Achieve more... The GF AgieCharmilles CusTomer NewspAper GF AgieCharmilles weiss deshalb auch, wo die EDM ihre Stärken weiterhin voll ausspie- len kann: In erster Linie in der höheren Präzision und überall dort, wo komplizierte Formen wie kleinste Radien oder Vertie- fungen gefragt sind, die zum Teil mit keinem anderen Bearbei- tungssystem erreicht werden können. Die beiden Technologien ergänzen sich deshalb in ver- schiedenen Anwendungsgebie- ten. In dieser Ausgabe von «re- sultsTODAY» berichten wir von Kunden, die mit Werkzeugma- schinen von GF AgieCharmilles erfolgreich in den unterschied- lichsten Anwendungsgebieten tätig sind. Steigen sie ein in die Welt des Automobilbaus, der Aeronautik, des Formenbaus, der medizinischen Implantate, Instrumente und Geräte. Und lesen sie auf der letzten Seite, wie sich EDM und HSM – richtig eingesetzt – potenzieren. Formeinsatz eines Spritzgiess- werkzeugs zur Produktion von Rei- henklemmen. Die Kavitäten für Rippen und Stege dieses multifunktionalen Kunststoffteils wurden senkerodiert und die grossflächigen Volumen durch Hartfräsen abgespant. 4-5 2-3 6-7 10-11 12-13 14-15 8-9 IST PRO SPARK GRAND LAKE MOLD EDM XPRESS FRAZERO CLASSIC WIRE CUT KRONES WHELEN NORTHEAST EDM 16-17 18-19 Liebe Leserinnen und Leser, Vor einem Jahr haben wir uns der Werkzeugmaschinenbranche zum ersten Mal als einheitsmarke präsentiert: GF AgieCharmilles als Zusammenschluss führender Technologiekompetenz für ero- dier- und Fräsmaschinen sowie Automatisierungslösungen aus einer Hand, was weltweit einzig- artig ist. ein Zusammenschluss auch, der in der summe über 250 Jahre erfahrung in spitzentech- nologie bedeutet, die für den noch grösseren erfolg des Kunden zusammengeführt wurden. dr. Jürg Krebser, mein Vorgänger als CeO der GF AgieCharmil- les und seit 14 Jahren Mitglied der Konzernleitung von Georg Fischer, hat seine Funktion auf den 1. August 2008 auf eigenen Wunsch aufgegeben, um sich fortan wichtigen Konzernprojek- ten von Georg Fischer zu widmen. nachdem ich über zwanzig Jahre in der Werkzeugmaschinenin- dustrie verbracht habe, die mich bisher nach italien, deutschland und in die schweiz führten, habe ich die nachfolge als CeO von GF AgieCharmilles mit Freude übernommen. denn unser unter- nehmen ist nicht nur Pionier im erodierbereich, sondern hat sich mit den Mikron-Produkten auch als Marktführer für Hochge- schwindigkeitsfräsmaschinen etabliert. diese Position will ich stärken und mit einzigartigem service ausbauen. und davon sol- len sie als Kunde profitieren. in dieser «results TOdAY» erfahren sie von Kunden, die dies bereits heute tun. Mit freundlichen Grüssen, Michael Hauser CEO GF AgieCharmilles eDm uND milliNG - zusAmmeN uNsChlAGbAr! In den letzten Jahren ist der Elektroerosion (EDM – Electric Discharge Machining) mit dem Hochgeschwindigkeitsfräsen (HSM – High Speed Milling) eine ernsthafte technologische Konkurrenz erwachsen. HSM bedrängt EDM überall dort, wo vor allem die Abtraggeschwindigkeit zählt. Zu welchen Leistungen Milling fähig ist, darüber ist GF AgieCharmilles bestens im Bilde, gehört doch der Weltmarktleader im Hochgeschwindigkeitsfräsen, Mikron Agie Charmilles, zur eigenen Familie. deuTsCHe AusGAbe 03 Automotive • Motorsport • Aeronautic • Education • Electronics • Household • Defence Power Generation • Moulding • Mecatronics • Luxury • Research • Medical Instruments General Machining • Leisure • Aerospace • Sports • Medical Appliances • Automotive Motorsport • Aeronautic • Education • Medical Implants • Electronics • Household Defence • Power Generation • Moulding • Mecatronics • Luxury • Research • Medical Instruments • General Machining • Leisure • Aerospace • Sports • Medical Appliances Michael Hauser, neuer CeO der GF AgieCharmilles
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The GF AgieCharmilles CusTomer NewspAper
GF AgieCharmilles weiss deshalb auch, wo die EDM ihre Stärken weiterhin voll ausspie-len kann: In erster Linie in der höheren Präzision und überall dort, wo komplizierte Formen wie kleinste Radien oder Vertie-fungen gefragt sind, die zum Teil mit keinem anderen Bearbei-tungssystem erreicht werden können. Die beiden Technologien ergänzen sich deshalb in ver-schiedenen Anwendungsgebie-ten. In dieser Ausgabe von «re-sultsTODAY» berichten wir von Kunden, die mit Werkzeugma-schinen von GF AgieCharmilles erfolgreich in den unterschied-lichsten Anwendungsgebieten tätig sind. Steigen sie ein in die Welt des Automobilbaus, der
Aeronautik, des Formenbaus, der medizinischen Implantate, Instrumente und Geräte. Und lesen sie auf der letzten Seite, wie sich EDM und HSM – richtig eingesetzt – potenzieren.
Formeinsatz eines Spritzgiess-werkzeugs zur Produktion von Rei-henklemmen. Die Kavitäten für Rippen und Stege dieses multifunktionalen Kunststoffteils wurden senkerodiert und die grossflächigen Volumen durch Hartfräsen abgespant.
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6-7
10-11
12-13
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IST
PRO SPARK
GRAND LAKE MOLD
EDM XPRESS
FRAZERO
CLASSIC WIRE CUT
KRONES
WHELEN
NORTHEAST EDM
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Liebe Leserinnen und Leser,
Vor einem Jahr haben wir uns der Werkzeugmaschinenbranche zum ersten Mal als einheitsmarke präsentiert: GF AgieCharmilles als Zusammenschluss führender Technologiekompetenz für ero-dier- und Fräsmaschinen sowie Automatisierungslösungen aus einer Hand, was weltweit einzig-artig ist. ein Zusammenschluss auch, der in der summe über 250 Jahre erfahrung in spitzentech-nologie bedeutet, die für den noch grösseren erfolg des Kunden zusammengeführt wurden.dr. Jürg Krebser, mein Vorgänger als CeO der GF AgieCharmil-les und seit 14 Jahren Mitglied der Konzernleitung von Georg Fischer, hat seine Funktion auf den 1. August 2008 auf eigenen Wunsch aufgegeben, um sich fortan wichtigen Konzernprojek-ten von Georg Fischer zu widmen.nachdem ich über zwanzig Jahre in der Werkzeugmaschinenin-dustrie verbracht habe, die mich bisher nach italien, deutschland und in die schweiz führten, habe ich die nachfolge als CeO von GF AgieCharmilles mit Freude übernommen. denn unser unter-nehmen ist nicht nur Pionier im erodierbereich, sondern hat sich mit den Mikron-Produkten auch als Marktführer für Hochge-schwindigkeitsfräsmaschinen etabliert. diese Position will ich stärken und mit einzigartigem service ausbauen. und davon sol-len sie als Kunde profitieren. in dieser «results TOdAY» erfahren sie von Kunden, die dies bereits heute tun.
Mit freundlichen Grüssen,
Michael HauserCEO GF AgieCharmilles
eDm uND milliNG - zusAmmeN uNsChlAGbAr!In den letzten Jahren ist der Elektroerosion (EDM – Electric Discharge Machining) mit dem Hochgeschwindigkeitsfräsen (HSM – High Speed Milling) eine ernsthafte technologische Konkurrenz erwachsen. HSM bedrängt EDM überall dort, wo vor allem die Abtraggeschwindigkeit zählt. Zu welchen Leistungen Milling fähig ist, darüber ist GF AgieCharmilles bestens im Bilde, gehört doch der Weltmarktleader im Hochgeschwindigkeitsfräsen, Mikron Agie Charmilles, zur eigenen Familie.
deuTsCHeAusGAbe
03
Automotive • Motorsport • Aeronautic • Education • Electronics • Household • Defence Power Generation • Moulding • Mecatronics • Luxury • Research • Medical Instruments General Machining • Leisure • Aerospace • Sports • Medical Appliances • Automotive Motorsport • Aeronautic • Education • Medical Implants • Electronics • Household Defence • Power Generation • Moulding • Mecatronics • Luxury • Research • Medical Instruments • General Machining • Leisure • Aerospace • Sports • Medical Appliances
Michael Hauser, neuer CeO der GF AgieCharmilles
erFolGreiChmiT iNGeNiö-sem eiNsATzDer elekTro-erosioNAls Lohnerodierer beschreitet die Nor-theast EDM unkonventionelle Wege bei der elektroerosiven Fertigung von hoch-komplexen Teilen. Erfolgreich beliefert das nordamerikanische Unternehmen damit die HighTech-Branchen Luft- und Raumfahrt, Energiegewinnung, Medi-zintechnik und Maschinenbau.
Alle FACeTTeN Der elekTroerosioN beherrsCheN
Die Northeast EDM mit Sitz im Bundesstaat Massachusetts gehört zu einem kleinen Kreis von Firmen, die als Lohnero-dierer am NADCAP (National Aerospace Denfence Contracter Accreditation Program) teilneh-men. Das heisst, Northeast EDM kann dieser Organisation Teile liefern, die ganz oder teilweise mit Elektroerosion gefertigt werden. Eine Anerkennung, die darauf gründet, wie die North-east EDM seit der Gründung 1981 Elektroerosion einsetzt. Mit zum Erfolg beigetragen haben die 7 Erodiermaschinen der GF AgieCharmilles, die dank den Generator-Technologien «Clean Cut» beim Drahterodieren und «GammaTEC» beim Senkerodie-
ren Oberflächen realisieren, die keine Mikrorisse oder Zerstö-rungen aufweisen. Jennifer Molin, President der Northeast EDM, stehen 7 hochmotivierte Mitarbeiter zur Seite, die Elek-troerosion in allen Facetten der Anwendung beherrschen. Ob Komplett- oder Komplementä-rearbeitung, ob Stahl oder Titan, ob feinste Schlitze oder grosse Kavitäten, ob Mikro- oder Makro-dimensionen – das Spektrum der Northeast EDM erstreckt sich über die ganze Bandbreite der elektroerosiven Fertigung. Ein Auftrag der Luftfahrtindustrie, Schlitze in eine Rotations-Kom-pressordichtung ((engl.= seal rotating compressor)) einzubrin-gen, zeigt die ingeniöse Vorge-hensweise der Northeast EDM.
Der grosse Arbeitsbeälter der Sen-kerodiermaschine FO 51 erlaubt Mehr-fachaufspannungen und erhöht dadurch die Flexibilität der Maschinennutzung.
«Für uns ist die FO 550 GammaTeC eine einmali-ge senkerodiermaschine. Von allen vergleichbaren Produkten, die wir seit unserer Firmengündung 1981 kennen, erzielt sie die besten Oberflächen».
Jennifer Molin,
President der Northeast EDM
Die vier Elektroden aus Graphit werden zwischen zwei Vorrichtungen gespannt, die mit flachen Spülkanälen versehen sind. Das Werkstück wird im sogenann-ten Umkehrverfahren zur Elektrode.
Die Rotations-Kompressordichtungen sind aus «Inconell», einem Metall, das auf einer Nickellegierung basiert.
Eine mit Draht- und Senkerosion bearbeitete statische Luftkompress-ordichtung und aussergewöhnliche Formelektroden geben einen kleinen Eindruck vom breiten Fertigungsspekt-rum der Northeast EDM.
DAs werksTüCk zur elekTroDe mACheN
Erste Überlegungen führten zum Schluss, dass herkömmliches Senkerodieren zum Einbringen der Schlitze aufwändig wäre. Denn jeder einzelne Schlitz hätte mit langwierigem Positionieren der Formelektrode erodiert werden müssen. Wieder einmal beschritt die Northeast EDM unkonventionel-le Wege: Warum nicht das Werk-stück zur Elektrode machen? Die Idee war so einfach wie bestechend, konnte doch der Erodierablauf sogar automatisiert werden. Dazu lässt die Northeast EDM insgesamt 12 Formelektroden aus Graphit «Poco C3» mit 0,25 mm Untermass fertigen. Jeweils 4 Elektroden wer-den dann zwischen zwei Vorrichtun-gen gespannt, wobei der untere Teil mit acht flachen Bahnen versehen ist. Mit der oberen Hälfte ergeben sich so Kanäle für die notwendige Spülung, da die Bearbeitung nicht im Dielektrikum erfolgt. Dann wer-den die vier Vorrichtungen mit den Elektroden im Arbeitsbehälter der FO 51 in genau definiertem Abstand zueinander gespannt. Die vorgefer-tigten, röhrenförmigen und ca. 0,34 kg (0.75 lbs) schweren «Rotations-Kompressordichtungen» aus Inco-nell, einer Nickelbasis-Legierung, werden auf Elektrodenhalterungen montiert und können so als «Elek-trode» ins Elektrodenmagazin der FO 51 eingehängt werden.
mAsChiNeN NACh beAr-beiTuNGsANForDeruN-GeN eiNseTzeN
Für die Bearbeitung der Rota-tions-Kompressordichtungen hat Northeast EDM die FO 51 gewählt, da sie einen grossen Arbeitsbehälter hat. So kann während der Auftragsserie «Rotations-Kompressordich-tungen» die Vorrichtung mit den Elektroden in der Maschine bleiben und es können trotzdem noch andere Werkstücke auf der gleichen Maschine erodiert werden. Dies gibt der Northeast EDM die Flexibilität, schnell auf neue Aufträge reagieren zu kön-nen, ohne das laufende Arbeiten unterbrochen oder umgespannt werden müssen. Dazu Jennifer Molin, President der Northeast EDM: «Die Kunst des Lohnero-dierers besteht darin, täglich alle unsere 7 Erodiermaschinen von GF AgieCharmilles möglichst gleichmässig auszulasten». Der eigentliche Erodiervorgang zum Einbringen der Schlitze fängt mit dem Einwechseln der Rotations-Kompressordichtung an. Diese ist negativ und die Elektroden im Arbeitsbehälter positiv geladen. Der Strom fliesst also von unten nach oben, weshalb man von ei-nem «Umkehrverfahren» spricht. Über die C-Achse wird zunächst die Winkelgenauigkeit von der Rotations-Kompressordichtung
zu den Elektroden überprüft. Dann werden pro Reihe vier Schlitze erodiert, indem per Z-Achse die richtige Höhe angefahren wird und über die X- und Y-Achse zu den vier Elektroden positioniert und erodiert wird. Die Z-Achse senkt sich und in die nächste Reihe und zum Schluss in die dritte Reihe können die jeweils 4 Schlitze mit einer Endrauheit von Ra 3 µm (125 RMS) erodiert werden. Bei den insgesamt 7 zu fertigenden Rotations-Kompressordichtungen entfielen 20 Minuten auf das Einrichten, 7 Stunden auf das Senkerodieren und 8 Minuten für die Inspektion. Ein Auftrag, den die Northeast EDM dank «Umkehr-verfahren» automatisiert abarbei-ten konnte und damit einmal mehr die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens im hartumkämpf-ten Markt der Neuenglandstaaten unter Beweis stellen konnte.
GF AgieCharmilles | results TOdAY | 03
AeroNAuTiC | NorTheAsT eDm 3
GeFräsTe uND eroDierTe implANTATe mACheN rüCkeN wieDer beweGliChMit im eigenem Operationssaal getesteten Wirbelsäulen-Implantaten und dazugehörenden Operationsin-strumenten ist die Innovative Spinal Technologies (IST) weltweit führend bei Produkten für minimale Eingrif-fe in der Spinal-Chirurgie. Das Unternehmen mit Sitz in Massachusetts entwickelt, konstruiert und erstellt Prototypen für alle Produkte selbst. Erodieren und 5-Achsen-Fräsen sind dabei die Schlüsseltechnologien.FerTiGuNGskompeTeNz Aus eiNer hAND
Gegründet 2002 avancierte die IST schnell zum führenden Unternehmen von innovativen Produkten für die Spinal-Chir-urgie und beschäftigt heute 38 Mitarbeitende. Immer bestrebt die besten Produkte anzubieten, entwickelt IST schon die nächste Generation von Wirbelsäulen-Implantaten und –operations-instrumenten. Dazu steht dem Unternehmen ein kompetenter Partner beratend zur Seite, wie diese Komponenten fertigungs-technisch und wirtschaftlich am besten hergestellt werden. Ken
Otzel von «High Performance Macinery, LLC» ist der lokale Repräsentant von GF AgieCharmilles, der die Maschi-nenanforderungen analysierte. Auf dieser Basis entschied die IST ein eigenes Technik-Center zu entwickeln, mit dessen Maschinenpark neue Produkte von der Idee bis zum fertigen Implantat innert Stunden und Ta-gen verwirklicht werden können. Mit Jeff Kazmierski hat die IST zudem einen Spezialisten, der 30jährige Erfahrung mit Erodie-ren, Fräsen und Drehen aus der Medizingeräte-Industrie mit-bringt. Er erkannte, dass mit der anspruchsvollen Fertigung der
IST-Produkte auch die Anforde-rungen an Erodieren und Fräsen steigen. IST investierte in eine 5achsige Fräsmaschine MIKRON HSM 400U mit Palettenwechsler, eine Senkerodiermaschien AT Spirit 2 sowie in eine Draht- erodiermaschine FI 240CC – alle vom Schweizer Hersteller GF AgieCharmilles.
Aus einem Strang einer Kobalt-Chrom-Legierung wird als Erstes die Grundform abgedreht (links), wobei der obere Teil als Halterung stehen bleibt und erst nach dem 5-Achsen-Fräsen auf der Drehbank abgetrennt wird.
«die Mikron HsM 400u passt genau in das Anfor-derungsprofil unserer Fer-tigung und beim erodieren haben wir ebenfalls in Ma-schinen von GF AgieChar-milles investiert. so haben wir exzellenten service und beratung aus einer Hand».
Jeff Kazmierski, Herstellungsleiter der
IST – Innovative Spinal Technologies.
beArbeiTeN voN kom-plexeN FormeN Aus exoTisCheN mATeriAlieN
Die enge Zusammenarbeit mit namhaften Chirurgen erlaubt der IST eine wirtschaftliche Umsetzung von medizinischen Anforderungen in gebrauchs-fertige Implantate und Opera-tionsinstrumente. Die Anwen-dungstechniker der IST arbeiten direkt mit Chirurgen zusammen und können aus erster Hand sofort Zeichnungen anfertigen, die dann per «SolidWorks» in CAD konstruiert werden. Das Beispiel der Komponente für ein Implantat-System zeigt, wie Jeff Kazmierski die bestmöglichen Bearbeitungstechnologien fest-legt und welches die einzelnen Fertigungsschritte sind.
5 AChseN erGebeN beim FräseN NAhezu Alle FormFreiheiTeN
Ein Strang aus einer Kobalt-Chrom-Legierung ist das Ausgangsmaterial der Implan-tat-Komponente. Erster Bear-beitungsschritt ist das Abdrehen der Aussenkontur. Dazu lässt der Bediener einen ca. 3 cm langen Zapfen stehen, der als Halterung für alle weiteren Bearbeitungs-schritte dient. Das Teil wird dann mit System 3R auf das 5-achsige Hochgeschwindigkeits-Bear-beitungszentrum MIKRON HSM 400U gespannt und mit dem per
«Powermill» erstellten CAM-Programm abgearbeitet. Die Bearbeitung, ausgeführt von Ken Nadeau, erfolgt im Ölnebel mit 3 TiN-beschichteten Fräsern von 5, 3 und 1,5 mm Durchmesser, die mit Drehzahlen von 10.000 bis 40.000 U/min-1 eingesetzt werden. Der enorm schnelle Schwenkrundtisch mit Direktan-trieb ermöglicht die HSC-Simul-tanbearbeitung aller 5 Achsen sowie extrem schnelle Dreh- und Schwenkbewegungen. Gepaart mit hoher Dynamik und Stabilität ergeben sich Qualitätswerte an dieser Komponente, die IST er-wartet: 6 RA (Ra 0,1 µm) Oberflä-
Das per Powermill erstellte Pro-gramm wird in die MIKRON HSM 400U eingelesen. IST setzt für diese Bearbei-tung vom Schruppen bis Feinschlichten drei TiN-beschichtete Fräser von «Seco Jabro» mit Durchmessern von 5, 3 und 1,5 mm ein.
chengüte und ± 10 µm Formtole-ranz über das ganze Werkstück. Und dies bei der hochzähen Le-gierung Kobalt-Chrom. Letzter Arbeitsschritt bei dieser Kompo-nente ist noch auf der Drehbank das Einbringen der Innenkontur am Kopfende sowie das Trennen der Halterung. Pro Komponente ergibt sich eine Durchlaufzeit von 23 Minuten inklusiv aller Bearbeitungsschritte. Für Jeff Kazmierski ist dabei die MIKRON HSM 400U das Prunkstück der Fertigungskette, bringt sie doch die Endqualität an die Kompo-nente für einen neuen Prototyp.
Werkstück, Elektroden sowie eine Titanium-Fixierungsplatte und ein selbsthaltendes Schraubziehersystem geben einen kleinen Einblick in das viel-fältige Fertigungsspektrum der IST.
Das Implantat-System der IST erlaubt die Bewegung der Lendenwirbel. Der Patient kann sich beugen, dehnen, rotieren und seitlich neigen. Dies zum Unterschied, wenn diese Wirbel operativ steif gelegt werden, um vertebrale Schmerzen zu lindern.
Jeff Kazmierski, Herstellungsleiter der IST – Innovative Spinal Technologies, vor der Hochgeschwindigkeitsfräsmaschine MIKRON HSM 400U.
GF AgieCharmilles | results TOdAY | 03
meDiCAl implANTs | isT 5
TeileproDukTioN miT DrAhTero-sioN wirTsChAFTliCh GesTAlTeN
Das englische Sheffield ist der Firmen-sitz der Pro Spark Ltd., die mit zwei Drahterodiermaschinen der GF AgieCharmilles High-Tech-Teile für die Branchen Medizintechnik, Energie-produktion und Maschinenbau fertigt. Mit schlanken Strukturen kann das Unternehmen schnell und flexibel auf Aufträge reagieren, die mit gleichblei-bend hoher Qualität ausgeführt werden.
Die Einführungsfedern für Hüftope-rationen werden nach der Draht-erosion auf der AC Progress V3 nur noch getrocknet und gesäubert und sind dann für den medizinischen Gebrauch einsatzbereit.
«im nachhinein können wir sagen, dass uns die Flut in sheffield vor einem Jahr zu GF AgieCharmilles brachte. einfach, weil die beiden AC Progress V3 das bessere Mechanikkonzept haben und bessere resul-tate liefern».
Paul Turner, Geschäftsleiter und Inhaber
der Pro-Spark Ltd.
Weitere Komponenten wie z.B. für den Maschinenbau, die Medizintechnik oder die Energieproduktion belegen, wie meisterhaft Pro-Spark Drahterosion einsetzt.
Eine fertigerodierte Einführungsfe-dern für Hüftoperationen aus gehär-tetem Stahl. Die beiden auf eine Halte-platte geschweissten Stapel sind das «Restprodukt» nach der Drahterosion.
Alle Startlochbohrungen für die Drah-terosion sowie Mikrobohrungen werden auf der SD 1 von GF AgieCharmilles durchgeführt.
Das mit «Peps» erstellte Geometrie-programm wird mit Hilfe der Steuerung «Agievision» direkt auf der AC Progress V3 zielgerichtet mit den Bearbeitungs-technolohgien verknüpft.
eiNe hoChwAsserkA-TAsTrophe brAChTe DeN weChsel
Das Jahr 2007 stand für die Pro Spark unter keinem guten Stern. Ein Hochwasser vom Zusammenfluss der fünf Flüsse Don, Sheaf, Rivelin, Loxley und Porter setzte das Gebäude unter Wasser. Alle Werkzeugmaschi-nen waren binnen Stunden unbrauchbar geworden und Paul Turner, der die Firma 2000 grün-dete, musste schnell handeln, um die Pro Spark erfolgreich weiterführen zu können. Eine Marktumfrage brachte den Kontakt zu Drahterodiermaschi-nen von GF AgieCharmilles. Die Umstände waren zwar naturge-geben, aber Paul Turner nutzte die Situation für Investitionen in die Zukunft, indem er sich für zwei AC Progress V3 entschied, die ihn mit hoher Rachenweite, mechanischem Konzept und hoher Präzision am Werkstück am meisten überzeugten.
serieNproDukTioN miT opTimAlem eiNsATz Der DrAhTerosioN
Als Beispiel für Flexibilität und den ingeniösen Einsatz von Drahterosion bei der Pro Spark steht die Fertigung von Medizin-teilen in Serie. Zur Fertigung von Einführungsfedern für Hüftopera-tionen wird zunächst ein rostfreier Stahlstrang von 1 m Länge mit Drahterosion halbiert. Dann werden auf der AC Progress V3 nachts unbeaufsichtigt Sektionen von 2,15 mm geschnitten, die dann der Bediener morgens mit einem Trennschnitt einzeln löst. Alle Scheiben werden dann extern auf 50 bis 52 Rockwell gehärtet und auf 2 mm Dicke geschliffen. Zurück bei Pro Spark werden die Scheiben zu 20 bis 40 gestapelt und dreifach an den Aussenkon-turen verschweisst. Jeweils zwei Stapel werden dann auf eine Halteplatte geschweisst, die beim Erodieren als Fixierung dient.
hohe AuToNomie Der mAsChiNe ermöGliChT mANNlose beArbeiTuNG
Nächster Schritt ist das Einbrin-gen der 5 Startlochbohrungen pro Stapel auf der SD 1. Vier Bohrun-gen für die Innenkonturen und eine Bohrung für die Aussenkonturen. Mit Hilfe von Agiesetup 2 D wird dann auf der AC Progress V3 die Halterung über Länge und Breite zentriert. Mit einem 0, 25 mm dünnen Messingdraht werden zuerst alle Innenkonturen und dann die Aussenkontur geschnit-ten. Dies erfolgt wieder unbe-aufsichtigt über Nacht, so dass der Bediener morgens nur noch die Trennschnitte ausführen und die Ausfallteile entfernen muss. Eine 180-Grad-Drehung und die 5 Stunden dauernde Bearbeitung des zweiten Stapels kann vorge-nommen werden. An allen Einfüh-rungsfedern für Hüftoperationen wird mit einem Hauptschnitt eine Oberflächengüte von Ra 1,6 µm und eine Konturtolranz von ± 50 µm realisiert. Für Paul Turner dank AC Progress V3 die richtige Relation von Qualität und Zeit.
GF AgieCharmilles | results TOdAY | 03
meDiCAl AppliANCes | pro spArk 7
eiNziGArTiG bei uNbeAuFsiCh-TiGTeN FräsbeArbeiTuNGeN
Great Lakes Mold ist im amerikanischen Bundesstaat Michigan beheimatet und baut komplette Spritzgiesswerkzeuge für Kompo-nenten der Automobil-, Elektronik- und Medizintechnik-Industrie. Das mittelständige Unternehmen liefert auch einzelne Werkzeu-gelemente wie Formeinsätze, Schieber, Auswerfer oder Reparat-urteile. Great Lakes Mold bedient sich dazu der Bearbeitungsver-fahren HSC und EDM als Schlüsseltechnologien im Werkzeugbau.
hsC uND eDm siND Die sTüTzeN Des uNTerNehmeNs
Mit 18 hochqualifizierten Mitar-beitenden hat die Great Lakes Mold & Engineering die ideale Unternehmensgrösse, um flexi-bel auf Aufträge des technischen Formenbaus reagieren zu kön-nen. Unbeaufsichtigter Betrieb der Werkzeugmaschinen sind dabei unabdingbar, soll hohe Präzision mit wirtschaftlicher Fertigung realisiert werden. Das
1994 gegründete Unternehmen hat mit GF AgieCharmilles auf einen Hersteller gesetzt, der Fräs- und Erodiermaschinen und dazugehörenden Service aus einer Hand bietet. Neuste Investition ist die MIKRON HSM 800, ein Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentrum, das bei Great Lakes Mold meist für hochgenaue, filigrane Bearbei-tungen eingesetzt wird, wie der Formeinsatz für ein Spritzgiess-werkzeug zur Produktion von Lenkradabdeckungen zeigt.
Mit Powermill werden bei Great Lakes Mold die Fräserbahnen am Volumenmo-dell des Werkstücks real simuliert.
«ich kenne keine andere Fräsmaschine, die be-stimmte bei uns anfallende bearbeitung besser im unbeaufsichtigten betrieb durchführen könnte, als die MiKrOn HsM 800».Ron Kriss, Vice President der Great
Lakes Mold & Engineering.
mAsChiNeN siND immer über 80 prozeNT Aus-GelAsTeT
Für die Bearbeitung des Form-einsatzes «Lenkradabdeckung» wählte die Great Lakes Mold TiN-beschichtete Fräserwerk-zeuge aus Hartmetall mit einem Durchmesser von 5 mm, die sowohl fürs Schruppen als auch Schlichten eingesetzt werden. Die MIKRON HSM 800 verfügt über eine Spindel von StepTec mit Werkzeughalter HSK-E40, die für 40.000 Umdrehungen pro Minute ausgelegt ist, so dass diese Bearbeitung problemlos mit 25.0000 min-1 und 508 cm/min. (200 in/min.) Vorschub durchgeführt werden konnte. Nach 2 Stunden Fräsen wurde am Werkstück eine Formtoleranz von ± 2 µm erzielt und am Mik-roskop wurde eine Oberfläche wie poliert attestiert. Schnelles Erreichen von Passgenauigkeit auf Anhieb ist der Hauptgrund, das vom Erstellen der Zeichnung bis zum fertigen Werkzeug keine 8 Wochen vergingen. Für Great Lakes Mold ein Wirtschaftlich-keitsfaktor, der sich schnell be-zahlt macht und zur 80 prozen-tiger Auslastung der Maschinen beiträgt.
werkzeuGmACher-kNowhow hilFT Dem kuNDeN spAreN
Für den Formeinsatz für das Spritzgiesswerkzeug «Lenk-radabdeckung» wählte die Great Lakes Mold einen auf über 60 Rockwell gesinterten Stahl, um beim Spritzgiessen höchste Formtreue und die genau defi-nierte Materialdicke zu erzielen. Das CAD-Programm für diesen Formeinsatz wurde werkzeug-gerecht mit Powermill erstellt. Werkzeuggerecht heisst für Great Lakes Mold, dass mit einfachen Modifikationen am Produktdesign wirtschaftlichere Fertigungsme-thoden gewählt werden können, die das Produkt als solches verbilligen und dem Kunden weitergegeben können. Ist das Programm auf die MIKRON HSM 800 geladen, können mit der Steuerung iTNC 530 von Heiden-hain Frässtrategien aufgerufen werden, die diesem Applikations-typus entsprechen. Nach eigenen Erfahrungswerten kann der Bediener dann noch optimieren.
Erodiermaschinen fertigen einen Formeinsatz, den ein versierter Werk-zeugmacher in das Spritzgiesswerkzeug montiert.
Mit insgesamt 8 Werkzeugmaschinen von GF AgieCharmilles ist der Werk-zeugbau der Great Lakes Mold für senk-, draht- und bohrerosive Bearbeitungen sowie Fräsen bestens für den an-spruchsvollen technischen Formenbau ausgestattet.
Senk- und drahterodierte Formeinsät-ze für komplexe Spritzgiesswerkzeuge belegen den ebenfalls hohen Stellenwert der Erosion im Werkzeugbau der Great Lakes Mold.
Für Great Lakes Mold ist die MIKRON HSM 800 das unbestrittene Highlight bei unbeaufsichtigten Bearbeitungen mit Präzision auf Anhieb.
Schon der Firmennamen EDM Xpress drückt die Philosophie des Unterneh-mens aus: Fristgerechte Lieferung von erodierten Teilen. Das kalifornische Un-ternehmen bietet Lohnerosion in höchs-ter Präzision und ist selbst bei Kunden mit eigener Anwendung von Elektroerosi-on ein gefragter Partner.
NiChTs isT NormAler Als höChsTe QuAliTäT sChNell zu lieFerN
Über 30 Jahre Erodierpraxis brachte der heutige Geschäfts-führer und Firmenmitinhaber Frank Zsemlye in die EDM Xpress, Inc. ein, als das Unter-nehmen 2002 gegründet wurde. Elektroerosionsmaschinen von GF AgieCharmilles waren und sind dabei für das Unternehmen mit Sitz in Placentia in der Nähe von Los Angeles die Stützen des andauernden Geschäftserfolges. Sind die Fertigungsideen noch so ausgefallen, die Werkstücke noch so kompliziert, die Werk-stoffe noch so exotisch, die Ter-
mine noch so eng – für die EDM Xpress kein Grund mit Draht- und Senkerosion nicht eine Lö-sung zu finden. So erhielt EDM Xpress den Aufrag, 50 Austritt-Ventilführungen ((engl.: exit valve guides)) über ein Jahr verteilt zu fertigen. Eine echte Herausfor-derung, ist doch das Werkstück aus Inconel 625, einem schwer zerspanbaren Material auf Basis einer korrosionsbeständigen Nickellegierung.
Erstaunlicherweise sind 30% der Kunden von EDM Xpress selbst Anwen-der von Elektroerosion, was indirekt ein Kompliment für hohe Qualität und Termintreue des kalifornischen Unter-nehmens ist. Exzellente Bearbeitungs-beispiele der EDM Xpress dazu sind die beiden erodierten Gehäuse aus einer Aluminiumlegierung.
«das Potential der elek-troerosion kennen und richtig anwenden, das ist unser Job mit dem wir Geld verdienen. Man muss nur etwas die eingefah-renen Weg der Fertigung verlassen und kommt zu Lösungen, die uns und dem Kunden nutzen».Frank Zsemlye Sr, Geschäftsleiter der
EDM Xpress, Inc.
Enge Liefertermine erlauben kaum Stillstandzeiten der insgesamt 11 Ero-diermaschinen von GF AgieCharmilles.
Die Austritt-Ventilführung wurde auf einer FO 55 P mit einer Oberflächengüte von VDI 27 senkerodiert.
DiFFizile elekTroDeN-FerTiGuNG
Für Frank Zsemlye war klar, dass die eigentliche Fertigung der Austritt-Ventilführung in einem Stück mit Senkerosion erfolgen musste, um die gefor-derte Formgenauigkeit und eine homogene Oberflächengüte von VDI 27 zu erreichen. Die Knack-nuss war die Elektrodenferti-gung, zu der EDM Xpress aber auch hier eine Lösung fand. Aus der Kundenzeichnung werden die Geometriedaten zur Elek-trodenfertigung generiert und als erster Bearbeitungsschritt werden in die 3 Segmente aus Kupfer der Zahnkranz drahtero-diert. EDM Xpress lässt dabei etwas Materialzuschuss in der Höhe, so dass alle Zähne auf einer Schleifmaschine auf die gleiche und dabei 100prozentig horizontale Höhe gebracht wer-den können. Alle Aussen- und Innenkonturen werden dann auf das vorgegebene Mass gefräst. Danach werden die drei Seg-mente zusammenmontiert und die Enden jedes Segments abge-schliffen. Innen- und Aussenkon-turen werden auf das Endmass drahterodiert und gefräst.
sTAbiler prozess AuCh bei Grosser eiNGriFFs-FläChe
Das «Werkzeug» Elektrode wird auf hauseigenen Mess- und Prüfsystemen gecheckt und die eigentliche «Produktion» der Austritt-Ventilführung mit Senkerosion kann beginnen. Aufgrund der Aussenmasse des Werkstücks wählt die EDM Xpress dazu ihre FO 55 P, die über den entsprechend gross-en Arbeitsbehälter verfügt. Die Senkerodiermaschine hat zudem einen leistungsfähigen Genera-tor, der Entladungen gleichmä-ssig dosiert auf den gesamten Ring der Austritt-Ventilführung bringt. Dies ermöglicht stabi-len Prozess und am Werkstück werden homogene Oberflächen erzielt. Wie beschrieben verlangt die Elektrodenfertigung bei jedem Bearbeitungsschritt viel Erfahrung, so dass gebrauch-te Schlichtelektroden dieser Anwendung auch als Schruppe-lektroden eingesetzt werden und somit doppelt genutzt werden können. Mit nur einer Woche kompletter Fertigungszeit, hat EDM Xpress wieder einmal aufs Neue bewiesen, dass kompli-zierte Teile auch in kurzer Zeit geliefert werden können.
Mit langjährigem Knowhow setzt EDM Xpress bei der Herstellung der Kupferelektrode virtuos Drahterosion, Schleifen und Fräsen ein.
Die fertigmontierte Elektrode besteht aus den drei Teilsegmenten aus Kupfer.
GF AgieCharmilles | results TOdAY | 03
DeFeNCe | eDm xpress 11
präzises FräseN Für eDle proDukTe
Seit 1997 ist Frazero gefragter Lieferant von Design, Ent-wicklung und Fertigung für die Automobil- Luft- und Schifffahrt-Industrie. Fokussiert auf konzeptionelle Innen-ausstattungs-Komponenten, personalisierte Projekte und Kleinserien kooperiert das englische Unternehmen mit den bekanntesten Autoherstellern der Welt. Bei der Produktion vertraut Frazero auf Fräsmaschinen der GF AgieCharmilles.
hiGhTeCh-FerTiGuNG GepAArT miT hAND-werkliChem köNNeN
Bentley, Rolls Royce, Bugatti, Jaguar, Cadillac, Morgan, Spyker – kaum eine Nobelmarke, die nicht Kunde bei Frazero wäre und kaum ein Sonderwunsch, den Frazero nicht erfüllen
könnte. Das in der Nähe von Silverstone gelegene Unter-nehmen beschäftigt heute 73 Mitarbeitende und beherrscht alle Bearbeitungsprozesse, um anspruchsvolle Materialen wie Aluminium, Holzfurniere, Vakuum-Formen, Vinyle oder ABS zu formen, zu schneiden, zu kleben oder zu fräsen. Speziell
Hochgeschwindigkeitsfräsen hat bei Frazero einen hohen Stellen-wert, werden doch mit diesem Bearbeitungsverfahren fast alle Gehäuse, Funktionsteile oder 3D-Dekorationen hergestellt, wie das Beispiel der Zigarren-Box «Humidor» zeigt.
«die genaue Wiedergabe von details, dekorationen aber auch die Präzision bei Funktionsteilen aus Alumi-nium schaffen wir mit der MiKrOn XsM 600 am bes-ten. unsere Kundschaft ist anspruchsvoll und so sind wir es auch bei Werkzeug-maschinen».
Alan Sawyer, Managing Director
der Frazero Ltd.
prioriTäTeN-orieNTierTe sTeueruNG Für iNDiviDu-elle beArbeiTuNG
Das Fräsen des Verschlusses der «Humodor»-Box aus Aluminium 2014 hat zwei grundverschiedene Bearbeitungsaspekte. Einmal ist der Grundkörper aus dem Vollen zu fräsen und zum anderen ist dann auf der Sichtfläche des Ver-schlusses das «Rolls Royce»-Emb-lem dreidimensional einzubringen. Die Priorität für den ersten Fräs-vorgang wird auf die Zeit gelegt und Frazero setzt dafür Fräswerk-zeuge mit 6 mm Durchmesser ein. Für das dreidimensionale Abbilden des «Rolls Royce»-Logos ist dann Geanuigkeit erste Priorität und es werden Fräswerkzeuge mit 0,5 mm Durchmesser verwendet. Bei beiden Bearbeitungen profitiert Frazero vom «Operator Support System» der MIKRON XSM 600. Über die inuitive Benutzerober-fläche der Steuerung iTNC 530 2P von Heidenhain können die Zielgrössen Geschwindigkeit, Ge-nauigkeit, Oberflächengüte sowie Werkstückgewicht- und komplexi-tät gezielt definiert werden. Für die Frazero das ideale Instrument, jede Bearbeitung mit den bestmögli-chen Parametern durchführen zu können. So benötigt die komplette Fertigung von 6 Verschlüssen auf der MIKRON XSM 600 gerade noch 27 Minuten bei bester Qualität.
GerADe bei kleiNse-rieN DeN pAleTTeN-weChsler NuTzeN
Neben den beiden Deckeln, den Seitenwänden, der Zigar-renaufnahme sowie weiteren Funktionsteilen sind auch die Verschlüsse für die «Humidor»-Box ebenfalls aus Aluminium zu fertigen. Dazu werden jeweils 6 Werkstücke auf eine Palette gespannt, zu der Frazero eine Eigenlösung entwickelte, die ein schnelles und präzises Fixieren der Werkstücke erlaubt. Dies er-folgt unabhängig von der aktuel-len Bearbeitung, können doch 4 Paletten à 600 x 600 mm geladen werden. So wird der Verschluss zweistufig bearbeitet, indem zuerst der gebogene Grundkör-per in einer Aufspannung à 6 Stück gefräst wird und dann in einer zweiten Aufspannung die frontale Fräsbearbeitung erfolgt. Der Palettenwechsler der MIKRON XSM 600 gibt Frazero die Flexibilität, Kleinserienferti-gung wie diese Verschlüsse zeit-lich gestaffelt oder nach Priorität einzuplanen.
In vielen Arbeitsschritten werden gefräste Aluminiumgehäuse und –kom-ponenten montiert. Nach Kundenwunsch kommen edle Hölzer, Vinyl und auch naturbelassene Leder zur Verwendung - passend zur Nobel-Marke des Kunden.
Eine Palette, bestückt mit 6 fertig-gefrästen Verschlüssen mit «Rolls Royce»-Emblem aus Aluminium für die «Humidor»-Box, kann jetzt aus dem Palettenwechsler der MIKRON XSM 600 genommen werden. Alan Sawyer, Managing Director der Frazero, zeigt als Beispiel für filigrane Frästechnik einen aus dem Vollen gefrästen Schriftzug, der ebenfalls auf der MIKRON XSM 600 gefertigt wurde.
GF AgieCharmilles | results TOdAY | 03
AuTomoTive | FrAzero 13
DrAhTerosioN isT DAs herzsTüCk Der proDukTioNAnfänglich Spezialist für drahterodierte Komponenten kleinster Dimensionen, ist die im kalifornischen Va-lencia ansässige Classic Wire Cut heute eine der innovativsten Herstellerinnen von Chirurgie-Instrumenten und Implantaten für die Medizintechnik-Industrie. Die Entwicklung des Unternehmens zeigt, dass Draht-erosion eine Schlüsseltechnologie der Hightech-Produktion bleibt.
ANGewANDTe kompe-TeNz uND iNNovATioN
Classic Wire Cut wurde 1984 gegründet und beschäftigt heute 120 Mitarbeitende in einem hochmodernen, knapp 8000 qm grossen Werk. Mit fast einem Vierteljahrhundert Knowhow, verfeinert das Unternehmen kontinuierlich seine Prozesse, um mit Drahterosion die inno-vativsten Chirurgie-Instrumente und Implantate der Medizintech-nik-Industrie zu fertigen.
Classic Wire Cut nimmt an medizinischen Seminaren und live durchgeführten Operatio-nen teil, um aus erster Hand umfassende Informationen über aktuellste Operationstechniken zu erhalten. Das Unternehmen hat sich auch mit namhaften Chirurgen zusammengetan und erhält so ausführliche Analy-sen, Operationsmethoden zu verbessern. Diese äusserst proaktive Vorgehensweise spielt eine bedeutende Rolle für den Erfolg des Unternehmens. Mit der Konstruktion und Produktion eines Chirurgie-Instruments für frontale Nasennebenhöhlen-Operationen, hat Classic Wire Cut wieder aussergewöhnliches Knowhow unter Beweis gestellt.
Classic Wire Cut benutzt «Solid-Works» zur Kreation neuer Produkte wie das Chirurgie-Instrument für Nasen-nebenhöhlen-Operationen. In diesem Stadium wird auch die Vorgehensweise und Strategie der Fertigung festgelegt.
«es ist schon sehr befrie-digend für meine Mitarbei-ter und mich Produkte zu entwickeln und zu produ-zieren, die die Lebensqua-lität unserer Mitmenschen verbessern. Maschinen von GF AgieCharmilles spielen dabei eine vitale rolle».
Brett Bannermann
Chief Executive Officer
Die Erodiermaschinen von GF Agie- Charmilles entsprechen dem hohen Standard, den Classic Wire Cut an Elekt-roerosion stellt.
Drahterodierte Teile werden einer Sichtprüfung unterzogen.
eiN meisTerwerk Der koNsTrukTioN
Herausforderung für die Classic Wire Cut war, das Chirurgie-Instruments für frontale Nasen-nebenhöhlen-Operationen zu verbessern. Der einhändige Gebrauch des Operationsin-struments war der Schlüssel zur Ergonomie. Das Unternehmen integrierte sowohl eine Gelenk- als auch eine Sperrfunktion in einen einfachen, mit dem Daumen zu bedienenden Hebel. Ohne Neupositionierung kann dann mit dem vorderen Finger-hebel die Mikro-Schere an der Spitze des Instruments betätigt werden. Regelmässig erzielen Erodiermaschinen der GF AgieCharmilles die enge To-leranzen, die dann eine sanfte Operation sicherstellen. Ein Zusatznutzen ist die erreichbare Oberflächengüte von Ra 0,25 µm.
Die kuNsT, mikroTeile miT DrAhTerosioN zu FerTiGeN
Classic Wire Cut benutzt «Esp-rit», um direkt von 3-D-Objekten die Schneidgeometrien zu generieren, die dann drahtlos über DNC auf die Drahtero-diermaschinen FI 240 geladen werden. Komplizierte Konturen und Formen fertigt das Un-ternehmen alle selbst, denn die einzigartigen Fähigkeiten des Chirurgie-Instruments für Nasennebenhöhlen-Operationen hängen von präzisen Kompo-nenten und Geometrien ab. Jede integrierte Komponente muss masshaltig sein, da sich Abwei-chungen über das ganze Instru-ment multiplizieren würden. Der Erfolg des Chirurgen hängt auch vom «Feeling» des Instruments ab. Und das wird mit Drahterosi-on erreicht.
Während des Fertigungs- und Montageprozess überprüft Clas-sic Wire Cut die Einhaltung aller Massvorgaben. Das Ergebnis: HNO-Chirurgen können nun direkt durch die Nase operieren – an Stellen, die bisher kaum zugänglich waren. Der Eingriff ist nun kleiner und kürzer, der Patient leidet weniger. Dank Einsatz der innovativen Maschi-nen von GF AgieCharmilles, hat Classic Wire Cut geholfen, das Leben vieler Patienten auf der ganzen Welt zu verbessern.
Das Chirurgie-Instrument für frontale Nasennebenhöhlen-Operationen wurde aus einem rostfreien Stahl mit Elektroerosion, CNC-Fräsen und Lasern hergestellt.
Brett Bannermann präsentiert eine der neuesten Innovationen der Classic Wire Cut.
GF AgieCharmilles | results TOdAY | 03
meDiCAl iNsTrumeNTs | ClAssiC wire CuT 15
impulsGeber Für iNNovATioNeN im FräseNDie Krones AG bietet ihren Kunden mit der Fertigung von Streckblasformen-Werkzeugen den Service, PET-Flaschen zu produzieren. Für die detailgenaue Wiedergabe des Kun-dendesigns, setzt das bayerische Unternehmen neueste HSM-Maschinen der GF AgieCharmilles ein.
hsm-FräseN Für hohe DeTAilwieDerGAbe
Am Standort Neutraubling, wenig entfernt von Regensburg, fertigt die Krones AG Streckblas-formen zur Herstellung von PET-Flaschen. Auftraggeber sind Getränkehersteller aus der gan-zen Welt, die ihre Biere, Mineral-wasser, Säfte oder Soft-Drinks in einzigartigen «Verpackungen» anbieten. Kaum eine Flasche gleicht der anderen und Krones hat immer ausgefallenere De-signerwünsche mit Streckblas-
formen-Werkzeugen zu erfüllen. Dem Fünf-Achsen-Hochge-schwindigkeitsfräsen fällt dabei besondere Bedeutung zu, ist sie doch die Bearbeitungstechno-logie, mit der Krones die vom Kunden gewünschten Details, Oberflächen und Formen an der PET-Flasche indirekt mit dem Streckblasformen-Werkzeug realisiert. In einem ersten Schritt wird nach Kundendesign mit «Unigraphics» das CAD-Pro-gramm erstellt und daraus mit dem selben Programm die CAM-Bearbeitungstechnologien fürs
HSM-Fräsen abgeleitet. In dieser Phase wird auch festgelegt, wel-che Fräswerkzeuge für welchen Arbeitsschritt eingesetzt werden. Für die spanabhebende Bearbei-tung der «Bodentasse» setzt die Krones 10 bis 15 Fräswerkzeuge unterschiedlichster Durchmes-ser ein, um dann Bohrungen, Gewinde, Kavitäten und feinste Oberflächen in einer Aufspan-nung zu realisieren.
«seit 1999 haben wir 20 Hochgeschwindigkeits-bearbeitungszentren bei GF AgieCharmilles gekauft. in dieser Zeit gab Krones mehrmals den Anstoss für neue entwick-lungen, die heute in vielen Mikron-Modellen erfolg-reich verwirklicht sind».
Georg Hofmeister, Leiter Produktions-
team FE 1 Blasformen der Krones AG.
Nachdem die Aussenkontur sowie die Kühlspirale am Boden mit einem Dreh-/Fräszentrum in den Rohling aus der Aluminiumlegierung AlMgSi gedreht und gefräst wurden, werden die Werkstücke in den Palettenwechsler der MIKRON XSM 400U geladen.
Georg Hofmeister, Leiter Produktionsteam FE 1 Blasformen der Krones AG, vor einer der 12 MIKRON XSM 400U, auf denen auch die «Bodentassen» gefräst werden.
Auf der MIKRON XSM 400U wird die «Bodentasse» gefräst, gebohrt und es werden Gewinde eingebracht. Krones verwendet dazu 10 bis 15 HSK-gespannte Fräswerkzeuge. Die erreichten ± 15 µm Toleranz über die gesamte Form belegen die hohe Präzision der 5 Simultan-Achsen.
Das CAD-Volumenmodell zeigt den generellen Aufbau eines Streckblasformen-Werkzeugs zur Herstellung von Getränkeflaschen aus PET. Ausser den beiden Formhälften ist die sogenannte «Bodentasse» Hauptbestandteil dieser Werkzeuge.
hoChGesChwiNDiG-keiTsFräseN briNGT peT-FlAsCheN iN Form
Die eigentliche Fertigung der «Bodentasse» für das Streck-blasformen-Werkzeug beginnt mit dem automatisierten Sägen von Segmenten ab Stange. Die Rohlinge aus der Aluminiumle-gierung AlMgSi werden danach mit einem 0-Punkt-Spannsystem von System 3R fixiert und der Bearbeitung auf einem Dreh-/Fräszentrum zugeführt, wo die Aussenkontur gedreht und die Kühlspirale am Boden einge-bracht wird. Nächster Schritt ist das Beladen des Palettenwechs-lers der MIKRON XSM 400U mit den vorgefertigten Werkstücken. Dank optimaler Zugänglich-keit erfolgt dies bequem und mit Überblick. «Das Verhältnis
Automatisierung zur Aufstell-fläche hat GF AgieCharmilles optimal gelöst und ist für diesen Maschinentyp einmalig», so der Kommentar von Georg Hofmeis-ter, Leiter Produktionsteam FE 1 Blasformen der Krones AG. Und weiter: «Das mecha-nische Konzept der MIKRON XSM 400U und 600U absorbiert auch hervorragend die hohen Beschleunigungs- und Brems-kräfte der 5 Simultan-Achsen. Am Werkstück zeigt sich dies mit präziser Wiedergabe aller Details». Aber auch die Oberflä-chengüten, die mit den beiden Mikron-Modellen XSM 400U und 600U erreicht werden, sind bei Streckblasformen-Werkzeugen match-entscheidend, sorgen sie doch bei PET-Flaschen für spiegelglatte Aussenflächen.
miT opTimAler plA-NuNG FräsmAsChiNeN TäGliCh zu 90% Aus-lAsTeN
Die rund 10.000 Mitarbeiter beschäftigende Krones AG hat Produktionseinheiten, die als hausinterne Systemlieferanten für ihre verschiedenen Produkti-onssparten fungieren. So liefert die Produktionseinheit «FE 1» Blasformen für Kunden in aller Welt. Oft werden die 46 Mitarbei-tenden dieser Produktionseinheit mit kurzfristigen Design-Ände-rungen der Kunden konfrontiert. Die Herausforderung ist dann, diese Eilaufträge in die lau-fende Produktion störungsfrei mit einzuplanen. Eine wichtige Hilfe ist dabei das 0-Punkt-Spannsystem von System 3R, mit dem Aufträge jederzeit ohne Rüstzeit eingeschoben werden können. Überhaupt hat Krones alle Rüst- und Nebenzeiten von den Maschinen weggenommen, wie ein Blick auf die Betriebs-zeiten der Spindeln zeigt: Alle 5-Achsen Ultra-Hochgeschwin-digkeits-Bearbeitungszentren MIKRON XSM 400U und 600U weisen jährlich um die 7500 Spindel-Stunden auf. Nochmals Georg Hofmeister, auf diese Zahl angesprochen: «Unsere Fräsma-schinen sind 365 Tage im Jahr 22 Stunden pro Tag (Jahresdurch-schnitt) in Produktion.
Normalerweise arbeiten die Maschinen den laufenden Auftragsbestand ab. Sind aber Eilaufträge zu erledigen, so können sie jederzeit eingescho-ben werden». Die rollierende Planung der Krones ermög-licht kurze Durchlaufzeiten, die bei der «Bodentasse» gerade einmal einen Tag beträgt und sich aus 10% Programmieren, 10% Drehen, 50% HSM-Fräsen, 15% Polieren, 5% Reinigung und 10% Montage zusammensetzt. Werden diese 50% HSM-Fräsen hochgerechnet, wird ersichtlich, welch grosses Auftragsvolumen an Streckblasformen-Werkzeu-gen täglich, wöchentlich, monat-lich, jährlich die Produktionsein-heit «FE 1» der Krones mit den MIKRON XSM 400U und 600U bewältigt. Auch ein Vertrauens-beweis in GF AgieCharmilles und speziell in die Verfügbarkeit von Ersatzteilen, bei der Krones als fordernder Partner auch Impulse gab für neue Massstäbe im Service. Alle Werkzeugmaschi-nen unterliegen einem 3-Jahres-Investitionszyklus. So hat Krones von GF AgieCharmilles immer Maschinen mit Leistungswerten auf dem neuesten Stand der Technik für bessere Oberflächen, Geschwindigkeit und Präzision.
GF AgieCharmilles | results TOdAY | 03
moulDiNG | kroNes 17
eroDierTe präzisioN zeiGT siCh Am FerTiGeN proDukT
Whelen ist der einzige amerikanische Hersteller von Not-warnsystemen, der seine Produkte komplett in den USA fertigt. Robotics, langjähriges Knowkow, hochmotivierte Mit-arbeitende und zu guter Letzt moderne Werkzeugmaschinen wie Draht- und Senkerosionsanlagen von GF AgieCharmilles sind der Schlüssel zur nachhaltigen Wettbewerbsfähigkeit im globalen Markt.
präzisioNsGebeNDe Teile werDeN eroDierT
Mit einer «Anti-Kollisions-Leuchte» begann alles, als George W. Whelen das Unter-nehmen 1952 gründete. Mag-netisch-haftende Leuchtsignale für die Polizei, Rettungskräfte und Feuerwehren waren dann die nächsten Schritte für eine aussergewöhnliche Erfolgs-story, die bis heute anhält und in die Zukunft wirkt. Mit heute 550 Mitarbeitenden produziert die Whelen Engineering Com-pany, Inc. an zwei Standorten Leucht- und Warnsysteme für einen weltweiten Markt und jährlich neue Patente zeugen von
der hohen Innovationskraft des amerikanischen Unternehmens. Charlestown, im Bundesstaat Newhamsphire, ist der zweite Produktionsstandort, der 1987 zur Kapazitätserweiterung in Be-trieb genommen wurde und wo sich jetzt auch der Formenbau befindet. Mit Fräsen, Drehen, Lasern, Härten und Erodieren hat Whelen alle Bearbeitungs-verfahren im Hause, die eine wirtschaftliche und präzise Pro-duktion ermöglichen. Kernstück sind die 5 Erodiermaschinen von GF AgieCharmilles, mit denen Whelen die präzisionsgebenden Partien und Formeinsätze ihrer Spritzgiesswerkzeuge fertigt, wie das nachfolgende Beispiel zeigt.
Zwischen den verschiedenen Leucht-modulen eines Leuchtbalkens sind die Trennstege montiert. Das modulare Sys-tem von Whelen erlaubt, jedes Produkt dieser Art nach individuellen Anforde-rungen auszustatten.
«Mit den erodiermaschi-nen von GF AgieCharmilles erzielen wir Passgenauig-keit auf Anhieb und auch die Formtreue ist beein-druckend, zeigt sie sich doch an vielen produzier-ten Teilen der Whelen».
Jim Putnam, Werkstattleiter der Whelen
in Charlestown.
Formeinsätze für ein 8-fach Spritz-giesswerkzeug zur Produktion der Trennwände von Leuchtbalken, die auf die Automobile der Sicherheits- und Rettungsdienste montiert werden.
Das steigende Arbeitsvolumen im Drahterodieren bewältigt Whelen mit den Maschinen FI 240 CC und FI 440 CC, beides Modelle für hohe Schnitt-geschwindigkeiten und integriertem Kollisionsschutz.
Jim Putnam mit den beiden Formein-sätzen, die auf der Drahterodiermaschi-ne FI 240 CC geschnitten wurden.
DrAhTerosioN briNGT pAssGeNAuiGkeiT AuF ANhieb
Für Trennwände von Leucht-balken, die auf die Automobile der Sicherheits- und Rettungs-dienste montiert werden, war ein Spritzgiesswerkzeug zu konstru-ieren. Dazu wurde mit «Solid-Works» zunächst das CAD-Pro-gramm erstellt, aus dem dann mit «Esprit» das Programm für die Drahterosion generiert wurde. Da eine Produktion von 10 Millionen Teilen geplant war, wurde das Werkzeug 8fach ausgelegt. Für die Drahterosion hiess dies, 8 mal 100 Prozent identische Formeinsätze aus einem auf 50 bis 54 Rockwell gehärteten Stahl zu fertigen. Jim Putnam, Werkstattleiter der Whelen in Charlestown, setzte dafür eine FI 240 CC ein, die sich
mit ihrem Leistungsausweis dafür hervorragend eignete: Schnittgeschwindigkeit bis 500 mm2/min, Oberflächengüte bis Ra 0,20 µm sowie durch Vorg-lühen der Drähte intelligentes automatische Drahteinfädeln. Als Highlight der FI 240 CC wird von Whelen auch der integrierte Kol-lisionsschutz gesehen, der dem Bediener Sicherheit sowohl beim Einrichten als auch beim Drah-terodieren gibt. Die Durchlaufzeit setzte sich aus 5% Programmie-ren, 30% Drahterodieren, 20% Fräsen, 30% Senkerosion und 15% Einpassen und Montage zu-sammen. Annähernd zwei Drittel entfielen somit auf die Elekt-roerosion und verdeutlichen, warum Whelen den Maschinen von GF AgieCharmilles bei der Werkzeugfertigung diesen hohen Stellenwert einräumt.
GF AgieCharmilles | results TOdAY | 03
AuTomoTive | wheleN 19
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Drahterosion, bei der ein ablaufender Draht als Werkzeug dient, wird bevor-zugt beim Bau von Schnitt-, Stanz- und Ziehwerkzeugen sowie zur Erzeugung von hochpräzisen Profilen eingesetzt.
senkerosion, das Verfahren das mit Elektroden als Werkzeug arbeitet, wird überall dort eingesetzt, wo hochpräzise Kavitäten und Formen erzeugt werden müssen oder wenn Oberflächenstruk-turen zu realisieren sind.
Hochgeschwindigkeitsfräsen wird eingesetzt für grosse Abtragsvolumen bis zu filigranen Bearbeitungen, für Komponenten aus der Medizintechnik bis zur Elektrodenfertigung im Werkzeug- und Formenbau.
Elektroerosion (EDM, Electrical Discharge Machining) und Hochgeschwindigkeitsfräsen (HSC, High Speed Cutting) sind heute die Schlüsseltechnologien im Formen- und Werkzeugbau sowie bei der Fertigung von Präzisionsteilen. Jedes Verfahren hat für sich alleine Stärken, aber auch verfahrensbedingte Schwachpunkte. Gemeinsam angewandt können jedoch die Nachteile des einen Verfahrens mit den Vorteilen des anderen Verfahrens ausgeglichen werden.
hoChGesChwiNDiG-keiTsFräseN
Über Jahrzehnte waren konven-tionelle Fräsmaschinen durch geringe Dynamik gekennzeichnet und mit Frässpindeln geringer Drehzahl ausgerüstet, wodurch das Bearbeitungsspektrum auf ungehärtete Werkzeugstähle limitiert war. Erst 1992, als die damalige Mikron eine Hochge-schwindigkeitsfrässpindel mit 42‘000 U/min in konventionelle Fräsmaschinen integrierte, mach-te das Fräsen den entscheidenden Schritt zum schnellen, hochpräzi-sen Fertigungsverfahren, mit dem sich nun auch gehärtete Stähle bearbeiten lassen. Ein weiterer Innovationsschub brachte die Einführung von 5-Achsen-Si-multan-HSC-Maschinen, die das Geometriespektrum um eine zu-sätzliche Dimension erweiterten. Neben EDM hat sich HSC heute als weitere Schlüsseltechnologie für die Fertigung von Werkzeugen und Präzisionteilen etabliert und dringt zum Teil in Präzisionsberei-che vor, die bisher der Elektroero-sion vorbehalten waren.
Die «GrAuzoNeN» Der beiDeN verFAhreN
Wird Bezug zur Komplexität ei-ner zu bearbeitetnden Geometrie genommen, könnte man fragen: «Wo hört HSC auf und ab wann ist EDM wirtschaftlicher? Oder umgekehrt könnte bezüglich Bearbeitungsgeschwindigkeit gefragt werden: «Wo endet EDM und wo beginnt vernüftigerweise HSC?» Beide Fragen können nicht schwarz auf weiss beant-wortet werden, da Formfreiheit zu Lasten der Bearbeitungsge-schwindigkeit gehen kann und umgekehrt, wodurch sich eine überlappende «Grauzone» zwi-schen den beiden Verfahren EDM und HSC ergibt. Beschränken wir uns also auf die jeweiligen Stärken der beiden Verfahren. Wie eingangs erwähnt, gibt es auch verfahrensbedingte Schwachpunkte, die sich bei der Elektroerosion jedoch nur unter dem Aspekt Bearbei-tungsgeschwindigkeit und beim Hochgeschwindigkeitsfräsen nur in Bezug zur Geometrie- und Materialfreiheit als solches erkennen lassen. Dies lässt sich jedoch bei Maschinen von GF AgieCharmilles kompensieren, indem die Wirtschaftlichkeit, als Resultat von Durchlaufzeit und Betriebskosten, durch individu-elle Automatisierungskonzepte gesteigert wird. Die Stufen gehen dabei von «punktuell» mit einem Elektrodenwechsler bis «kom-plett» mit dem Ausbau zu einer vollautomatisierten Fertigungs-zelle.
elekTroerosioN
Die russische Erfindung wur-de 1954 durch die damaligen Firmen Agie und Charmilles industrialisiert, indem sie das «Prinzip der thermischen Abtragung mittels Entladung von Stromimplusen» jeweils mit einer ersten Senkerodiermaschi-ne verwirklichten. Das ehemals exotische Fertigungsverfahren entwickelte sich schnell zur präzisionsgebenden Bearbeitung im Werkzeug- und Formenbau. Einen weiteren Schub erhielt das Verfahren 1969, als Agie die ers-te Drahterodiermaschine auf den Markt brachte. Heute sind Senk- und Drahterosion die anerkann-ten Schlüsseltechnologien beim Bau von Spritzgiess-, Stanz- und Folgeverbundwerkzeugen. Hohe Wiederholgenauigkeit und der uneingeschränkte Einsatz zur Bearbeitung aller elektrisch-leitenden Werkstoffe sind auch bei der Fertigung von Präzisions-teilen die bekannten Vorteile der Elektroerosion.
wie siCh Die beiDeN ver-FAhreN poTeNziereN
Sowohl EDM als auch HSC haben verfahrensbedingte Eigenschaf-ten, die sich optimal kombinieren lassen. Speziell Senkerosion kombiniert mit Hochgeschwin-digkeitsfräsen ergibt beste Syn-ergien. So werden im Werkzeug- und Formenbau grossvolumige Kavitäten mit Vorteil durch HSC teilweise fertigbearbeitet und Details wie komplexe Geometri-en, feine Stege oder Schlitze mit Senkerosion realisiert. Die dazu benötigten Elektroden können ebenfalls HSC-gefräst werden. Sollen spezielle Oberflächen-strukturen realisiert werden, kann mittels HSC-Fräsen die Geometrie weitgehend vorbear-beitet und anschliessend durch Senkerosion die gewünschte Oberfläche erzeugt werden. Dementsprechend kann die Aussenkontur eines Formein-satzes für ein Spritzgiess-werkzeug HSC-gefräst werden und im Anschluss durch einen funkenerosiven Senkprozess die eigentliche Formgebung und Oberflächenstrukturierung erfolgen. Gleiches gilt für Folge-schneidwerkzeuge, wo Aussen-konturen von Grund-, Stempel-, Stempelhalte- und Schneidplatte HSC-gefräst und Führungen, Matrizen und Stempel passge-nau mit kleinstem Schneidspalt drahterodiert werden. Aber auch bei Produktionsteilen besteht ein enormes Potential, beide Verfah-ren zur Steigerung der Wirt-schaftlichkeit einzusetzen. Wann
welches Verfahren für welche Bearbeitung am besten einge-setzt wird, bestimmen Präzions- und Wirtschaftlichkeitsvorgaben. HSC-Fräsen ist ein schnelles Bearbeitungsverfahren, hat aber Einschränkungen bei Innenkon-turen und extrem harten und zähen Werkstoffen. Erodieren wiederum ist sehr präzise in der Ausführung, ist aber gekenn-zeichnet durch vergleichsweise längere Bearbeitungszeiten. Kennt man diese Grenzen und Potentiale der beiden Verfahren, können HSC und EDM, ziel-gerichtet angewendet, Durch-laufzeiten und Betriebskosten deutlich senken. EDM und HSC haben deshalb das Potential, die Wirtschaftlichkeit zu potenzieren.
