Höherer Ausstoß dank Re-Tooling

Redakteur: Andrea Gillhuber

Das Umrüsten einer Anlage kann die Effizienz und Präzision eines Bearbeitungsprozesses steigern. Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn Werkzeug, Spannlösung sowie Bearbeitungskonzept auf Maschine und Bearbeitungs­aufgabe zugeschnitten sind.

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Die Stefan Plätzer Maschinenbau GmbH produziert für einen Automobilzulieferer filigrane Robotergreifer. Steigende Chargengrößen erforderten die Neuausrichtung der Fertigungsstrategie.
Die Stefan Plätzer Maschinenbau GmbH produziert für einen Automobilzulieferer filigrane Robotergreifer. Steigende Chargengrößen erforderten die Neuausrichtung der Fertigungsstrategie.
(Bild: Mapal)

Als Stefan Plätzer im Frühjahr 2011 die Gelegenheit erhielt, einen kleinen, aber feinen Maschinenbauer in Eggolsheim zu übernehmen, waren für ihn zwei Faktoren ausschlaggebend, die ihn den Schritt in die Selbstständigkeit wagen ließen: die allseits anerkannte Zuverlässigkeit des Unternehmens und die ausgezeichnete Qualität der gefertigten Produkte. Plätzer hat den Metallberuf von der Pike auf gelernt und war zuletzt als Betriebsleiter bei einem renommierten Automobilzulieferer tätig. Mit seiner eigenen Firma startete er durch. „Als kleiner Fertiger von Einzelteilen, Klein- und Mittelserien können wir aber nur auf dem Markt bestehen, wenn wir dauerhaft marktgerechte Preise anbieten können“, sagt er. Ein wichtiger Faktor dafür sind die Bearbeitungsprozesse sowie die eingesetzten Werkzeuge. Am Markt wird allerdings eine Vielzahl an Werkzeugen zum Bohren und Fräsen angeboten. Deren Potenzial für die eigene Fertigung auszuloten, dazu haben kleinere Metall verarbeitende Unternehmen oft nicht die zeitlichen und personellen Ressourcen.

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Hier kann es sich lohnen, einen Partner wie Mapal mit ins Boot zu holen. Der Werkzeugspezialist aus Aalen verfügt neben der umfassenden Werkzeugtechnologie auch über Erfahrungen in der Auslegung von Bearbeitungsprozessen und Spannkonzepten sowie der Programmierung von Bearbeitungsmaschinen.

Dass davon gerade auch kleinere und mittelständische Unternehmen profitieren, die sich auf die Fertigung von Einzelteilen, Klein- und Mittelserien spezialisiert haben, zeigt ein aktuelles Projekt bei Plätzer. Dem Unternehmen ging es vor allem darum, die Bearbeitungszeit und die Prozesssicherheit für die Herstellung von zwei Robotergreifertypen zu verbessern. Diese Greifer verwendet der Auftraggeber von Plätzer, um winzige Keramikteile sicher zu fixieren, damit diese automatisiert mit einer Schleifscheibe in die vorgeschriebene Form gebracht werden können. Entsprechend eng sind die Toleranzvorgaben: Die Abweichung der Parallelität und Rechtwinkligkeit der Flächen ist auf nur 0,02 mm beschränkt.

„Anfänglich lautete unser Auftrag, pro Monat zehn Stück der filigranen Aluminiumgreifer zu fertigen“, erläutert Plätzer. „Dann stieg die monatlich abgerufene Menge im Laufe der Zeit auf mehrere Hundert Stück an. Das war mit unserem bisherigen Bearbeitungskonzept nicht mehr wirtschaftlich umsetzbar.“

Steigende Produktionsmenge erfordert stabileren und effizienteren Prozess

Dieses Konzept basierte auf dem Einsatz konventioneller Hartmetallbohrer und -fräser. In drei Aufspannungen wurden jeweils vier Bauteile hintereinander aus dem Vollen gefräst und fertig bearbeitet. Die Bearbeitung dauerte über eine Stunde. Plätzer musste daher die Fertigung auf zwei Bearbeitungszentren aufteilen.

Christian Sandmann, verantwortlicher Qualitätsmanager bei Plätzer, blickt zurück: „Wir mussten immer wieder nachsteuernd eingreifen, zusätzliche Maschinenkapazitäten einsetzen und zum Teil Überstunden anordnen, um die bestellte Menge termingerecht ausliefern zu können. Das war auf Dauer nicht akzeptabel.“

In dieser Situation erinnerte sich der Qualitätsverantwortliche an seinen Freund Markus Meyer, der bei Mapal als technischer Berater tätig ist. Beim kurzfristig vereinbarten Firmenbesuch ließ Meyer sich den Bearbeitungsprozess vorführen und identifizierte einen vielversprechenden Ansatzpunkt für die Reduzierung der Hauptzeit: einen Wechsel von einfachen Hartmetall- zu PKD-Werkzeugen, die sich durch wesentlich höhere Vorschubgeschwindigkeiten und Standmengen auszeichnen.

Halbierung der Bearbeitungszeit durch PKD statt Hartmetall

In einem ersten Schritt schlug Meyer den Einsatz von zwei PKD-Fräsern vor. Die Greifer werden aus dem Vollen gefräst, daher sind der Fräsanteil und damit das Einsparungspotenzial bei dieser Zerspanungsaufgabe hoch. Stefan Plätzer griff diesen Vorschlag auf. Mit Erfolg: Ohne weitere Optimierungsmaßnahmen wurde die Bearbeitungszeit für ein Teil von 15 Minuten auf 2 Minuten reduziert.

„Wir haben lange an der herkömmlichen Technologie festgehalten. Der eng getaktete Alltag ließ kaum Raum für eine weiterreichende Evaluierung neuer Technologien“, erinnert sich Plätzer. „Seitdem wir Mapal an unserer Seite haben, profitieren wir unter anderem von der Erfahrung und der Innovationskraft des Unternehmens und seiner Mitarbeiter. So können wir Optimierungspotenziale deutlich früher erkennen und nutzen.“

Der schnelle Weg zum maßgeschneiderten Bearbeitungsprozess

Entsprechend aufgeschlossen war Stefan Plätzer, als Markus Meyer das komplette Re-Tooling für die Greiferfertigung ins Spiel brachte, um insbesondere die Prozesssicherheit durch eine neue Vorrichtung zu erhöhen. „Wichtig war uns, dass sich sowohl die Werkzeuge als auch die Vorrichtung möglichst universell einsetzen lassen, da wir vorrangig in einem Segment aktiv sind, das von Einzelstück- und Kleinserienfertigung geprägt ist“, sagt Stefan Plätzer.

Nachdem ein entsprechendes Konzept in enger Abstimmung ausgearbeitet war, erhielt Mapal den Auftrag zu dessen Umsetzung. Das Serviceteam des Werkzeugspezialisten übernahm dabei alle erforderlichen Arbeiten: angefangen bei der Auslegung des Bearbeitungsprozesses einschließlich des Spannzeugs über die Konstruktion und Organisation des Vorrichtungsbaus bis hin zur Maschinenprogrammierung vor Ort. Auch das Einfahren des Prozesses erledigten Spezialisten des Werkzeugherstellers.

Re-Tooling sorgt für höhere Effizienz und Prozesssicherheit

Das Ergebnis überzeugt: Plätzer fertigt jetzt 24 Teile in nur 48 Minuten, und das mit deutlich höherer Präzision und Prozesssicherheit als zuvor. Einen wesentlichen Beitrag zu dieser spürbaren Verbesserung hat neben dem Einsatz der PKD-Werkzeuge und eines maßgeschneiderten VHM-Stufenbohrers von Mapal die neue Vorrichtung geleistet. Die Spannvorrichtung für den ersten Greifertypen verfügt über 24, die für den zweiten Greifertypen über 36 Spannplätze. Zudem wurde die Zahl der Aufspannungen von drei auf zwei reduziert.

Die Zeiteinsparung ist dabei so groß, dass die Produktion beider Greifertypen auf nur einer Maschine realisiert werden kann. Plätzer hat damit vier Wochen Maschinenkapazität bei einer Produktionsmenge von 800 Stück pro Monat gewonnen. Diese stehen jetzt für neue Projekte zur Verfügung. Dazu erläutert Plätzer: „Stehen neue Projekte an, halten wir bei Bedarf bereits in der Angebotsphase Rücksprache mit Markus Meyer und klären, ob Mapal uns dabei unterstützen kann, die Projekte zu marktgerechten Preisen übernehmen zu können.

Bei der Beratung haben wir schon mehrfach erlebt, dass für Mapal nicht der Umsatz entscheidend ist, dem Werkzeughersteller geht es darum, uns fit für die Zukunft zu machen, damit wir gemeinsam und partnerschaftlich vorankommen.“

* Weitere Informationen: Mapal Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG in 73431 Aalen, Tel. (0 73 61) 5 85-0, info@de.mapal.com, www.mapal.com

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