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Die Maschine für das Besondere

: Reiden


Dem Unternehmen MTW Mechanik geht die Arbeit nicht aus. Das liegt unter anderem daran, dass sie Werkstücke und Materialien bearbeiten, an die sich andere nicht mehr heran wagen. 5-achsige Simultanbearbeitung, höchste Präzision auch bei geschwenkter Bearbeitung sind Alltag. Damit die Werkstücke auch in Zukunft perfekt aus der Maschine kommen, setzt das Unternehmen seit zwei Jahren auf eine Reiden RX10. Eine Investition die sich voll ausbezahlt hat.

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In die Reiden RX10 wurde bei MTW investiert, um noch größere komplexe Werkstücke zu bearbeiten.

In die Reiden RX10 wurde bei MTW investiert, um noch größere komplexe Werkstücke...

Autor: Matthias Böhm, Chefredaktion SMM

Lohnaufträge an das Unternehmen MTW in St. Gallen sind keine gewöhnlichen Lohnaufträge. Bei dem 5-Mann-Unternehmen landen Werkstücke auf der Werkbank, die andere Lohnfertiger nicht mehr fertigen können oder wollen, weil entweder das Know-how fehlt, der Maschinenpark nicht ausreichend hoch entwickelt ist, oder schlicht der Aufwand zu hoch ist. Bei MTW sind alle Faktoren genau auf solche anspruchsvollen Teile ausgerichtet.

Nur 5 Prozent fertigen simultan 5-achsig

Inhaber und Geschäftsführer Manuel Nobel weiß, dass MTW einen spezifischen Sektor abdeckt: „Es gibt nur wenige Unternehmen die echte 5-Achs Simultan-Bearbeitung in der Schweiz durchführen. Ich würde sagen 80 % aller Lohnfertiger beherrschen die 5-Seiten Bearbeitung. 15 % fertigen 5-achsig mit Zustellung, aber lediglich 5 % wagen sich effektiv auf das Terrain der 5-Achsen-Simultanbearbeitung, zu denen auch wir zählen. Dafür habe ich hier ausgezeichnete Fachleute, die das Beherrschen.“

Das Unternehmen generiert mit hochwertigen Materialien und Werkstücken eine hohe Wertschöpfung, wie Manuel Nobel betont: „Meine Spindel muss keine 24 Stunden laufen. Die Maschine rentiert sich auch mit nur einer Schicht. Bei so komplexen Teilen verdienen wir manchmal sogar schon beim Programmieren Geld. Wir haben schon Teile produziert,
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Das Maschinenkonzept zeichnet sich durch seine Flexibilität aus. Ein Paradebeispiel ist die DDT-Frässpindel, die sowohl als Getriebespindel als auch Hochgeschwindigkeitsspindel ausgelegt ist.

Das Maschinenkonzept zeichnet sich durch seine Flexibilität aus. Ein Paradebeispiel...

da mussten wir alleine zwei Wochen programmieren.“

Präzise und komplexe Geometrien

MTW setzt also zu ausschließlich auf Kompetenz, wie Manuel Nobel nochmals herausstreicht: „Wir sind auf hochwertigste Fertigung spezialisiert, ganz gleich ob es sich um präzise und komplexe Geometrien handelt oder um Werkstoffe, die kaum noch bearbeitbar sind. Im besten Fall kommt alles zusammen. Unsere Kunden wissen das und kommen mit entsprechenden Anfragen auf uns zu. Unser Ziel ist es, in diesem Segment in Zukunft noch größere Werkstückgrößen abzudecken. Mit der Investition in die Reiden RX10 haben wir hierfür vor zwei Jahren einen ersten Schritt getan. Das ist eine Maschine, die unserem Anforderungsprofil zu 100 % gerecht wird.“

Das Anforderungsprofil ergibt sich aus dem Werkstückspektrum. Das Spanvolumen liegt zwischen wenigen Prozenten bis zu 90 %. Die Losgrößen sind Einzelteile bis zu 100er Serien. Von geschmiedeten Stählen über die gesamte Gusspalette und hochwarmfesten Nickelbasislegierungen bis hin zu Raumfahrtlegierungen (Aluminium) wird alles zerspant. „Oft wissen wir nicht wie die Legierungen zusammengesetzt sind, das ist Betriebsgeheimnis unserer Kunden. Dann müssen wir uns an die Schnittparameter herantasten“, ergänzt der Geschäftsführer. Komplexe Teile, wie ein Optik-Präzisionsteil für die Erdoberflächenvermessung oder Bauteile für Sternwarten sind keine Seltenheit.

Einer der Riesenvorteile der RX10 ist deren extrem kompakte Bauweise betont Manuel Nobel: „Ich kenne keinen
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Komplexe Bauteile, wie dieses Werkstück, sind eine der Stärken der MTW. Oft muss auf Umschlag im Hunderstel-Bereich gefertigt werden, was höchste Ansprüche an die geometrische Genauigkeit der Maschine stellt.

Komplexe Bauteile, wie dieses Werkstück, sind eine der Stärken der MTW. Oft...

anderen Hersteller, dessen Maschine auf derart kleinem Bauraum derart große Werkstücke fertigen kann. Sie bringt extreme Verfahrwege, bei unglaublich wenig Platzbedarf. Der Flächenfaktor ist gerade für uns kleine Unternehmen ein wichtiges Kaufkriterium, aber nicht nur.“ Konkret in Zahlen heißt das: Auf einer Standfläche von 5 x 4 Meter können Werkstücke 1.000/1.100/810 mm (X/Y/Z) gefertigt werden.

Prototyp zeigt keine Schwächen

Patrick Glanzmann, Gebietsverkaufsleiter bei der Reiden Technik AG, fügt in diesem Zusammenhang ein: „Sie müssen Bedenken, die RX10, die hier bei MTW seit etwa zwei Jahren im Einsatz ist, ist unser Prototyp gewesen. Das heißt, unsere erste produzierte RX10 überhaupt. Normalerweise bieten wir den Prototypen nicht zum Verkauf an, sondern er wird auf Herz und Nieren bei uns im Haus geprüft. Aber in diesem Fall wollte unser Geschäftsführer Ruedi Willimann, dass die RX10 nicht bei uns in der Produktion ihre Testläufe besteht, sondern dass das bei einem echten Anwender mit hohem Anforderungsprofil geschieht. Nicht, dass sie bei uns nicht unter realen Bedingungen laufen würde, aber wenn Sie als eigener Hersteller mit ihren eigen Maschinen arbeiten, dann sind sie beim Prototypen einfach etwas nachsichtiger. Und das wollten wir nicht.“

Maschinen-Geometrie muss 100 % stimmen

„Es ist tatsächlich so, dass die Investition in einen Prototypen ein gewisses Risiko darstellt.
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Typische Werkstücke, die bei MTW gefertigt werden. Ein Rührgerät für die Medizintechnik, eine Turbinen-Schaufel und ein Aluminium-Gehäuseteil mit hohem Spanvolumenanteil.

Typische Werkstücke, die bei MTW gefertigt werden. Ein Rührgerät für die...

Reiden hat zwar viel Erfahrung im 5-Achs-Simultanbereich, aber der RX 10 Maschinen-Aufbau ist komplett anders als bei den BFR-Baureihen. Wenn Sie 5-achsig simultan fertigen muss alles stimmen, als erstes die Geometrie. Im 3-Achs-Bereich können Sie geometrische Fehler problemlos elektronisch kompensieren. Im 5-Achs-Bereich geht das nicht. Einmal geschwenkt und der geometrische Fehler ist im Werkstück. Der RX10-Prototyp ist in diesem Zusammenhang perfekt“, ergänzt Manuel Nobel.

An dieser Stelle sollte erwähnt werden, dass Manuel Nobel auch als Berater bei der Entwicklung der RX10 seitens Reiden hinzugezogen wurde. Insofern konnte er sich bereits im Enstehungsprozess ein Bild von der Maschine machen und wusste relativ genau, was auf ihn zukommen würde, wenn er den Prototypen für seine Fertigung nutzt. „Der Einbezug von Anwendern beim Entwicklungsprozess der Maschinen ist für Reiden ein ganz entscheidender Faktor, damit die Maschinen in der Praxis zu 100 % funktionieren“, beschreibt Patrick Glanzmann die Reiden-Philosophie.

Trockenbearbeiten: vom Skeptiker zum Befürworter

Dank des 1.000l-Tanks bleibt der Kühlschmierstoff auf einem konstanten Temperaturniveau, was dem Wärmegang der Maschine zusätzlich zu Gute kommt. Allerdings wird der KSS nicht immer benötigt: „Schruppbearbeitungen fertigen wir, wenn immer möglich trocken. Hierfür nutzen wir die integrierte Luftkühlung durch die Spindel. Trocken können wir höhere Schnittmeter
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fahren und die Hartmetallwerkzeuge halten länger. Bei tiefen Taschen arbeiten wir horizontal, das geht sehr leicht bei diesem Maschinenkonzept, da fallen die Späne einfach runter und ist somit ideal für die Trockenbearbeitung. Ich war früher einer der der größten Skeptiker des Trockenbearbeitens, aber heute geht die Schruppbearbeitung trocken besser als mit KSS“, erklärt der Geschäftsführer.

DDT-Spindel und Temperaturkompensation

Bei MTW kommt die von Reiden patentierte DDT-Spindeltechnologie* voll zu ihrem Nutzen: „Die Leistungsdaten der 16.000er Spindel als auch die integrierte drehmomentstarke Getriebespindel sind absolut überzeugend. Diese Spindeltechnologie kommt gerade uns als Zulieferer entgegen, weil wir ein stark variierendes Werkstückprofil haben. Wir nutzen sowohl kleine 0,5 mm Fräser (hohe Drehzahlen) als auch große Messerköpfe (niedrige Drehzahlen große Drehmomente). Mal müssen wir die Oberflächen mit 16.000 1/min schlichten (HSC), mal müssen wir Hochleistungszerspanung (HPC) mit hohen Drehmomenten und niedrigeren Drehzahlen durchführen. Da kommt uns die DDT-Technologie absolut entgegen“, betont Manuel Nobel.

Die Maschine ist nicht zuletzt aufgrund der DDT-Spindel außergewöhnlich flexibel einsetzbar. Fertigungstechnisch deckt sie eine große Bandbreite ab. Da passt auch die Spindel-Werkzeug-Schnittstelle bestens ins Konzept: Der HSK 63 ist für beide Bereiche (HSC und HPC) ein guter Kompromiss. In Sachen Flexibilität zeigt die RX10 auch beim Tieflochbohren ihre Stärken. Dank
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des langen Y-Wegs ist sie ausgezeichnet für Tieflochbohrungen geeignet.

Bei der RX10 ist Temperaturkompensation Standard. „Mit einem Wärmegang von 2 bis 3 Hunderstel im Verlauf des Tages können wir gut arbeiten. Mit diesen Werten können wir einen Grossteil der Werkstücke fertigen“, so Manuel Nobel. „Wenn es aber ganz genau sein muss – meistens während unserer Schlichtoperationen – setzen wir das Kalibrierungssystem ‚KinematicsOpt‘ von Heidenhain ein. Es eicht die Maschine auf allen fünf Achsen. Die Kalibrierung dauert zirka 15 Minuten.“

Palettisierung für Schlichtprozess

Die 2-fach Palettisieranlage (ø 1000 x 800 mm) wird bei MTW weniger für den Bereich der Serienfertigung gebraucht. Vielmehr erhöht sie die Flexibilität und reduziert die Nebenzeiten. „Durch die Palettisierung werden wir sehr flexibel. Wenn ein Werkstück Express reinkommt, dann fährt man das aktuelle Werkstück runter und lädt das Express-Werkstück drauf. Anschließend geht es wieder mit dem bisherigen weiter“, erklärt der Geschäftsführer. Aber die Palettisierung wird nicht primär für mannlose Schichten benötigt, wie er weiter berichtet: „Spezifische Arbeitsprozesse, wie Abzeilen, gehen problemlos auch mannlos. Aber auf Umschlag mit Ausdrehen oder generell Präzisionsarbeit kann mannlos nicht realisiert werden. Das Risiko wäre zu groß, Ausschuss oder eine Kollision zu fahren. Bei solchen Operationen muss jemand dabei stehen.“

Der eigentliche Nutzen
der Palettisierung bei MTW ist folgender: „Wir fertigen die Werkstücke mit einem spezifischen Aufmass auf je zwei Paletten vor. Dann lassen wir das ‚KinematicsOpt‘ (s.o.) durchlaufen. Anschließend schlichten wir die Werkstücke, so sind wir äußerst präzise. Wir müssen sehr oft auf Umschlag-Genauigkeit achten, fluchtende Bohrungen und Ebenen, das muss alles stimmen. Die Kalibrierung vor dem Schlichten ist für uns deshalb ein Standardvorgang“, hebt Manuel Nobel hervor. Nach Aussage von Patrick Glanzmann nutzt heute zirka jeder dritte Reiden-Kunde das Kalibrier-System von Heidenhain.

Wünsche und Anregungen

Auf die Frage, was aus der Sicht von MTW optimierungsbedürftig ist, war Manuel Nobel um keine Antwort verlegen: „Ein integrierter Drehtisch für Drehoperationen wäre optimal.“ Patrick Glanzmann blickt in die nahe Zukunft: „Der wird bei der neuen und größeren RX18 bereits integriert sein und diese werden wir an der EMO in Hannover vorstellen.“

Für MTW hat die RX10 das Pflichtenheft voll und ganz erfüllt, zeigt sich Manuel Nobel abschließend zufrieden: „Alles andere sind persönliche Wünsche. Bedienbarkeit etc. ist hervorragend, trotzdem es die Prototypenmaschine war. Unsere Erfahrungen mit der Reiden RX10 sind über den gesamten Zeitraum wirklich hervorragend gewesen.“
Info: Erstveröffentlichung des Berichts im Schweizer Maschinenmarkt (SMM).
In die Reiden RX10 wurde bei MTW investiert, um noch größere komplexe Werkstücke zu bearbeiten.
Das Maschinenkonzept zeichnet sich durch seine Flexibilität aus. Ein Paradebeispiel ist die DDT-Frässpindel, die sowohl als Getriebespindel als auch Hochgeschwindigkeitsspindel ausgelegt ist.
Komplexe Bauteile, wie dieses Werkstück, sind eine der Stärken der MTW. Oft muss auf Umschlag im Hunderstel-Bereich gefertigt werden, was höchste Ansprüche an die geometrische Genauigkeit der Maschine stellt.
Typische Werkstücke, die bei MTW gefertigt werden. Ein Rührgerät für die Medizintechnik, eine Turbinen-Schaufel und ein Aluminium-Gehäuseteil mit hohem Spanvolumenanteil.
Das Motorgehäuse des 14-Zylinder-Sternmorors ist lauf MTW ein recht einfaches Bauteil und wegen der Symmetrie schnell im CAM erstellt.


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