbei bringen die Circle-Fachleute unter anderem ihr Wissen über die Möglichkeiten und Grenzen der für die Realisierung eingesetzten Produktionsprozesse ein. Eine mithilfe eines CAD-Systems erstellte Zeichnung sei beileibe kein Garant für eine problemlose Herstellung. Für die Produktion auf einer CNC-gesteuerten Maschine brauche es zusätzlich Vorstellungen bezüglich Spannlagen, Zerspanungsstrategien, Werkzeugauswahl sowie darüber, mit welchen Werkzeugen bestimmte Oberflächengüten sicher erreichbar seien. Hier helfe die Zusammenarbeit mit den Circle-Fachleuten bei der Vermeidung suboptimaler Ergebnisse, die häufig technische ebenso wie wirtschaftliche Nachteile bedingten. Die Kundschaft schätze die Vorteile dieses Gesamtpakets aus Beratung, Schnelligkeit der Realisierung und Qualität des gelieferten Produkts.

Die Anbindung der Röders-Anlage an die CAD-CAM-Umgebung aus Catia, Solidworks sowie Hypermill klappte auf Anhieb.

Oberflächenqualität im Mittelpunkt

„Viele der von uns hergestellten Produkte müssen außergewöhnlich hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität erfüllen“, betont Heiko Legner. Dies betrifft nicht nur ebene Bereiche sowie Freiformflächen, sondern auch Übergänge nach einem Wechsel des Werkzeugs oder der Spannlage. Als daher im Jahr 2021 die Beschaffung eines weiteren Fräsbearbeitungszentrums anstand, standen diese Kriterien weit oben auf der Liste der Anforderungen. Dabei ging es nicht allein um die optische Qualität der Flächen unmittelbar nach der Bearbeitung: Entscheidend war, dass auch z. B. nach weiteren Oberflächenveredelungen wie Gleitschleifen, Glasperlenstrahlen oder Eloxieren keine Riefen, Absätze oder Bearbeitungsspuren erkennbar sein durften. Mit dem damals vorhandenen Maschinenpark habe man oft genug nach Abschluss der Fräsbearbeitung bis zu drei Tage schleifen bzw. polieren müssen, um für den Kunden akzeptable Ergebnisse sicherzustellen.

Bei der Suche nach einem neuen System habe man sich deshalb zahlreiche Hersteller angesehen. Im ersten Schritt wurde die Zahl der Kandidaten dann auf zunächst sechs bis sieben und schlussendlich auf drei eingeengt, zu denen auch Röders gehörte. Diese sollten dann jeweils zwei Musterteile aus Aluminium herstellen, wobei das erste Teil streng nach Circle-Vorgaben zu erstellen war: Das NC-Programm und auch die Werkzeuge wurden exakt vorgegeben, das Material stellte Circle selbst aus eigenen Beständen zur Verfügung. Beim zweiten Werkstück konnte der Maschinenhersteller dann mit eigener Software und selbst gewählten Werkzeugen versuchen, schneller zu sein bzw. ein besseres Ergebnis zu erreichen.

Sehr dünnwandiges und daher gegenüber Beschädigungen bei der Nachbearbeitung empfindliches Sensorgehäuse aus Aluminium.

Belastungstest bestanden

„Nachdem Röders bei diesen Tests das mit Abstand beste Ergebnis bezüglich Oberflächenqualität erzielt hatte, führten wir beim Hersteller zusätzlich noch einen Härtetest durch“, verrät Nikolaj Sterzer, Fertigungsleiter bei Circle. Dazu sei er selbst nach Soltau gefahren und habe es dabei darauf angelegt, die Anlage durch eine extrem harte Schruppaufgabe mit einem 16er-Fräser zu überstrapazieren. Die Maschine habe auch diesen Test gut absolviert. Mittlerweile habe Röders diese Aufgabenstellung sogar selbst als Benchmark übernommen. Zudem konnte im Rahmen dieses Tests auch geklärt werden, welche der bei Röders verfügbaren Spindeloptionen für das eigene Anforderungsprofil am besten geeignet war.

Im Rahmen dieses Besuchs wurde auch der bisher bereits positive Eindruck von der Qualifikation und Beratungskompetenz der Röders-Mitarbeiter weiter verstärkt. Auch bei der Installation und der ersten einwöchigen Schulung sowie dem späteren telefonischen Support habe er durchweg sehr gute Erfahrungen gemacht. Die Röders HSC-5-Achs-Fräsmaschine RXP 601 DSH ist seit April 2022 im Einsatz.

Präzise und leistungsstark

Die RXP 601 DSH wurde für höchste Genauigkeitsanforderungen bei zugleich hohen Zerspanungsleistungen auch bei bearbeitungsschwierigen Werkstoffen wie Edelstahl oder Titan ausgelegt. Sie verfügt über reibungsfreie Linear-Direktantriebe, die in Kombination mit 32-kHz-Reglern in allen Achsen eine ebenso dynamische wie auch hochpräzise Bearbeitung ermöglichen. Mit dieser hohen Korrekturfrequenz kann eine Bearbeitungszeitreduktion bei zugleich optimaler Oberflächengüte erreicht werden.

Wesentliche Voraussetzung hierfür sind hochgenaue optische Maßstäbe in allen Achsen. Die Maschine kann aufgrund ihrer Genauigkeit und Dynamik auch zum Koordinatenschleifen eingesetzt werden. Zusätzlich weist die Z-Achse einen patentierten reibungsfreien Vakuum-Gewichtsausgleich auf. Zur Gewährleistung hoher thermischer Stabilität verfügt die Anlage über ein ausgeklügeltes Temperaturmanagement. Die Temperatur des Mediums, das alle wesentlichen Anlagenkomponenten durchströmt, wird mit einer Genauigkeit von ± 0,1 K geregelt. Weitere Besonderheit ist eine eigene, auf PC-Technologie basierende Steuerung, deren Funktionalitäten genau auf die spezifischen Aufgabenstellungen HSC-Hochpräzisionsfräsen bzw. Koordinatenschleifen und andere Schleifoperationen zugeschnitten sind.

Vorbildliche Abwicklung

„Für uns ist nicht unbedingt die reine Maschinenlaufzeit der Teilefertigung entscheidend, sondern der komplette Prozess inklusive der Nachbearbeitung von hochdekorativen Flächen“, fasst Heiko Legner zusammen. „Beim Einsatz der Röders-Fräser haben wir Zeitersparnisse von bis zu 25 % feststellen können. Die Oberflächengüte ist bereits nach dem Fräsprozess so gut, dass wir die händische Nachbearbeitung deutlich reduzieren konnten.“ Am deutlichsten seien die Unterschiede bei kritischen Radienübergängen und 5-Achs Freiformflächen auszumachen gewesen.

Weiterer wesentlicher Faktor sei die Servicequalität des Herstellers gewesen. Generell sei die komplette Abwicklung von Bestellung, Lieferung und Schulung in der Anfangsphase vorbildlich gewesen. Dies gelte ebenso für die stets kompetente und schnelle Unterstützung über die Hotline, die man gerade in der Anfangsphase des öÖfteren strapaziert habe. Als nächste Phase stehe in nächster Zeit die Automatisierung der Anlage mit einem Röders-eigenen System an, um so vom bisherigen zweischichtigen Betrieb zum 24-Stunden-Einsatz übergehen zu können.