Flexibilität auf unterschiedliche Arten
Bild: Leuco AG
CNC-Werkzeuge. Erst mit dem richtigen Werkzeug kann die CNC-Maschine individuelle Aufträge eines Schreinerbetriebs bearbeiten. Mit einer genauen Abstimmung des Werkzeugs auf die Maschine und den Einsatzzweck sind schnellere Vorschübe und höhere Drehzahlen möglich.
In modernen Schreinerbetrieben läuft praktisch kein Auftrag mehr vom Band, bei dem keine Arbeitsschritte auf einem Bearbeitungszentrum (BAZ) durchgeführt werden. Sei es zum Formatieren, zur Kantenbearbeitung oder für individuelle Weiterbearbeitungen, die Maschinen werden für produzierende Betriebe von Jahr zu Jahr unentbehrlicher.
Die grossen Vorteile gegenüber konventionellen Maschinen sind die Möglichkeit, mit einer Aufspannung gleich mehrere Bearbeitungen vorzunehmen, die stabile Werkstücksicherung und die hohen Bearbeitungsdrehzahlen. Doch diese Attribute alleine reichen einem Produktionsbetrieb heutzutage nicht mehr aus, um aus dem Bearbeitungszentrum das Optimum herauszuholen. Es benötigt eine stimmige Komposition von Maschine, Software und dem eingesetzten Werkzeug, damit die benötigte Flexibilität möglich ist. Der Schreiner entwickelt laufend neue Konstruktionen, um die individuellen Auftragsarbeiten seiner Kundschaft wunsch- und preisgerecht ausführen zu können. Zudem fordert auch die rasante Entwicklung bei den Maschinen und in der Programmiertechnik ein hohes Mass an Flexibilität. Diese Entwicklung stellt die Werkzeughersteller vor ganz neue Herausforderungen.
In der Praxis kristallisieren sich momentan zwei unterschiedliche Herangehensweisen heraus, wie die Hersteller ihren Kunden die benötigte Flexibilität gewährleisten. Die eine Variante arbeitet mit anpassbaren Werkzeugen, die andere optimiert die Werkzeuge auf einen speziellen Einsatzzweck. Welche Variante zum Einsatz kommt, hat viel mit den Aufträgen, der Organisation und der Philosophie des Produktionsunternehmens zu tun.
«Der Anwender muss die Möglichkeit haben, die Fräswerkzeuge schnell und unkompliziert auf neue Kundenwünsche umzustellen oder bei Bedarf zu ergänzen.»
Werner Widmer
«Der Anwender muss die Möglichkeit haben, die Fräswerkzeuge schnell und unkompliziert auf neue Kundenwünsche umzustellen oder bei Bedarf zu ergänzen», sagt Werner Widmer, zuständig für die Anwendungstechnik und das Marketing bei der Leuco AG in St.Margrethen SG. Trotz diesen Anforderungen an die neue Werkzeuggeneration müssen die Kosten möglichst tief und die Bearbeitungsqualität auf einem sehr hohen Niveau bleiben. Diese Methode hat den Vorteil, dass weniger Werkzeuge angeschafft werden müssen und der Schreiner sich das benötigte Werkzeug schnell zusammenstellen kann.
«Da Maschinen und Software immer flexibler werden, können wir die Werkzeuge in einem höheren Grad spezialisieren.»
Urs Moser
«Da die Maschinen und die Software immer flexibler werden, können wir die Werkzeuge in einem höheren Grad spezialisieren», sagt Urs Moser, Geschäftsführer der Leitz GmbH aus dem aargauischen Lenzburg. Der Schreiner verarbeitet die unterschiedlichsten Materialien und Materialstärken. Hier kann mit spezialisierten Fräsern eine höhere Standzeit und Qualität erreicht werden. Weiter weisen mit den immer kürzeren Wechselzeiten, der automatischen Erkennung der Werkzeuge und den neuen Programmierlösungen drei wichtige Argumente in die spezialisierte Entwicklungsrichtung.
Ob sich ein Unternehmen schlussendlich für anpassbare oder spezialisierte Werkzeuge entscheidet, hängt mit der Ausrichtung zusammen. Für Produktionen, die nur wenige Meter und immer unterschiedliche Profile fräsen, rechnet sich je nachdem ein flexibles Werkzeug besser. Bei gleichbleibenden Bearbeitungen und einer modernen Maschine rechnet sich oftmals die Verwendung von spezialisierten Werkzeugen. Je nach Produktion haben auch beide Werkzeugphilosophien ihre Berechtigung und ergänzen sich im täglichen Einsatz gewinnbringend.
«Wer auf dem Markt bestehen will, muss auch bei den Werkzeugen auf dem neuesten Stand bleiben.»
Werner Widmer
Ob anpassbar oder spezialisiert, die neue Werkzeuggeneration ist wesentlich genauer und leistungsfähiger geworden. Sie bietet zum Beispiel die Möglichkeit, Massivholz stirnseitig ohne Ausrisse oder Sperrholzplatten ohne Nachschliff sauber zu bearbeiten. Diese erweiterten Einsatzmöglichkeiten eröffnen ganz neue Konstruktionslösungen in der Planung und in den Produktionsabläufen. «Wer auf dem Markt bestehen will, muss auch bei den Werkzeugen auf dem neuesten Stand bleiben», sagt Widmer und fügt an: «Dies wird oft vernachlässigt, wenn eine bestehende Maschine ersetzt wird.»
«Diese Zahlen müssen auch beachtet werden, wenn die Maschine nicht voll ausgelastet ist.»
Werner Widmer
Ein Blick auf die Kennzahlen offenbart in manch einer Schreinerei Optimierungspotenzial. «Wie wirtschaftlich ein Werkzeug ist, zeigen die Kosten pro gefrästen Meter», sagt Werner Widmer und fügt an: «Diese Zahlen müssen auch beachtet werden, wenn die Maschine nicht voll ausgelastet ist.» Gerade bei CNC-gesteuerten Bearbeitungsmaschinen, die in modernen Schreinerproduktionen immer mehr an Bedeutung gewinnen und viel zur Wertschöpfung beitragen, ist die genaue Abstimmung von Software, Maschine und Werkzeug ein wichtiger Entwicklungsschritt. Die einzelnen Hersteller bieten gezielte Beratungen an, welche auf die jeweilige Produktion individuell abgestimmt sind. Im Anschluss folgen einige Werkzeuge, die neue Möglichkeiten in der Bearbeitung eröffnen.
Ein neuartiges Spannsystem
Um eine möglichst hohe Flexibilität im Bereich des Werkzeugwechsels bei Bearbeitungszentren zu erreichen, hat der Hersteller T-Tool die neuen «Superspeed»- Aufnahmen entwickelt. Das System hat in etwa die Grösse eines Warm- beziehungsweise Kaltschrumpffutters, bietet jedoch dem CNC-Anwender die Möglichkeit, seine Werkzeuge schnell und ohne zusätzliche Serviceleistung selbst zu wechseln. Die «Superspeed»-Aufnahmen haben ein innenliegendes Spannsystem mit variablen Spanndurchmessern. Ebenso kann das System für unterschiedliche A-Längen, also Nutzlängen, verwendet werden. Möglich wird das neue innenliegende Spannsystem durch die Form der neuen Zeta-Spannmutter. Diese verhindert ein Abrutschen beim genauen Spannen des Werkzeuges auf das benötigte Drehmoment. Durch den schwingungsdämpfenden Aufbau ist es möglich, weit auskragende Werkzeuge zu verwenden und mit hohen Drehzahlen zu arbeiten. Für optimale Bearbeitungsergebnisse, lange Standzeiten und eine hohe Massgenauigkeit spielen die hohe Drehzahl und eine hohe Vorschubgeschwindigkeit eine zentrale Rolle. Mit den «Superspeed»- Aufnahmen sind Drehzahlen von bis zu 36 000 U/min möglich.
Das flexible Messerkopfsystem
Eine Werkzeugart, die auf dem Baukastenprinzip funktioniert, hat Leuco mit dem «Modula»-Messerkopfsystem im Angebot.
Durch die Möglichkeit, seine Werkzeuge innert kürzester Zeit und selbstständig anzupassen oder zu ergänzen, erhält der Handwerker eine hohe Flexibilität. Die Werkzeuge können mit Drehzahlen von bis zu 14 500 U/min und Vorschubgeschwindigkeiten von 8 bis 15 m/min betrieben werden. Das Werkzeug hat eine sehr kompakte Bauweise und ist dank den Standardwendeplatten relativ günstig im Unterhalt.
Das Werkzeugumfeld einbeziehen
Auf Basis der SP-Technik, der spielfreien Spannung auf der Spindel und dem Hybrid-Schneidensystem, entwickelte Oertli 2013 die HPC-Linie. HPC steht für High Performance Cutting und brachte eine hohe Leistung mit einer hohen Oberflächenqualität zusammen. Bei der erweiterten HPC+-Linie bezieht Oertli das gesamte Werkzeugumfeld in die Planung mit ein. Durch diesen Einbezug kann mit höhe- ren Drehzahlen und einem schnelleren Vorschub gearbeitet werden. Die drei wichtigsten Faktoren für die optimale Drehzahlberechnung sind der Schwerpunkt, das Werkzeuggewicht und die Einzugskraft der Maschinenspindel. Alle
diese Faktoren werden bei der Konzeption der Werkzeuge berücksichtigt. Wenn die Werkzeugausführung optimal auf die externen Faktoren abgestimmt ist, kann eine gleichbleibende Oberflächenqualität mit höheren Drehzahlen und einem schnelleren Vorschub erreicht werden.
Eine Schneide für jede Schicht
Weil in modernen Werkstoffen öfters unterschiedliche Materialien kombiniert sind, werden bei den Hybridwerkzeugen von Leitz die Hauptfunktionen mit Nebenschneiden unterstützt. So wird beispielsweise bei verleimten Fensterkanteln im Bereich der Leimschicht gezielt eine Diamantzusatzschneide eingesetzt. Durch das gezielte Einbringen dieser Zusatzschneiden erreichen die HW-Schneiden eine deutlich längere Standzeit.
Ebenfalls führt diese gezielte Anpassung an einen Aufgabenbereich bei Laufmeterproduktionen zu deutlich tieferen Werkzeugeinsatzkosten.
Veröffentlichung: 22. September 2016 / Ausgabe 38/2016
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