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Prototypenbau Vom Designentwurf zur Serie mit flexiblen Partnern

| Autor / Redakteur: Nico Sauermann / Mag. Victoria Sonnenberg

Vitalität auf Knopfdruck verspricht ein Unternehmen, das ein handliches Gerät für die Bestrahlung von Nahrungsmitteln und den Hauptenergiezentren des menschlichen Körpers vertreibt. Das Gerät stammt von einer Prototypenschmiede, die beim Bau auf die Flexibilität eines Werkzeugherstellers vertraut.

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Zum Fräsen der Tasche zur Aufnahme des Akkus kommt der Horn-VHM-Fräser des DS-Aluprogramms mit 8 mm Durchmesser zum Einsatz.
Zum Fräsen der Tasche zur Aufnahme des Akkus kommt der Horn-VHM-Fräser des DS-Aluprogramms mit 8 mm Durchmesser zum Einsatz.
(Bild: Horn/Sauermann)

Mit der Vision, Prototypen von der Idee bis zur Serienreife in Rekordzeit zu entwickeln, gründete Michael Herbel im Jahr 2006 sein Unternehmen TDC-Engineering & Design, das heute das komplette Leistungsspektrum der Produktentwicklung bietet. „Wir designen mit unseren Kunden deren Produktvisionen, bauen Modelle und Prototypen und führen das Produkt bis zur Serienfertigung“, sagt Herbel.

Zu den Leistungen gehören neben Prototypen auch eine Kleinserienfertigung und die Peripherie. So entwickelt das Team um Michael Herbel auch Prüf- und Messvorrichtungen sowie Montageplätze für die neuen Produkte. Zu dem Leistungsspektrum gehören nicht nur mechanische Komponenten. Auch durch die Entwicklung und die Fertigung von elektronischen Baugruppen hat sich das Mannheimer Unternehmen einen guten Ruf erarbeitet. So auch bei dem Gerät, das in der Alternativmedizin zum Einsatz kommt. Vom Entwicklungsauftrag bis zur Nullserie des Gerätes vergingen rund vier Monate.

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Drei CNC-Maschinen fertigen 500 Teile/Monat

Heute fertigt TDC-Engineering in seiner kleinen Prototypenwerkstatt mit drei CNC-Maschinen 500 Teile im Monat. Für die Herstellung der Gehäusekomponenten setzt Herbel auf Werkzeuge von Horn. Sein Unternehmen arbeitet seit zwei Jahren eng mit dem Werkzeughersteller zusammen.

„Wir schätzen die Flexibilität und die schnellen Lieferzeiten, da wir bei Änderungen oft kurzfristig reagieren müssen. Darüber hinaus bekommen wir viel technischen Support von Thomas Massinger, dem Außendienstmitarbeiter von Horn“, so Herbel. Bei der Fertigung des Gehäuses kommen Vollhartmetall-Fräser der Systeme DSA und DP, ISO-Drehwerkzeuge von Boehlerit sowie ein mit monokristallinen Diamanten (MKD) bestücktes Drehwerkzeug zum Einsatz. Das Kunststoffgehäuse des Gerätes aus ABS bestellt Herbel bei einem externen Zulieferer. Die Entwicklung und die Fertigung der Spritzgussform für den Griff stammt hierbei aber aus der eigenen Feder. Bei der Bearbeitung der Form-Einsätze aus Aluminium kamen ebenfalls VHM-Schaftfräser der DS-Alu-Serie zum Einsatz.

Das Endstück aus Aluminium dient zur Aufnahme des Akkus. Hier wählte Herbel aus Designgründen die eloxierbare Legierung AlMg3, um auch bei unterschiedlichen Chargen eine annähernd gleiche Farbe des Eloxats zur gewährleisten. Nach der Drehbearbeitung des Bajonetts mit einer Boehlerit-VCGT-35°-Schneidplatte folgt das Fräsen der Akkutasche.

Dabei kommt ein VHM-Fräser des DS-Aluprogramms mit 8 mm Durchmesser zum Einsatz. Das Werkzeug mit einer Schneidenlänge von 8 × D fräst die 40 mm tiefe Tasche mit einer Zustellung von
ap = 4 mm. Durch die sehr scharfen Schneidkanten und die polierten Spanräumen des DS-Alufräsers kann, in Verbindung mit einer effektiven Kühlschmierstoffversorgung, das Aufkleben der Späne des nur bedingt zerspanbaren AlMg3 verhindert werden.

Nach der Bearbeitung des Bajonetts und der Tasche für den Akku, erfolgt ein Umspannen des Bauteils in eine spezielle Spannvorrichtung. Um den Konus des Teils ohne Absatz in einer Aufspannung fertig zu drehen, erfolgt die Bauteilspannung formschlüssig über die zuvor gefräste Tasche. Die Spannung am Bajonett ist durch die dünne Wandung nicht möglich. Die Drehbearbeitung des Konus übernimmt ebenfalls die Boehlerit ISO-Schneidplatte mit einer polierten Spanfläche.

Als Designelement des Alubauteils fräsen die Mannheimer noch einen konkaven Radius an die Flanke des Konus. Zum Einsatz kommt dafür ein VHM-Schaftfräser des Systems DP mit 12 mm Durchmesser. Der Radius wird mit ae = 5,0 mm und
ap = 4,0 mm gefertigt. Ein weiteres Designelement des Geräts ist die Spitze aus PMMA. Die Herausforderung bei der Herstellung war die geforderte Klarheit des Acryls. Hierzu empfahl Thomas Massinger ein MKD-bestücktes Werkzeug zur Hochglanzzerspanung des Typs S117. Durch die absolut schartenfreie Schneidkante lassen sich hochglänzende Oberflächen erzeugen.

Thomas Massinger schätzt die Zusammenarbeit mit dem Team von TDC-Engineering: „Der Kontakt zu den Mitarbeitern von TDC ist jedes Mal sehr kompetent und familiär. Ich bekomme hier oft die Möglichkeit, Zerspanungsprobleme jeglicher Art zu lösen.“ Durch die gute Zusammenarbeit und das Know-how bei der Entwicklung und Zerspanung der einzelnen Bauteile für das Gerät vitalisieren sich die beteiligten Personen um TDC und Horn für weitere spannende Projekte.

* Nico Sauermann ist Redakteur und Fotograf der Paul Horn GmbH. Weitere Informationen: Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH, Tel. (0 70 71) 70 04-0, info@phorn.de

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