Hochportal-Fräsmaschine 5-Achs-Hochportal-Fräsmaschine bearbeitet komplette 1:1-Fahrzeugmodelle

Auf einer 5-Achs-Hochportal-Fräsmaschine entstehen komplette Fahrzeugmodelle. Für den Modellbau greifen große Automobil-OEMs gerne auf Dienstleistungspartner zurück.

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ACE Stoßdämpfer GmbH

IEF-Werner GmbH

SMC Deutschland GmbH

Sirtec GmbH

Der Großteil der gestalterischen Kreativleistung findet heute digital und dreidimensional am Computer statt. Umso wichtiger sind physische Modelle, will der Designer ein Produkt in seinen Proportionen, Volumina und in seiner Anmutung optisch und haptisch begutachten.

Udo Röbig, bei Edag verantwortlich für die Bereiche Modellbau und Zerspanungstechnik: „Wir fertigen 1:1-Modelle für verschiedene Entwicklungsstadien – vom Designmodell über Aeromodelle für den Windkanal bis hin zu Datenkontroll- oder Klinikmodellen – und das für sämtliche Bereiche der Mobilitätsindustrie. Wir haben neben Pkw- und Lkw-Modellen schon die Front eines ICE gefräst oder Rettungsfahrzeuge, Stapler, Motorräder, Segelflugzeuge und vieles mehr.“

Spaltmaße und Übergänge des Produktes müssen perfekt sein

Klinikfahrzeuge für die abschließende Produktbegutachtung durch einen ausgewählten Entscheiderkreis bieten alle Funktionalitäten und sind im Exterieur und Interieur identisch mit dem Produkt, wie es in Serie gehen soll. Alle Spaltmaße und Übergänge müssen perfekt sein. Bei komplett zu vermessenden Datenkontrollmodellen, dem letzten Schritt vor der Serienfreigabe, liegen die Konturgenauigkeiten im Hundertstelbereich. Ein Modell kann aus bis zu 1500 Einzelteilen bestehen, welche bei Edag größtenteils in Eigenregie auf Klein- und Großmaschinen gefertigt werden. Aus der Vielfalt der Modelltypen resultiert die Bandbreite an Werkstoffen: Vom Clay, dem gängigsten Industrieplastilin, über Ureol, Aluminium bis hin zu Stahl erstreckt sich das Spektrum.

5-Achs-Hochportal-Fräsmaschine als Perspektivlösung

Für das Fräsen von 1:1-Fahrzeugmodellen bis hin zur SUV-Größe setzt Edag auf Portalmaschinen. Ein in die Jahre gekommenes Modell stand 2015 zum Austausch an. Zunächst dachte man über ein Retrofitting nach, fand schließlich jedoch eine Perspektivlösung beim Werkzeugmaschinenbauer Sirtec in Rüthen, einem Spezialisten für konfigurierbare Portalfräsmaschinen zur 5-Achs- und 5-Seiten-Bearbeitung von Großteilen, vorwiegend im Anlagenbau.

Impulsgeber für den Umdenkprozess war Röbig selbst: „Bei uns ist Sirtec in Person des geschäftsführenden Gesellschafters Hubert Henneböhl vor allem für zuverlässige und hochflexible Wartungs- und Servicearbeiten bekannt, die Sirtec bei uns im Haus seit 1998 herstellerunabhängig übernimmt. Seine Arbeit an den Maschinen endet erst, wenn diese wieder laufen; die Expertise im Werkzeugmaschinenbau ist außergewöhnlich. Diesen Eindruck verstärkte ein Besuch in Rüthen, als ich die Maschinen sah, die Sirtec in Eigenregie baut. Ich war also guter Dinge, dass wir dort mit unserem Anliegen an der richtigen Adresse wären.“

Kombination aus dynamischem Schlichten und leistungsstarkem Schruppen

Dieses Anliegen umfasste nicht weniger als das Schruppen und Schlichten besagter Bauteilgrößen, ausgeführt in sämtlichen Werkstoffen bis hin zu Stahl mit hoher Dynamik, hoher Leistung und gerne hochpräzise und prozesssicher auch im mannlosen Betrieb. „Eine solche Maschine hätte jeder gerne. Die Kombination aus dynamischem Schlichten und leistungsstarkem Schruppen ist bei Großmaschinen jedoch maschinenbaulich nicht umzusetzen und im Markt auch sonst nirgends verfügbar. Das hat man bei Edag eingesehen. Auch dank einer konzeptionellen Neuerung ist es uns trotzdem gelungen, eine weitgehend kompromissfreie Lösung zu finden, die wir bezüglich der Achsverfahrwege zudem perfekt an die Räumlichkeiten am vorgesehenen Stellplatz angepasst haben“, so Henneböhl weiter.

Geliefert wurde nach einer einjährigen Projektierungs- und Realisierungsphase inklusive der Fundamentarbeiten eine 5-Achs-Hochportal-Fräsmaschine vom Typ Mattec 65-35-40 high. Mit X/Y/Z-Verfahrwegen von 6700/3550/2100 mm bietet diese Maschine die gewünschten Abmessungen für ein komplettes Fahrzeug, das aufgrund der großzügig dimensionierten Z-Achse bei entsprechendem Spannmittelaufbau auch an der sechsten Seite von schräg unten (an Radkästen, Schwellern et cetera) bearbeitet werden kann.

In das neue Hochportalkonzept sind innovative Ideen eingeflossen: Die günstigen Proportionen mit einer höheren Y-Achse haben positive Auswirkungen auf die Gewichtsverteilung, was wiederum der Dynamik zugutekommt. Beschleunigungen bis zu 3 m/s² statt den im Portalbereich üblichen 0,5 m/s² sind die Folge. Beim jüngsten Mitglied der Mattec-Familie fährt zudem statt eines Stößels (RAM) in der Z-Achse ein Schieber, vergleichbar mit einem Schlitten, auf einer Schiene auf und ab. Die Vorteile dieses Prinzips: konstante Führungsabstände zur Spindelnase bei höherer Steifigkeit sowie Trägheitsmomente, die stets in Bewegungsrichtung liegen und Kippneigungen unterdrücken. Unterm Strich bedeutet dies geringere Ratterneigung gerade an extremen und ungünstigen Bearbeitungspunkten, bessere Oberflächen im kompletten Arbeitsraum, auf die es beim Schlichten zur optischen Designbegutachtung besonders ankommt, und in Summe eine höhere Prozesssicherheit für den bedienerlosen Betrieb.

Hinzu kommt, dass die Maschine trotz des Z-Verfahrwegs von 2100 mm in der Gesamthöhe unter 6 m bleibt. „Die Herausforderungen im Großmaschinenbau lauten: Masse, Beschleunigung, Auslenkung und Hebelarm. Für das Schruppen von Modellbauwerkstoffen und das Schlichten von Stahl haben wir hier konzeptionell ein Optimum gefunden, das belegen Beschleunigungs- und Konturmessungen“, so Henneböhl weiter.

Mit Flexibilität, Reaktionsfähigkeit, Schnelligkeit und Kosten zum Erfolg

Neben der Qualität der Modelle, die seitens der Kunden zwar subjektiv empfunden, aber auch an der Güte besonders kritischer Kanten festgemacht wird, sind es laut Bereichsleiter Röbig die Aspekte Flexibilität, Reaktionsfähigkeit, Schnelligkeit sowie die Kosten, die im Designmodellbau den Erfolg definieren: „Fahrzeuge haben eine Durchlaufzeit von gerade mal zehn bis zwölf Wochen und solange die Designer mit an Bord sind, erfolgen permanente Optimierungen und Änderungen. Für uns genießen Kundenorientierung und Qualität oberste Priorität. Andererseits geht es immer um die Kosten, was angesichts der Internationalität unserer Wettbewerber einen enormen Druck bedeutet. Daher war der mannlose Betrieb ein absolutes Muss bei der neuen Sirtec-Maschine.“

Diesem Aspekt galt das besondere Augenmerk von Projektmitglied Olaf Peters, stellvertretender Werkstattleiter und Gruppenverantwortlicher für die Tebis-Programmierung bei Edag: „Wir haben die
Schrupparbeiten auf andere Maschinen verlagert und mussten unsere Bearbeitungsstrategie leicht modifizieren. Wir programmieren zentral mit Tebis und Vericut und geben simulierte und kollisionsfreie Programme an die Maschine. Auf diese Weise können wir, über die Kapazität betrachtet, die neue Portalmaschine zu etwa 40 % bedienerlos betreiben, beispielsweise wenn wir ein 1:1-Modell übers Wochenende laufen oder wir bis zu acht Falzbetten parallel aufspannen und abarbeiten lassen. Für einen höheren Prozentsatz sind unsere Bauteile zu komplex.“

Den maximalen Verfahrweg aus allen Achsen herausholen

Wichtige Ausstattungsmerkmale sind ein Gabelschwenkkopf mit HSK-A63-Schnittstelle des Herstellers Kessler, eine Heidenhain-Steuerung iTNC530, die ihre Stärke im bis zu fünfachsigen Fräsen hat, ein Magazin mit 40 Werkzeugen, ein Heidenhain-Messtaster sowie die Vorbereitung für einen Diagnose- und Teleservice. Das abschließende Fazit von Udo Röbig: „Sirtec hat uns diese Maschine auf den Leib geschneidert und am Stellplatz innerhalb der räumlichen Gegebenheiten den maximalen Verfahrweg aus allen Achsen herausgeholt. So fährt der Gabelkopf bei Bedarf sogar in das Gehäuse ein, was wieder ein Plus an nutzbarem Arbeitsweg bedeutet. Die Verlässlichkeit und die Flexibilität im Service stehen bei Sirtec sowieso außer Frage. Ein rundum gelungenes Projekt also für beide Seiten.“

„Edag erhielt das erste Modell unserer neuen Hochportal-Baureihe mit Schieber, die hier gemeinsam mit dem Kunden ihren letzten Schliff erhalten hat. Ein kleineres Modell mit eigensteifem Fundament und Verfahrwegen von 2500 mm × 3500 mm ist schon in der Vorbereitung“, so Röbig weiter.

* Sonja Niggemann ist zuständig für das Marketing bei der Sirtec GmbH, Tel. (0 29 52) 90 27-0, info@sirtec.de

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