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Fahrzeugmodelle von fünf Seiten ohne Umspannen komplett zerspanen

Mit der neuen FZP32 steht ihm derselbe Arbeitsraum zur Verfügung. Bauteile wie Fahrzeugmodelle lassen sich von fünf Seiten ohne Umspannen komplett zerspanen. Der modulare Aufbau der Maschine bietet die Möglichkeit, verschiedene Optionen zu berücksichtigen – zum Beispiel Automatisierungslösungen wie Shuttletische, ein positionierbarer Rundtisch, Staubabsaugglocken oder ein individualisiertes Werkzeugspannsystem. Das Wichtigste jedoch: Schröter geht einen deutlichen Schritt nach vorn, denn die neue Portalfräsmaschine erreicht eine maximale Maßhaltigkeit bei der Bearbeitung der Werkstücke. „Das liegt an ihrem thermosymmetrischen Aufbau“, erklärt Zimmermann-Geschäftsführer Gänzle das besondere Konzept.

Thermosymmetrie für mehr Präzision

Sich verändernde Umgebungstemperaturen sowie Prozesswärme beeinflussen zwangsläufig die Maschinengeometrie bei herkömmlicher Portalbauweise. Die Idee des thermosymmetrischen Aufbaus beruht darauf, dass anfallende thermische Einflüsse in erheblichem Maße durch den Aufbau der Maschinenstruktur absorbiert werden können.

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Der mittig geführte Z-Schieber des Portals in Doppelbrückenbauweise hat einen achteckigen Querschnitt, der ihn besonders stabil macht. Mit diesem Aufbau erreichen wir eine sehr hohe Steifigkeit. Und weil es zu keiner einseitigen Erwärmung kommen kann, steigert dies die Genauigkeit enorm. Zimmermann reduziert durch den Aufbau der Struktur die Auswirkungen der Fehlereinflussgrößen konstruktiv auf ein Minimum. Und da im Vergleich zu einem seriellen Aufbau mit klassischer Führungsanordnung weniger Hebelkräfte wirken, kann der Maschinenbauer die FZP steifer bauen: Der oktogonal ausgeführte Z-Schlitten ist stabiler und dennoch schlanker. Und weil weniger Masse bewegt werden muss, arbeitet die Maschine schneller und dynamischer – damit ist der Betreiber produktiver. Eine geringere zu bewegende Masse erfordert zudem weniger Energie. Das sind klare Kostenvorteile. Dazu kommt: Durch den thermosymmetrischen Aufbau können aufwendige Kühlkreisläufe entfallen, auch das wirkt sich dann positiv auf die Kosten aus.

Gabelkopf in Monoblock-Ausführung für stabile Bearbeitungen

In der Halle in Neuhausen ist die FZP für die Abnahme aufgebaut. Frieder Gänzle zeigt auf den Fräskopf: „Im Einsatz ist der VH10. Der Gabelkopf ist in Monoblock-Ausführungen aus Guss ausgelegt. Er ist kompakt gebaut, erreicht hohe Klemmkräfte und ermöglicht damit stabile Bauteilbearbeitungen.“ Zimmermann stattet den VH10 optional mit einer Prozesskühlung mit Kühlschmierstoffen oder auch Minimalmengenschmierung aus. Um Durchlaufzeiten zu verringern, ist standardmäßig eine leistungsstarke Spindel mit 34 Kilowatt bei einer maximalen Drehzahl von 24.000 Umdrehungen pro Minute verbaut. Dazu kommt eine optionale Staubabsaugglocke um das Fräswerkzeug. Wichtig für die Kunden ist auch die Störkontur der gesamten Z-Achse. Der Fokus lag bei der Entwicklung neben einer hohen Leistungsdichte vor allem auf seiner schlanken Linie. Denn desto näher der Bediener den Fräskopf an das Bauteil fahren kann, desto kürzere Werkzeuge lassen sich einsetzen und damit mehr Material abtragen.

Noch extremer sei es an den Wochenenden. Denn da können Laufzeiten von bis zu 40 Stunden am Stück zusammenkommen. Zuerst fräst die Anlage eine Seite eines Fahrzeugs, anschließend die andere. Entsteht durch die langen Laufzeiten ein kleines Temperaturungleichgewicht, kommt es auf der hinteren Seite des Modells zu einem kleinen Absatz. Mit der neuen thermostabilen Maschine entfällt die Nacharbeit nahezu vollständig. Zudem reduziert sich der Aufwand beim Programmieren im Vorfeld, da weniger Rücksicht auf das thermische Verhalten der Maschine genommen werden muss.

In Oberpframmern wird die FZP auf das Fundament der alten Anlage gesetzt. Deshalb war die Größe der Maschine schon festgelegt. Übernommen wird zudem der Maschinentisch. Schalt- und Medienschrank kommen aufgrund der engen Platzverhältnisse auf ein Podest.

Die Investition in die neue FZP wurde zu Krisenzeiten vom Bund unterstützt. Ziel war es, die deutsche Wirtschaft und insbesondere den Mittelstand mit moderner Technologie wieder wettbewerbsfähig zu machen. „Das hat uns die Entscheidung natürlich erleichtert“, erinnert sich Lörzel. „Und wir wussten ja, das Thema steht in den kommenden drei bis fünf Jahren auf unserer To-Do-Liste.“ Er rechnet damit, dass sich die FZP nach etwa acht Jahren amortisiert haben wird. „Natürlich weiß keiner, wie der Markt in drei Jahren aussieht. Doch seit Sommer 2022 steigt das Auftragsvolumen wieder stetig“, sagt Lörzel. Schröter konnte kürzlich sogar zwei neue Kunden aus der Luftfahrtindustrie und der Medizintechnik mit Sitz in den USA gewinnen. Deutsche Gründlichkeit sei noch immer gefragt, freut er sich.

Das passt auch gut zur neuen FZP32, auf der die Modell- und Formenbauer teilweise auch Komponenten für Hubschrauber und Flugzeuge fräsen werden – unter anderem für Unternehmen wie Airbus. Zu den Kunden gehört neuerdings auch Rolls Royce Triebwerkstechnik in Berlin. Typische Bauteile sind etwa Abdeckungen für die Triebwerke, die sehr genau und möglichst ohne Absätze gefräst werden müssen.

Schröter plant eine Zwei-Schicht-Auslastung der neuen Anlage, eventuell sogar noch eine Geisterschicht – abhängig ist das vom Teilespektrum. Im Jahr kommen so etwa 3.500 bis 4.000 Betriebsstunden zusammen.

Lörzel ist seit den knapp 30 Jahren nicht nur von den Maschinen begeistert, sondern vor allem auch vom Service: „Wir bekommen sofort eine Antwort – und das nicht auf Italienisch oder Chinesisch – im Zweifelsfall auf Schwäbisch.“ Alle seine Anlagen sind online mit F. Zimmermann in Neuhausen vernetzt. Sollte ein Problem auftreten, das er mit seinen Leuten nicht selbst lösen kann, schalten sich die Spezialisten auf die Anlage.

„Jetzt haben wir nur noch eine Herausforderung vor uns“, sagt Geschäftsführer Lörzel. „Als wir unsere Halle 2005 gebaut haben, war die alte FZ37 die erste Maschine im Raum – damit steht sie ganz hinten. Die anderen vier Fräszentren befinden sich davor.“ Beim Abbau der alten und Installation der neuen Anlage gilt es für den Geschäftsführer und seine Mitarbeiter deshalb geschickt vorzugehen – aber das gehört ja eigentlich zum Tagesgeschäft.

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