Deutliche Reduzierung der Bearbeitungszeiten mit 5-Achs-BAZ HF 3500 und HF 5500 von Heller

5-Achs-Bearbeitungszentren von Heller: In 2020 wurde in die HF 3500 investiert und bereits 2021 in das größere Modell HF 5500 inklusive jeweils einem Automationssystem von Fastems.

Das Unternehmen Oskar Frech gilt mit Warm- und Kaltkammerdruckgießmaschinen als ein Marktführer in der Druckgießtechnologie. Um den entsprechend hohen Qualitätsansprüchen gerecht zu werden, setzt man in Schorndorf auf eine ausgewogene Fertigungstiefe. In den letzten Jahren wurde verstärkt in den Bereich der Drehbearbeitung investiert und ab 2018 das Fräsen betrachtet. In diesem Bereich setzte man bis dahin auf das horizontale 4-Achs-Fräsen.

Das Ziel war eine Reduzierung der reinen Bearbeitungszeiten um bis zu 20 Prozent. Mittlerweile ist man bei einer Einsparung um bis zu 30 Prozent.

Christopher Weber
Gebietsverkaufsleiter bei Heller

„Alle Anforderungen an die Bearbeitungszentren konnten problemlos mit den Standards der Baureihe HF abgedeckt werden. Oberste Priorität hatte aber die Stabilität hinsichtlich Maschine und Prozesse.“

Ganzheitliches Projekt

Der große Zeitaufwand beim Rüsten führte allerdings zu einem Umdenken und einer klar definierten Zielsetzung. Die reinen Bearbeitungszeiten sollten mit horizontalen 5-Achs-Bearbeitungszentren um bis zu 20 Prozent reduziert werden. Dieses Vorhaben wurde als ein ganzheitliches Projekt betrachtet. So waren zunächst zwei Bearbeitungszentren inklusive je einem Automationssystem von Fastems geplant. Für die Endausbaustufe sind zwei weitere Anlagen vorgesehen. Hinsichtlich der Funktionalität und Ausstattung der Bearbeitungszentren setzte Oskar Frech auf standardisierte Produkte: „Alle Anforderungen an die Bearbeitungszentren konnten wir problemlos mit den Standards der Baureihe HF abdecken. Das waren die fünfte Achse im Werkstück, eine drehmomentstarke Spindel sowie die jeweils größten verfügbaren Werkzeug-Kettenmagazine bei der HF 3500 mit 240 bzw. bei der HF 5500 mit 150 Plätzen“, erklärt Christopher Weber, Gebietsverkaufsleiter bei Heller.

Die Entscheidung für die fünfte Achse im Werkstück war für Thomas Reiber, Produktionsleiter und Prokurist bei Oskar Frech, schnell getroffen: „Wir fertigten in einem unserer Werke Großteile mit der fünften Achse im Werkzeug. Unsere Erfahrungen haben hier gezeigt, dass der Schwenkkopf das labilste Teil der Maschine war. Für die fünfte Achse im Werkstück haben wir uns aber hier in Schorndorf auch entschieden, weil unsere Mitarbeiter das horizontale 4-Achs-Konzept bereits gewohnt sind. Die beiden Heller-Zentren bzw. die fünfte Achse nutzen wir aber ohnehin nicht im Simultanbetrieb. Wir nutzen die fünfte Achse quasi als Vorrichtungsachse.“

Gemeint ist damit, dass der bisherige Rüstaufwand auch daraus resultierte, dass die Werkstücke über einen Winkel auf der Maschine positioniert werden mussten. Das Werkstück wird nun auf den Arbeitstisch gelegt und mit der fünften Achse in Position gebracht. Neben der enormen Zeiteinsparung ist das nach Auskunft von Thomas Reiber auch hinsichtlich der Arbeitssicherheit ein enormer Vorteil.

Nachdem man sich nun für die fünfte Achse im Werkstück entschieden hatte, lief alles Weitere relativ zügig ab. Zunächst wurde ein intensives Benchmarking gestartet. Aufgrund der Werkstückgrößen waren dann aber relativ schnell nur noch zwei Maschinenhersteller in der engeren Auswahl. Entschieden hat man sich schließlich für die 5-Achs-Bearbeitungszentren HF 3500 und HF 5500 von Heller inklusive je einem Automationssystem von Fastems.

Einsparung von bis zu 30 Prozent

Bearbeitet werden darauf überwiegend Wiederholteile mit Losgrößen zwischen einem und zehn Stück. Zirka 50 Prozent davon sind Maschinenkomponenten aus Guss. Der Rest wie Hydraulikblöcke oder Verschleißteile besteht aus legierten Stählen. Die dafür vorgesehenen Toleranzen sind mit den Bearbeitungszentren problemlos zu erreichen. Für die HF 3500 hat man die Arbeitseinheit PowerCutting mit HSK-A 63, 12.000 min⁻¹ und 228 Nm Drehmoment gewählt. Die HF 5500 ist mit der Heller-eigenen DC-Spindel mit HSK-A 100, 12.000 min⁻¹ und 400 Nm ausgestattet.

Die angestrebte Reduzierung der Bearbeitungszeiten um bis zu 20 Prozent hat man so längst erreicht. „Wir sind inzwischen bei einer Einsparung von bis zu 30 Prozent. Diese Reduzierung lässt sich allerdings nicht allein von den Maschinen ableiten, denn wir fahren jetzt auf den Heller-Maschinen auch andere Strategien. Aber wir sprechen hier ja von den reinen Bearbeitungszeiten, da sind die Rüstzeiten noch nicht berücksichtigt. Mit einem Update unserer Spannmittel und dem Automationssystem von Fastems denke ich, dass wir die Rüstzeiten noch erheblich senken können“, veranschaulicht Reiber.

Stabilität hat oberste Priorität

Strategisch betrachtet hat die Stabilität hinsichtlich Maschine und Prozesse in Schorndorf, auch aufgrund der kostenintensiven Bauteile, oberste Priorität. Man sucht nicht die Sekunde, auch nicht die Minute. Im Gegensatz zu früher setzte man deshalb aktuell auf kleinere Werkzeuge und wenig Zustellung, aber höhere Vorschübe.

Diese Investitionen inklusive den Automationssystemen von Fastems waren für die Verantwortlichen und Mitarbeiter in Schorndorf ein großer Schritt. Inzwischen ist man soweit, dass die HF 3500 in der dritten Schicht mannlos eingesetzt wird. Und so werden die zwei weiteren geplanten Anlagen erneut mit einer HF 3500 und einer HF 5500 wieder von Heller kommen.