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Präzision in Grenzbereichen

: Fehlmann


Es war weniger die Laufzeit von sechs Stunden pro Bauteil. Vielmehr ging es darum, die Toleranzen an einem Bauteil innerhalb von 10 µm in der Serie zu fertigen. So wurde dieses Projekt sowohl für VDL ETG Projects in Eindhoven wie für das Unternehmen Fehlmann – in Österreich vertreten durch M&L – zu einer wahren Herausforderung. Mit den Bearbeitungszentren VERSA 825 in Verbindung mit der Automation von Gibas ist es aber nach intensiver Entwicklungsarbeit und Tests gelungen, die Prozesse prozesssicher und wirtschaftlich abzubilden.

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Fehlmann-Maschinen kennt man bei VDL ETG Projects in Eindhoven bereits seit Jahrzehnten und ist seit 20 Jahren mit höchster Präzision in der Serienfertigung tätig.

Fehlmann-Maschinen kennt man bei VDL ETG Projects in Eindhoven bereits seit...

Zunächst war es eine Vision: ein Protonenbeschleuniger für die Krebsbehandlung sollte als kommerzielles Produkt entwickelt werden. Mittlerweile ist man mit diesem Projekt so weit, dass man in diesem Jahr bereits fertigt, testet und bei einwandfreier Funktion im nächsten Jahr damit in die Serie gehen möchte. Die Anlage eines solchen Protonenbeschleunigers, mit einer Gesamtlänge von 16 Metern, beinhaltet 15 Module, in welchen jeweils 64 Kupferplatten und zusätzlich weitere 500 Hochpräzisionsteile verbaut sind. Kupferplatten, die alle Verantwortlichen allerdings vor große Herausforderungen stellte. Sämtliche Toleranzen an dem Bauteil bewegen sich innerhalb von nur 10 µm. Bei den Oberflächen ist Ra 0,2 gefordert – eine Präzision, die sich vor allem dann äußerst schwierig gestaltet, wenn es um Serienfertigung geht.

Lösungsansatz mit VERSA 825

„VDL ist dafür bekannt, dass wir eine derartige Präzision problemlos fertigen können. Im konkreten Fall aber war das Problem einerseits, dass sich diese Platten in der Form, der Dicke den Durchbrüchen etc. unterschiedlich gestalten. Andererseits war es die Serie, die wir aus wirtschaftlichen Gründen mannlos gestalten wollten“, schildert Peter van der Elzen, Quality & Operation Manager bei VDL ETG Projects. Während sich andere Werkzeugmaschinenhersteller vor allem hinsichtlich der geforderten Präzision dazu nicht in der Lage sahen, kam von Fehlmann ein Lösungsvorschlag mit dem 5-Achs-Bearbeitungszentrum VERSA 825. Für diesen Einsatz war allerdings selbst für die ohnehin präzise VERSA ein gewisses „Tuning“ notwendig. „Die VERSA gilt aufgrund der geometrischen Genauigkeit und thermischen Stabilität in der Standardausführung schon als sehr präzise. Für die Bearbeitung der Kupferplatten haben wir allerdings Feinheiten wie Schwenkzyklen oder auch die Nullpunktverschiebung um zwei µm geändert,
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Insgesamt verfügt man bei der VDL ETG Projects über sechs Präzisionsmaschinen von Fehlmann.

Insgesamt verfügt man bei der VDL ETG Projects über sechs Präzisionsmaschinen...

denn die Konturen werden sehr fein abgezeilt. Die Erkenntnisse aus diesem Projekt sind im Anschluss dann sofort auch in die Fertigung unserer Standardmaschinen eingeflossen“, ergänzt Roland Sandmeier, Verkauf Export bei Fehlmann.

Nun ging es bei dieser Aufgabe allerdings nicht nur um die Maschine sondern auch um eine mannlose Fertigung. Ziel war es, aufgrund der positiven Erfahrungen, die Automation mit der Software von Soflex zu steuern. Die Wahl bei der Hardware bzw. den Robotern und Paletten-Speichern fiel deshalb auf das Unternehmen Gibas im holländischen Nijkerk (Anm.: Fehlmann-Vertretung Holland mit eigener Automationsabteilung), zumal man bei Gibas in der Lage war, diese Software problemlos zu integrieren.

Temperaturschwankungen beherrschbar



Wie sensibel diese Präzision in der Serie zu handhaben ist, dass man sich damit in Grenzbereichen bewegt, machen zahlreiche Beispiele in Eindhoven deutlich. So wurde beispielsweise nach einer Bearbeitungszeit von zwei Stunden die Maschine geöffnet. Das Eindringen der klimatisierten Raumluft wirkte sich sofort derart negativ auf das Bauteil aus, dass es unbrauchbar war. Ebenso fatal gestaltet sich das Wechseln der Spindel. Bei dem Tausch einer warmen, in der Länge ausgedehnten Spindel gegen eine kalte waren die Verantwortlichen über die Ergebnisse regelrecht erschrocken. Das heißt, Temperaturschwankungen von Maschine und Raum sind unweigerlich voneinander abhängig, wobei nach Auskunft der Verantwortlichen Fehlmann die Temperaturen absolut im Griff hat.

Zum
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Die Automation hat das Unternehmen Gibas ausgelegt. Auch weil man in der Lage war, die gewünschte Software von Soflex problemlos zu integrieren.

Die Automation hat das Unternehmen Gibas ausgelegt. Auch weil man in der Lage...

einen ist die Maschine so aufgebaut, dass keine Kühlmittelemulsion auf die Gusskonstruktion gelangen kann. Zum anderen werden die Motoren automatisch gekühlt, das Kühlmittel konstant bei 20° C gehalten. Welch enorme Bedeutung diese Temperaturbeherrschung hat, zeigt sich auch daran, dass die Bearbeitungszeit einer Kupferplatte alleine sechs Stunden beträgt. Diese mehr als sechs Stunden Bearbeitungszeit konnten allerdings auch nur in enger Zusammenarbeit realisiert werden, denn VDL ETG Projects wollte aus wirtschaftlichen Gründen eine Hochfrequenzspindel mit 80.000 min-1 einsetzen. Deshalb wurden damit bei Fehlmann in der Schweiz zahlreiche Tests durchgeführt.

Alle Voraussetzungen erfüllt



Mittlerweile befindet man sich in Eindhoven in der Endphase der besprochenen Tests und ist davon überzeugt, dass man fertigungstechnisch alle grundsätzlichen Voraussetzungen erfüllen kann. Dass man die hohen Voraussetzungen vorab erfüllt hat, liegt sicher an der gemeinsamen, intensiven Entwicklungsarbeit. Das belegt sehr eindrucksvoll die Tatsache, dass das gesamte Projekt vier Jahre in Anspruch nahm, vom Auftrag bis zum Produktionsbeginn dann aber nur zwei Monate vergingen.

In der Summe sind es für Peter van der Elzen so auch zahlreiche Aspekte, die letztendlich zum Erfolg des Projekts führten: „Um diese Präzision in der Serie zu realisieren, bedarf es kompetenter Partner und einem entsprechenden, technischen Equipment. Man darf aber auch nicht vergessen, dass man Facharbeiter benötigt, die alles im Griff haben bzw.
mit der Maschine eins sind. Unabhängig von der Höhe der Investition, wenn man ein solches Projekt angeht, muss man daran glauben, dass es funktioniert. Und das habe ich von Beginn an.“

Fehlmann-Maschinen kennt man bei VDL ETG Projects in Eindhoven bereits seit Jahrzehnten und ist seit 20 Jahren mit höchster Präzision in der Serienfertigung tätig.
Insgesamt verfügt man bei der VDL ETG Projects über sechs Präzisionsmaschinen von Fehlmann.
Die Automation hat das Unternehmen Gibas ausgelegt. Auch weil man in der Lage war, die gewünschte Software von Soflex problemlos zu integrieren.
Installation mit Gibas Automation bei VDL ETG Projects.
V.l.n.r.: Peter van der Elzen (VDL ETG Projects), Enrico Akkerman (Gibas) und Roland Sandmeier (Fehlmann).


Bericht in folgenden Kategorien:
Automatisierung, Vertikal-Bearbeitungszentren

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