Zeitrafferfräsen Graphitelektroden mit hohem Zeitvorteil fräsen

Autor / Redakteur: Theo Drechsel / Peter Königsreuther

Seitdem Braunform seine Strategie und die Fräser für das Elektrodenfräsen mithilfe von Moldino angepasst hat, spart sich der Werkzeug- und Formenbauer rund 6.500 Stunden Fertigungszeit im Jahr.

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Braunform hat in Zusammenarbeit mit dem Zerspanungswerkzeug-Hersteller Moldino das Elektrodenfräsen genauer unter die Lupe genommen und Alternativen entwickelt, die das Zerspanen optimieren.
Braunform hat in Zusammenarbeit mit dem Zerspanungswerkzeug-Hersteller Moldino das Elektrodenfräsen genauer unter die Lupe genommen und Alternativen entwickelt, die das Zerspanen optimieren.
(Bild: W. Bahle / Braunform)

Außer dem Dreh-Fräsen sowie dem Draht- und Senkerodieren betrachtet Braunform vor allem das hochpräzise Fräsen sowohl von Graphitelektroden als auch von harten Werkstoffe als Schlüsselfaktor zum Erfolg. Zwar hat man sich bereits viel Know-how angelernt, doch trotzdem gibt es immer wieder Optimierungsbedarf. Und das besonders mit Blick auf die Graphitbearbeitung, die auf drei 5-achsigen Maschinen des Typs Exeron HSC MP7 im 24/7-Betrieb quasi mannlos, weil automatisiert, stattfindet. Deshalb spielt das Thema Prozesssicherheit eine wichtige Rolle. Mit den dort entwickelten und gebauten Spritzgusswerkzeugen werden vorwiegend kleinere und sehr präzise Teile produziert, die oft auch noch im Sichtbereich des Fertigproduktes liegen. Die Bearbeitung der Kavitäten muss also genau und die Oberfläche qualitativ hochwertig werden. Darum bewegen sich die Toleranzvorgaben der Bahlinger bei der Bearbeitung von Elektroden im Bereich von 0,005 Millimeter. Das Meistern von Disziplinen wie konturnahe Kühlungssysteme zu platzieren und für eine gute Entformung der spritzgegossenen Kunststoffteile aus dem Werkzeug zu sorgen, gehört auch noch dazu.

Graphitelektrodenfräsen mit 20 Prozent Zeitvorteil

Bei der Hartbearbeitung setzt Braunform bereits seit vielen Jahren die in der oberen Qualitätsklasse einzustufenden Werkzeuge von Moldino ein. Die Erfahrungen mit den Werkzeugen des japanischen Experten sind deshalb als ausschließlich positiv anzunehmen. Nun kam Moldino Tool Engineering Europe auch beim Graphitfräsen ins Spiel. Dabei wurden anhand konkreter Elektroden Ist-Analysen durchgeführt und alternative Fertigungsstrategien entwickelt, die durch Wirtschaftlichkeitsberechnungen untermauert werden sollten. Dafür sind mehrere Elektroden ausgewählt worden, die das Bauteilspektrum von Braunform in etwa abbilden. Zu den Testobjekten zählte unter anderem eine Elektrode für die Abdeckung eines Rasierers, die einer Toleranzvorgabe von ± 0,005 Millimetern genügen muss. Nach einigen Tagen, in denen die Ist-Prozesse aufgenommen wurden, um das Optimierungspotenzial benennen zu können, lagen circa 20 Prozent als mögliche Zeitersparnis als Ergebnis vor.

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Viele Elektrodenbereiche mit einem Kugelfräser bearbeitbar

Mit Blick auf die Elektrode für die Rasiererabdeckung startete man dann bereits beim Schruppen mit kleineren Werkzeugen. Dabei handelte es sich um einen zweischneidigen 2-Millimeter-Kugelfräser der D-EPDB-Reihe. Mit diesem dauerte das Schruppen zwar etwas länger, doch blieb dafür weniger Restmaterial übrig, was bei der Restmaterialbearbeitung deutlich Zeit sparte. Geschruppt wurde im Vergleich zu vorher mit einer deutlich höheren Seiten- und Tiefenzustellung (ae und ap). Das Restmaterial wurde dann mit einem möglichst kleinen Werkzeugdurchmesser, man wählte 0,4 Millimeter, aus den Ecken herausgeholt. Diese neue Strategie hatte zudem den Vorteil, dass man schon bei den Schruppaufmaßen deutlich näher an die Endkontur heran kommt. Beim Schlichten wurde zunächst ein 4 Millimeter langer 0,4-Millimeter-Kugelfräser verwendet, anschließend noch ein 0,3-Millimeter-Kugelfräser. Außerdem sind größere Schritte gefahren worden, was hauptsächlich durch höhere seitliche Zustellung (ae) erreicht wurde. Weil mit demselben Werkzeug viele Bereiche gefräst werden konnten, benötigte man für die Konturen der kompletten Elektrode insgesamt nur vier Kugelfräser der D-EPDB-Reihe von Moldino.

Fräsende Zeitsparer mit hohem Durchhaltevermögen

Das Ergebnis übertraf alle Erwartungen, denn so konnte man die Bearbeitungszeit bei dieser Elektrode mit den neuen Strategien und den D-EPDB-Kugelfräsern erheblich senken. Die Zeitersparnis wurde im Wesentlichen dadurch erzielt, dass nach dem Schruppen jetzt deutlich weniger Restmaterial zu entfernen ist. Auch hat es ein Plus bei der Genauigkeit und Oberflächenqualität gegeben, was auch auf die sehr hohe Geometriegenauigkeit bei den Werkzeugen von Moldino zurückzuführen ist. Denn die Präzision der Kugel hat Einfluss auf das Bearbeitungsergebnis, was ganz entscheidend ist. Wenn die Fräser zu große Toleranzen haben, sieht man das hinterher am Fräsbild auf der Elektrodenoberfläche. In dieser Hinsicht aber sind die Badener im Vergleich zu den Vorgängerwerkzeugen ebenfalls besser geworden. Trotz dieser Leistung war an den Schneiden der D-EPDB-Kugelfräser erst nach fünf Stunden ein geringer Verschleiß erkennbar. Die Schneiden des zuvor eingesetzten Werkzeugs waren laut Braunform bereits nach drei Stunden weitgehend unbrauchbar. Die Elektroden müssten auch kaum noch nachgearbeitet werden. Mit allen drei Maschinen erreiche Braunform alleine durch die erheblich gesunkenen Fertigungszeiten eine jährliche Zeitersparnis von rund 6.500 Stunden. Das bedeutet mehr freie Kapazität von etwa 11 Monaten. Dieser Erfolg löste die Initialzündung für die komplette Umstellung der Grafitbearbeitung auf Moldino Tool Engineering Europe aus, was sich auch positiv auf die Fertigungskosten beim Graphitfräsen auswirkt.

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