Service von der Programmierung bis zum Bauteil

Bis vor wenigen Jahren produzierte Schabmüller Zylinderkopfhauben für den VW 3,0 Liter V-Konzernmotor in jährlichen Stückzahlen bis zu 320.000. Die Bauteile, für welche Schabmüller auch die Montage übernimmt, werden nach wie vor hergestellt, allerdings ist das Volumen bereits zurückgegangen. Dafür sind andere Großaufträge hinzugekommen, die das Unternehmen unabhängiger vom Verbrennungsmotor machen. 

„Inzwischen ist die Herstellung von Fahrwerksteilen angelaufen. Das bietet uns die Chance, uns in diese Richtung zu diversifizieren“, freut sich Geschäftsführer Helmut Häckl. „Unser Unternehmen hat sich entwickelt und genau dieses Ziel angestrebt.“ Die neuen Bauteile bringen für Schabmüller aber auch Herausforderungen.
 

Beim Einstieg in die Produktion von Fahrwerksteilen hat Schabmüller ganz neue Erfahrungen gesammelt. Vor allem bei Komponenten für Elektrofahrzeuge werden Projekte teilweise verschoben, ursprünglich geplante Stückzahlen nicht erreicht, oder es gibt noch kurzfristige Änderungen vor Anlauf der Serienfertigung. Helmut Häckl kennt die Hintergründe: „Die OEMs sammeln bis zum Schluss Erfahrungen in Belastungstests für die immer schwerer werdenden Fahrzeuge durch die Batteriegewichte. Das führt dazu, dass bestimmte Bauteile stabiler ausgelegt werden, um jede Grenzsituation abdecken zu können.“ Beispielhaft verdeutlicht Stephan Streck, Technischer Berater bei MAPAL, dies anhand eines Radträgers. Weil im Fahrbetrieb Probleme mit der Steifigkeit aufgetaucht seien, kamen hier quasi in letzter Minute eine weitere zu bearbeitende Fläche und eine Versteifungsrippe hinzu.

Schabmüller muss die Anlagen und Preise für die Bauteile bereits planen, noch bevor feststeht, wie diese im Detail aussehen, was den Hersteller immer wieder vor Herausforderungen stellt. „Um einen Auftrag zu bekommen, ist die Taktzeit der entscheidende Faktor“, so Helmut Häckl.
 

To get a better grip on these short-term changes and continue optimising overall production, Schabmüller decided to bring ­MAPAL on board already at the CAD/CAM programming phase. “We have a very cooperative partnership with ­MAPAL and appreciate their rapid response times”, explains Häckl. “So we felt good about expanding our cooperation to CNC programming and simulation.” ­MAPAL is already involved in tool design for new projects and in charge of tool management. These services are tailored to the client’s needs. These include tool scheduling, pre-adjustment, dispensing and reconditioning, technical support for series production, tool and cycle time optimisations, and tool life optimisations.

Schabmüller stopped programming itself back in 2018. “For CAD/CAM, we need specialists who know this subject matter inside out”, says Häckl. “If we only tackle two to four new projects a year, a staff member can’t be fit here.” Schabmüller has used the machine manufacturer’s services for programming from time to time since then. However, there was no option for 3D simulations, which meant the manufacturer knew that not all options for optimising cycle times were being used.
 

Mit den Fahrwerksteilen geht beim Ausgangsmaterial eine Verlagerung von Aluminiumdruckguss hin zu geschmiedetem Aluminium einher. Schmiedebauteile weisen wesentlich höhere Belastungskennzahlen auf als Gussteile. Die höhere Stabilität wird vor allem bei der Elektromobilität verlangt. Das erhöht allerdings auch die Anforderungen an die Zerspanung, um die verlangte Taktzeit zu erreichen. Der Materialabtrag und damit das zu zerspanende Volumen sind hier wesentlich höher, was nach angepassten Frässtrategien verlangt. 

Außerdem haben sich die Materialeigenschaften verändert, wie Stephan Streck erläutert: „Verglichen mit Aluminiumdruckguss hat das Schmiedematerial einen stark reduzierten Anteil an Silizium. Das hat zur Folge, dass der Span nicht gut bricht, lange Späne bei der Bearbeitung entstehen und wir es mit aufgeschmierten Schneiden zu tun bekommen. Um hier Lösungen zu finden, ist die ganze Kompetenz von MAPAL in der Aluminiumzerspanung gefragt.“ Aus geschmiedetem Aluminium fertigt Schabmüller derzeit einen Teil der in Großmehring hergestellten Radträger, Schwenk­lager und Sturzstreben.
 

Zur Verbesserung der Prozesse gehört auch, dass MAPAL neue Werkzeuge mit aufnimmt, sobald sie verfügbar sind und Vorteile versprechen. Wie Anwendungstechniker Eugen Bien berichtet, wurde der neue Wendeschneidplattenfräser NeoMill-Alu-QBig bei Schabmüller eingesetzt, noch bevor er offiziell auf den Markt kam. 

Dieser neue Wendeschneidplattenfräser von MAPAL steht für Spitzenleistung beim Hochvolumenfräsen von Aluminium. Um möglichst große Zeitspanvolumina zu erreichen, ist er für den Einsatz bei Drehzahlen bis 35.000 min-1 ausgelegt. Für festen Sitz trotz hoher Fliehkräfte sorgen Schrauben mit erhöhter Zugfestigkeit, welche die Wendeschneidplatten fest im prismatischen Sitz halten. Den Grundkörper hat MAPAL mit einem Feinwuchtsystem ausgestattet, um die Maschinenspindel zu schonen und möglichst hohe Oberflächengüten zu erreichen. Zusätzlich lag das Augenmerk bei der Entwicklung auf geringen Schnittkräften und hochgenauen Wendeschneidplatten. 

Unter drei verfügbaren Beschichtungen haben die MAPAL Techniker für die Zerspanung von Kokillenguss bei Schabmüller eine Diamantschicht gewählt. Im Einsatz dreht der Maschinenbediener die Wendeschneidplatten mit ihren beiden Schneidkanten direkt an der Maschine, die Neubestückung der Fräser übernimmt MAPAL im Einstellraum. Einen Vorteil zeigen die zäheren Hartmetallschneiden des NeoMill-Alu-QBig im Vergleich zu den zuvor eingesetzten Fräsern mit gelöteten PKD-Schneiden: Sie brechen weniger schnell aus bei Sandrückständen von der Gussform am Rohteil.
 

Für den Anwender ist aber etwas anderes entscheidend, wie Helmut Häckl bekräftigt: „In der Produktion haben wir mit dem NeoMill-Alu-QBig kürzere Taktzeiten erreicht, weil wir damit bei der Schnittgeschwindigkeit und dem Vorschub höhere Werte fahren können. Dafür würden wir sogar geringere Standzeiten in Kauf nehmen.“ 

Durch den Wechsel auf den NeoMill-Alu-QBig hat sich werkzeugbedingt eine andere Frässtrategie und eine höhere Mittenspandicke ergeben. Die von MAPAL gemessenen Werte belegen den damit erzielten Erfolg. Die umgesetzten Anpassungen mit höheren Schnittparametern, der Umstellung von Zirkularfräsen auf das Helixfräsen und die dadurch verbesserten Zerspanungsbedingungen resultierten in einer Taktzeitersparnis dieser Bearbeitung von 54 Prozent. Mit dem neuen Werkzeug konnte dabei der Zahnvorschub von durchschnittlich 0,14 mm auf 0,32 mm erhöht werden.

Im umfangreichen Werkzeugsatz für die Bearbeitung eines Radträgers ist der NeoMill-Alu-QBig eines der wenigen Standardwerkzeuge, spielt aber für die Taktzeit eine entscheidende Rolle, wie Eugen Bien sagt: „Der Einsatz des NeoMill-Alu-QBig macht etwa 30 Prozent der gesamten Bearbeitungszeit aus.“ Im Fokus steht dabei das Schruppen des Bauteils, doch stellt das Werkzeug auch Flächen in Fertigteilqualität her.