Service from programming through to component

When becoming involved in the production of suspension parts, Schabmüller had whole new experiences. Particularly for electric vehicle components, projects are sometimes postponed, originally planned quantities are not reached, or additional changes are required at short notice before series production begins. Häckl knows why: “Up until the end, the OEMs gather experience in load tests for vehicles that are becoming increasingly heavier due to the weight of the batteries. This means that certain components are designed in a more stable way to cover all borderline situations.” Stephan Streck, technical consultant at MAPAL, explains using the example of a hub carrier. As issues with stiffness arose during driving. Almost at the last minute, another surface had to be machined and a stiffening rib was added.

Schabmüller has to plan the facilities and prices for the components before their exact design is known, which always presents the manufacturer with challenges. “Cycle time is the decisive factor for getting an order”, says 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.
 

Now that ­MAPAL is involved from the beginning, this has changed. NC programming, simulation and tool management are now perfectly intertwined. For instance, simulation data is included in tool planning, which helps detect potential collisions at an early stage. It is possible to respond immediately to component changes by the OEMs before the start of production. Modifications are made in the 3D simulations before the tools are finished. Streck explains the importance of simulation: “If you don’t catch adverse changes in good time, costs can run into the five figures.”

Simulation also plays a key role in optimising machining. For instance, it shows approach angles that can be used to improve material removal. Data from the computer can also be used to reduce tool wrapping. “This type of detail is much easier to detect in simulations than looking through the window into the machine”, says Streck.
 

The suspension parts involve a shift in starting material from die cast aluminium to forged aluminium. Forged parts have much higher load indicators than cast parts. The higher stability is required in particular for electromobility. However, this also increases machining requirements to achieve the desired cycle time. Material removal and thus the volume to be machined are much higher here, which requires adapted milling strategies.

The material properties have also changed, as Stephan Streck explains: “Compared to aluminium cast parts, the forged material has a much lower silicon content. This means that the chip doesn’t break well, long chips are produced in machining, and we need to deal with smeared blades. All of ­MAPAL’s aluminium machining expertise is required to find solutions here.” Schabmüller currently uses forged aluminium to produce some of the hub carriers, steering knuckles and control arms made in Großmehring.
 

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.