Systemlösungen im Werkzeug- und Formenbau Beschleunigte Prozesse bei reduzierten Kosten

Welche Vorteile haben Systemlösungen im Werkzeug- und Formenbau, wie lassen sich damit Prozesse beschleunigen und die Fertigungskosten senken? Diesen Fragen widmete sich ein eintägiger Workshop von Moldino.

Im Werkzeug- und Formenbau gab es schon immer die eine oder andere Krise. Aber diesmal scheint es besonders ernst zu sein. Die Devise lautet darum: Flucht nach vorne. In Disziplinen wie Kundenorientierung, Technologieführerschaft, Durchlaufzeiten sowie Kostenstruktur heißt es also durchzustarten.

Mit Blick darauf haben der japanische Präzisionswerkzeughersteller Moldino Tool Engineering, der niedersächsische Maschinenhersteller Röders Tec sowie MHT, bekannt mit den Mediumverteiler, zum eintägigen Workshop ‚Systemlösungen für den Werkzeug- und Formenbau: Auswerferbohrungen im Fokus‘ eingeladen.

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Warum der Begriff ‚Systemlösung‘ als Workshop-Thema gewählt wurde, beschreibt Andreas Schadeck von Moldino wie folgt: „Eine implementierte Systemlösung kann nicht nur erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile im Werkzeugbau selbst bieten, sondern auch darüber hinaus.“

Was damit gemeint ist, erläutert er am Beispiel Auswerfer: So könnte bei dessen Herstellung nicht nur das Ziel sein, Prozesszeiten und damit Durchlaufzeiten sowie Kosten zu reduzieren, sondern auch die Prozesssicherheit und Qualität der Bearbeitung zu betrachten, „denn auf dem Weg dorthin haben wir weitere Vorteile erschlossen, die sich positiv auf die eigentliche Spritzgussproduktion auswirken. Das ist dann ein klarer Mehrwert für den Kunden.“

Branchentreff

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Im Rahmen der Veranstaltung werden praxisnahe Fallstudien vorgestellt, in denen Unternehmen und Experten innovative Ansätze diskutieren. Den Teilnehmenden wird es ermöglicht, praxisrelevante Fertigungsstrategien zu reflektieren und in den Dialog mit Experten und Anwendern zu treten – mit dem Ziel, die eigenen Produktionsprozesse kontinuierlich zu verbessern und an den aktuellen Stand der Branche anzupassen.

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Schadeck betreut als Prozessoptimierer und Teamleiter für Norddeutschland zusammen mit Mark Rotzoll und weiteren Kollegen vom Moldino-Büro im ostwestfälischen Herford aus viele namhafte Kunden in dieser Region. Sie kennen die Wünsche und Nöte der Branche also genau. Beide waren auch diesmal wieder Ideengeber des Workshops sowie Teil des insgesamt fünfköpfigen Referententeams.

Speziell konstruierte Baugruppe

Um die verschiedenen Bearbeitungsszenarien möglichst realitätsnah demonstrieren zu können, hatte Rotzoll speziell für die Veranstaltung per 3D-CAD eine 200 Millimeter x 200 Millimeter x 90 Millimeter große Baugruppe konstruiert. Diese besteht mit Auswerferdruckplatte, Auswerferhalteplatte und Auswerferführungsplatte sowie Formeinsatz (Auswerferseite) aus den typischen Teilen eines Kunststoffspritzgusswerkzeugs, hier beispielsweise zur Herstellung einer Motorabdeckung.

Bis auf die Auswerferführungsplatte, die aus korrosionsbeständigem 1.2083 ESU 50+2 HRC bestand, wurde bei allen Bauteilen der hochfeste und ebenfalls vorgehärtete (52+2 HRC) Warmarbeitsstahl 1.2343 ESU verwendet. Natürlich hatte Rotzoll die Baugruppe bereits im Vorfeld des Workshops komplett gefertigt. Anhand eines zweiten Formeinsatzes, der auf der 5-achsigen Röders RXP 601 DSH gespannt war, konnte im späteren Praxisteil das Rippenfräsen (Schruppen), das komplette Auswerferbohren und das Herstellen der Beschriftung von den Teilnehmern live auf der Maschine begutachtet werden.

Flächenfräsen auf Endmaß in Polierqualität

Der Formeinsatz stand an diesem Tag klar im Mittelpunkt der Betrachtungen. Hier ging es zunächst um dessen seitliche Flächen und damit die Passflächen, deren Herstellung nicht ganz trivial ist. Denn diese stellen hohe Anforderungen an die Maßhaltigkeit, Winkeligkeit beziehungsweise Parallelität sowie an die Oberflächengüte. „Nach dem Härten werden normalerweise die fünf oder sechs Seiten auf der Flachschleifmaschine bearbeitet", erklärt Schadeck die klassische Vorgehensweise, dies bedingt einen zusätzlichen Arbeitsgang, der zudem nur sehr schlecht automatisiert werden kann und damit fast immer großen manuellen Aufwand mit entsprechenden Fertigungskosten bedingt.

„Hier wollen wir im Rahmen einer Systemlösung das Fräsen gegenüberstellen.“ Deshalb wurden von Rotzoll die Seitenflächen des Formeinsatzes mit der Strategie Planfräsen gefräst, in diesem Fall 3-achsig.

Sowohl zum Schruppen als auch zum Vor- und Fertigschlichten wurde von Rotzoll der EHHRE-Polygonfräser von Moldino ausgewählt. Als Ergebnis wurde eine dem Flachschleifen ebenbürtige Präzision erreicht, allerdings mit erheblich weniger Aufwand und zudem läuft diese Bearbeitung komplett unbemannt.

Der gleiche EHHRE-Fräser wurde von Rotzoll auch bei der Flächenbearbeitung der Auswerferführungsplatte und der Konturbearbeitung des Deckels verwendet. Anhand des Deckels sollte demonstriert werden, dass Glanzfräsen nicht nur mit relativ teuren Diamantwerkzeugen möglich ist, also MKD- oder PKD-Werkzeugen, sondern auch mit beschichteten Fräsern aus Vollhartmetall. Wie bei den Seitenflächen wurde zunächst geschruppt und vorgeschlichtet, diesmal allerdings mit der Strategie 3D-Spiralfräsen.

So blieb der Winkel zur Fläche stets gleich, weshalb ein konstanter Kontaktpunkt eingehalten wird und es gibt sicher keinen Nachschnitt auf der Werkzeugrückseite. „Wir haben mit dem EHHRE vier Stunden durchgeschlichtet, die Schneiden sahen hinterher immer noch gut aus.“ Dies zeige, dass Glanzfräsen auf Endmaß mit VHM-Fräsern nicht nur möglich ist, sondern auch prozesssicher und wirtschaftlich.

Wichtig ist beim Fräsen von Spiegelflächen auch die Wahl des Werkstoffs, weshalb von Rotzoll für das Beispielwerkstück die Ausführung Elektroschlacke umgeschmolzen (ESU) gewählt wurde, die besonders gute Hochglanzflächen – aufgrund der hohen Materialhomogenität – ermöglicht.

Ebenso wichtig sind natürlich die Genauigkeit und Dynamik der Werkzeugmaschine. Anforderungen, die von der RXP 601 DSH locker erfüllt werden. „Denn unsere Maschinen sind extrem steif, schwingungsstabil, verfügen über ein ausgefeiltes Thermomanagement und sind auch nach langen Bearbeitungszeiten absolut Nullpunkt-stabil“, unterstreicht Dr. Oliver Gossel, Vertriebschef von Röders.

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