OSG-VHM-Sonderfräser erhöht Standzeit bei HSP Schermer auf 600 Minuten

Seinen Maschinenpark hat der Lohnfertiger HSP Schermer auf die flexible Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe ausgerichtet. (Bild: HSP Schermer)

Ein Jahr ist es etwa her, dass bei HSP Schermer gewisse Probleme beim Fräsen eines Titanbauteils auftauchten. Bekannt war: Das sicherheitsrelevante Luftfahrtteil ließ sich trotz eines großen Schruppanteils nicht über längere Zeiträume mannlos fahren. Dass man das Teil nicht in die Nacht oder das Wochenende hineinlaufen lassen konnte, wurde aber erst relevant, nachdem die eingesetzte Horizontalmaschine mit einem Palettenwechsler automatisiert worden war. Nun zeigte sich: Der Fräser, der beim Schruppen und Schlichten im Einsatz war, gab nicht die nötige Standzeit her. Das stellte die Sicherheit des ganzen Prozesses infrage. Um beim Wechsel auf das neue Werkzeug nicht Hunderte Programme umschreiben zu müssen, die für den bisherigen Fräser vorlagen, suchte HSP Schermer ein VHM-Werkzeug, das sich beim Schruppen und Schlichten mit den gleichen Schnittwerten mannlos fahren ließ. Wie bisher, sollte das trochoidal mit Durchmesser 16 erfolgen.

Ursprünglich für ein sicherheitsrelevantes Luftfahrtteil in die Fertigung nach Gaimersheim geholt, gehören zum Aufgabenspektrum des VHM-Fräsers von OSG inzwischen eine ganze Reihe von Titan- und Edelstahllegierungen. (Bilder: OSG)

Stefan Keil
Arbeitsvorbereiter bei HSP Schermer GmbH

„Nicht nur, dass die Maschinenlaufzeit merklich verlängert wurde und der Prozess ruhiger und weicher läuft, auch der Ausschuss infolge Verschleißes oder Werkzeugbruch wurde reduziert.“

Vertrauen ist die Basis

Die Zerspaner sind bekanntlich eine große Familie. Es kommt daher nicht selten vor, dass manche sich aus früheren Tätigkeiten kennen. So auch Stefan Keil und Patrick Kinzlinger, bei denen sich vor einem Jahr wieder einmal der Kreis schloss. Der erste war jetzt Arbeitsvorbereiter bei HSP Schermer, der zweite Key Account Manager für Bayern bei OSG. Dem Vertrauensverhältnis, das beide in der Vergangenheit aufgebaut hatten, hatte die Pause keinen Abbruch getan. Keil wusste, er kann sich auf Vorschläge von Kinzlinger verlassen. Das war schon deshalb wichtig, weil beim besagten VHM-Fräser die Zeit drängte. Und so ging man bei dem Titanbauteil gleich zur Tagesordnung über: Prozesssicher mit deutlich längeren Standzeiten trochoidal in die Nachtschicht oder ins Wochenende hinein fräsen, das war die Aufgabe. Und zwar bei vorgegebenen Schnittwerten.

Der Werkzeugspezialist OSG, der in Göppingen vor allem für den deutschen Markt fertigt, passte das Sonderwerkzeug noch einmal an die Bedürfnisse von HSP Schermer an. Dabei wurde die Schneiden- und Freilänge erhöht sowie der Eckradius vergrößert.

Anwender: HSP Schermer

Die HSP Schermer GmbH in Gaimersheim bei Ingolstadt ist ein mittelständisches Unternehmen der Metallbranche in den Zerspanungstechnologien Drehen, Fräsen und Schleifen.
Von der Gründung im Jahr 1984 bis heute erhöhte sich das Produktionsvolumen kontinuierlich und es wurden entsprechend großzügige Produktionshallen gebaut.

HSP Schermer GmbH
Daimlerstraße 14
D-85080 Gaimersheim
https://www.hsp-schermer.de

Sonderwerkzeug, nochmals individuell abgestimmt

Analog zum Vorgängerwerkzeug stellte Kinzlinger einen VHM-Schaftfräser bereit, der als Sonderwerkzeug aus einer anderen Luftfahrtanwendung stammte. Schon der erste Test zeigte: „Mit dem Dreifachen der Standzeit waren wir auf dem richtigen Weg“, erzählt Keil. Was folgte, waren weitere Anpassungen des Fräsers an die spezielle Aufgabe: „So verlängerten wir für HSP Schermer die Schneidenlänge von 32 auf 38 mm, um größere Schnitttiefen zu ermöglichen, und die Freilänge von 50 mm auf 55 mm, um mehr Raum für Nachschliffe zu schaffen. Außerdem statteten wir das Werkzeug mit einem größeren Eckradius, um die Schneide noch stabiler zu machen“, berichtet Kinzlinger. Das Ergebnis war frappierend. Mit dem Fräser, bestehend aus Feinstkornhartmetall, ausgerüstet mit einer nanostrukturierten TiSiN-Beschichtung, wurden statt der bisherigen 150 min in Titan nun Standzeiten von 600 min erreicht. „Für uns ist dies im mannlosen oder mannarmen Betrieb gleichbedeutend mit Prozesssicherheit“, beschreibt Keil den heutigen Stand. „Nicht nur, dass die Maschinenlaufzeit merklich verlängert wurde und der Prozess ruhiger und weicher läuft, auch der Ausschuss infolge Verschleißes oder Werkzeugbruch wurde reduziert.“ Zugleich ist jetzt die Schlichtqualität höher. Denn mit dem OSG-Fräser wird nicht nur geschruppt, sondern auch geschlichtet. Neben dem Pluspunkt für die Lagerhaltung bedeutet dies vor allem, dass Toleranzen von ± 0,01 mm und H-Qualitäten über Kleinserien hinweg sicher eingehalten werden.

Über lange Standzeiten holt sich HSP Schermer heute die Prozesssicherheit, die bei einer mannarmen oder mannlosen Fertigung unabdingbar ist.

Kostensenker Nachschliff

Nun sind die technologischen Anforderungen an den Prozess und das Werkzeug das eine, das andere ist die Wirtschaftlichkeit. Ließen sich in der neuen Konstellation auch Kosten sparen? Oder war der neue Fräser gar teurer? Keil hat hierzu akribisch Buch geführt. Demnach betrugen „die jährlichen Kosten für das Vorgängerwerkzeug 0,69 €/min, mit dem neuen Fräser kommen wir auf 0,15 €/min.“ Hinzuaddieren würden sich weitere Einsparungen, die aus dem Nachschliff des Schrupp- und Schlichtwerkzeugs resultieren. „Der Fräser kann durch unseren Nachbehandlungsservice in Göppingen dreimal nachgeschliffen werden“, bringt es Kinzlinger auf den Punkt. „Im Vergleich zum Neuwerkzeug wird dabei eine Standzeit von rund 80 % erreicht.“ Während HSP Schermer die jährlichen Kosten für nachgeschliffene Werkzeuge so von 0,45 auf 0,11 €/min senken konnte, ergab sich über alle neuen und aufbereiteten Fräser eine Reduzierung von 1,14 auf 0,26 €/min. Auch angesichts der Hartmetallpreise, die in letzter Zeit um das 7- bis 8-fache gestiegen sind, scheint damit an dem Kriterium Nachschleifbarkeit kein Weg vorbeizuführen. Zumal Werkzeuge, die das Mindestnachschleifmaß unterschreiten – zum Beispiel, weil ein Teil der Schneide ausgebrochen ist – auf einen kleineren Durchmesser umgeschliffen werden können.

Der VHM-Fräser war der Startschuss einer Zusammenarbeit, die Patrick Kinzlinger, Stefan Keil und Andreas Bauch (von links) inzwischen systematisch weiterentwickeln.

Die Zusammenarbeit nimmt weiter Fahrt auf

Die Zusammenarbeit von HSP Schermer und OSG, die vor gerade mal einem Jahr startete, hat inzwischen weiter Fahrt aufgenommen. Zusätzliche Fräser, aber auch Gewindebohrer und Bohrer sind mittlerweile in Gaimersheim im Einsatz. Dazu gehören etwa Standardfräser wie die „EPL-HP“-Serie für allgemeine Anwendungen und exotische Werkstoffe oder die schwingungsdämpfenden VHM-Fräser „AE-VMS für ein breites Materialspektrum von Kohlenstoffstahl bis hin zu Titanlegierungen. „Der Sonderfräser selbst, ist heute unser Hauptwerkzeug zum Schruppen und Schlichten, das auf alle Fräsmaschinen sowie weitere Materialien ausgerollt wurde“, erzählt Keil. „So wurde zum Beispiel auch die Standzeit in Super Duplex deutlich verlängert: von 100 auf 250 min.“ Ähnliche Resultate verzeichnete HSP Schermer bei Gewindebohrern. Zum Hauptlieferanten ist hier OSG aber nicht nur wegen der Standzeit aufgestiegen, sondern auch aufgrund eines anderen Punktes: der Systemdurchgängigkeit. „OSG hält nicht nur zahlreiche, feine Abstufungen vor, sondern außerdem eine Vielzahl von Übermaß- oder Linksgewindebohrern“, ordnet Kinzlinger ein. Beim Bohren, einem letzten Beispiel, arbeitet HSP Schermer heute unter anderem mit der „ADF“-Serie. Eingesetzt werden die 180°-Flachbohrer beispielsweise bei Bauteilen für den Verteidigungsbereich, um spezielle zirkulare Oberflächen in Bohrungen herzustellen. Vorher war dies nur per Drehen möglich. Anwendung findet im Bohrbereich zudem die „ADO“-Serie, die dank einer verbesserten Spanbildung Prozesssicherheit in Materialien wie Titan oder Edelstahl ermöglicht. Man ist also auf dem Weg in Gaimersheim. Das Fazit zu der Zusammenarbeit ist deshalb auch kurz und bündig: „Die Werkzeuge bringen die zugesagte Leistung“, bestätigt Keil. „Und OSG verknüpft diese Performance mit einem breiten Lieferprogramm sowie hoher Anwendungsspezifik und Systemdurchgängigkeit.“

Anerkannt als Top- und Gold-Lieferant

HSP Schermer wurde 1984 von Hubert Schermer gegründet. Nachdem in der Familie kein Nachfolger gefunden worden war, übernahm Andreas Bauch 2022 das Unternehmen. „Zu dem Zeitpunkt war HSP Schermer längst nicht mehr als der ursprüngliche Werkzeug- und Formenbauer aktiv, die strategische Ausrichtung bestand nun im Fräsen, Drehen, Rund- und Flachschleifen schwer zerspanbarer Werkstoffe wie Titan- und Edelstahllegierungen“, berichtet der Geschäftsführer. Das Teilespektrum reicht heute von einfachen Titanschrauben und -bolzen bis zu komplexen Dreh- und Frästeilen, die oft gehärtet und präzisionsgeschliffen werden. Neben der Luftfahrt und der Verteidigung, die jeweils mit 40 % der Aufträge zu Buche schlagen, gehören die Automobilindustrie – hier besonders der Motorsport – sowie der Maschinen- und Anlagenbau mit je 10 % zum Kundenkreis. Einen kleineren Bereich macht schließlich die Medizintechnik aus. „Anerkannt als Top- und Gold-Lieferant, bieten wir für diesen Kundenkreis ein Leistungsspektrum, das sich schlussendlich von der Beratung über Machbarkeitsstudien und das Co-Engineering bis hin zur Qualitätssicherung mit Koordinaten-, Kontur- und Oberflächenmessgeräten erstreckt“, sagt Bauch. Dabei komme der hohe Digitalisierungsgrad auch bei der Qualitätssicherung zum Tragen: mit dem Einsatz eines CAQ-Systems zur digitalen Speicherung von Messwerten etwa oder mit Messstationen für die Prüfung durch den Werker. „Als Lohnfertiger agieren wir somit im Markt mit hoher Flexibilität bei der Projektbearbeitung, breiter technologischer Aufstellung und hoher Kompetenz bei schwer zerspanbaren Materialien“, resümiert der Geschäftsführer.