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Werkzeug- und Formenbau der Zukunft

: Mapal


„Wenn autonomes Fahren möglich ist, müssen wir auch autonom fertigen können“, sagt Dr. Jens Buchert, Inhaber der Karl Walter Formen- und Kokillenbau GmbH & Co. KG. Sein höchst ambitioniertes Ziel ist eine komplett vernetzte Produktion. Um dieses Ziel zu erreichen, hat er sich Mapal ins Boot geholt – nicht nur als Werkzeuglieferant, sondern als Komplettanbieter inklusive Dienstleistungen rund um Prozessoptimierung und Vernetzung der Fertigung.

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Walter Formenbau setzt sowohl auf hochwertige VHM-Werkzeuge als auch stabile Spannsysteme von Mapal.

Walter Formenbau setzt sowohl auf hochwertige VHM-Werkzeuge als auch stabile...

Die Karl Walter Formen- und Kokillenbau GmbH & Co. KG (Walter Formenbau) ist ein führender Hersteller für Formen von Aluminiumfelgen und Gussteilen für die Automobilindustrie. Auf rund 3.000 m² fertigen die 32 Mitarbeiter darüber hinaus auch hochwertige Maschinenbauteile. Das Unternehmen mit Sitz im Industriegebiet von Ursenwang (D), einem Vorort von Göppingen, wurde bereits 1960 gegründet.

Vor vier Jahren hat Dr. Jens Buchert den Spezialisten für Formen- und Kokillenbau mit dem Ziel, eine durchgängige digitale Produktion auf die Beine zu stellen, übernommen. Das ist sein Anspruch und mit weniger will er sich nicht zufriedengeben... denn: „Wenn autonomes Fahren möglich ist, müssen wir auch autonom fertigen können“, ist er sich sicher. Das sei sogar ungleich einfacher: „Im Fertigungsprozess sind keine anderen Fahrer beteiligt, es läuft kein Kind auf oder über die Straße. Wenn alles sauber geplant ist, kann wenig Unvorhergesehenes passieren“, betont Buchert. Und doch ist es absolut kein einfacher Weg, ein bestehendes Unternehmen durchgängig so zu vernetzen, um komplett automatisiert fertigen zu können.

Der Anfang ist gemacht

„Nach und nach digitalisieren wir unsere Produktionsprozesse und arbeiten so intensiv an der optimalen Fertigung“, erläutert der Geschäftsführer seinen Plan. Dafür müssen die gesamten Abläufe vom Auftragseingang bis zur Auslieferung der fertigen Formen betrachtet werden. Darunter fallen auch die Zerspanung an sich und alle Prozesse rund um die Zerspanung. „Ich habe deshalb nach einem Partner gesucht, der in diesen beiden Bereichen kompetent ist und einen gesamtheitlichen Überblick
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Gerüstete Werkzeuge, die auf ihren Einsatz in der Maschine warten. Bei Walter Formenbau sind diese über einen Barcode eindeutig identifizierbar. 80 Prozent der Werkzeuge und Spannfutter bezieht der Formenbauer von Mapal.

Gerüstete Werkzeuge, die auf ihren Einsatz in der Maschine warten. Bei Walter...

bietet.“ Diesen Partner habe er mit Mapal gefunden: „Mapal ist der einzige Werkzeughersteller, der die komplette Prozesskette abbilden kann. Vom Zerspanungswerkzeug, der Werkzeugvoreinstellung über die Spanntechnik bis hin zur Werkzeugverwaltung, und mit c-Com sogar die Vernetzung des Maschinenparks.“

Bereits Ende 2017 setzte Walter Formenbau die ersten Produkte von Mapal ein. „Wir haben als Allererstes keine Zerspanungswerkzeuge, sondern Spannfutter geliefert“, erinnert sich Alfred Baur, der Walter als zuständiger Mapal-Außendienstmitarbeiter betreut. Kurz danach orderte das Unternehmen allerdings auch die ersten Werkzeuge – Reibahlen und Bohrer aus Vollhartmetall. Mehr und mehr Aufträge folgten und Walter Formenbau stellte sukzessive auf Produkte von Mapal um.

Qualität und Leistungsfähigkeit überzeugen

Heute bezieht Walter Formenbau 80 Prozent seiner Spannfutter und Werkzeuge von dem in Aalen (D) beheimateten Präzisionswerkzeughersteller. Mapal hat ein umfangreiches Portfolio und ist nicht nur ein Komplettanbieter im Bereich Zerspanungswerkzeuge inklusive Aussteuerwerkzeuge, sondern bietet auch ein breites Spanntechnikprogramm, hochpräzise Einstell-, Mess- und Prüfgeräte sowie automatisierte Werkzeugausgabesysteme. Durch die Integration der Marke voha-tosec in die Mapal-Gruppe vor rund 2,5 Jahren hat man zudem das Programm für den Werkzeug- und Formenbau nochmals deutlich ausgebaut und bietet nun alle dafür benötigten Standard- sowie Sonderwerkzeuge zum Fräsen, Bohren und Reiben an. „Mich überzeugt an den Mapal-Produkten nicht nur deren hohe Qualität und Leistungsfähigkeit. Wir erhalten Spannfutter und Werkzeug aus einer Hand – beide Komponenten sind daher optimal aufeinander abgestimmt“, zeigt Buchert einen
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Komplexe Freiformflächen zeichnen die gefertigten Komponenten von Walter Formenbau aus. Hier am Beispiel einer Form für eine Batteriewanne eines Elektrofahrzeugs.

Komplexe Freiformflächen zeichnen die gefertigten Komponenten von Walter Formenbau...

nicht zu unterschätzenden Vorteil auf. Zudem habe Mapal für ihn ein großes Plus aufgrund des Know-hows und der Flexibilität in der Sonderwerkzeugherstellung: „Wenn wir besondere Geometrien beispielsweise an Radiuskopierfräsern aus Vollhartmetall benötigen, fertigt uns Mapal diese Werkzeuge sehr schnell und unkompliziert.“

Ordnung und Transparenz

Neben der Lieferung von Werkzeugen und Spannmittel unterstützt Mapal den Formenbauer zudem, wie eingangs bereits erwähnt, auf dem Weg zur vernetzten Fertigung. Auch bei Walter Formenbau war Fakt, dass viele Werkzeuge oft nur schwierig auffindbar waren. Ein wesentlicher Punkt, den es also anfangs zu lösen galt, war die optimale Bereitstellung der benötigten Werkzeuge. „Alleine 1,5 Mannjahre benötigten wir mit der Suche und dem Zusammenstellen von Werkzeugen“, begründet Buchert die Umstellung. Und die UNIBASE-Softwarelösung samt Ausgabesystem bot hier die optimale Lösung.

„Wir haben alle Daten aus unserem CAM-System in die neue Software integriert und zwei UNIBASE-M Ausgabesysteme installiert“, sagt Stephan Köstler, Manager Engineering Mechatronische Systeme bei Mapal. „Das Team rund um Köstler hat zudem einige unserer bereits bestehenden Schränke an das UNIBASE-System angeschlossen“, ergänzt Buchert. In der Software ist nun genau hinterlegt, welche Werkzeuge in welchen Abmessungen vorhanden und wo diese zu finden sind.

Wenn ein Mitarbeiter
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Support in der Produktion zu allen Fragen bezüglich Werkzeugen, Zerspanung und den Prozessen rund um die Werkzeuge leistet Alfred Baur. Hier im Gespräch mit David Frommhold (links) von Walter Formenbau.

Support in der Produktion zu allen Fragen bezüglich Werkzeugen, Zerspanung...

ein Werkzeug aus dem UNIBASE-M entnimmt, registriert das die Software. Dadurch bleibt der Werkzeugbestand immer aktuell und erleichtert dem Einkauf die Arbeit enorm, denn einmal pro Woche generiert das System automatisch eine E-Mail, welche Bestände vorhanden sind und was nachbestellt werden sollte. Damit wird die Verfügbarkeit der Werkzeuge sichergestellt und etwaige Maschinenstillstände aufgrund fehlender oder nicht auffindbarer Fertigungsmittel werden ausgeschlossen.

c-Connect als Datendrehscheibe

Um weitestgehend automatisieren zu können, hatte für Dr. Buchert zudem die Vernetzung seiner Maschinen Priorität. Allerdings gestaltete sich das für den Formenbauer aufgrund des sehr heterogenen Maschinenparks als schwierig. „Auch hierfür bieten wir die optimale Lösung“, ist sich Stephan Köstler sicher. Als Pilotprojekt hat Buchert daher zwei seiner Maschinen komplett automatisiert, auch die Beladung wird von einem Roboter übernommen.

Bei einer durchgängigen Vernetzung fallen meist hohe Kosten an. Für Unternehmen, die rasch, einfach und mit überschaubaren Investitionen in die Digitalisierung einsteigen möchten, hat die Mapal-Tochter c-Com das Modul „c-Connect“ inklusive gleichnamiger Box entwickelt. An beiden Maschinen schlossen die Experten von Mapal also eine c-Connect Box an und stellten damit die Verbindung mit der Open-Cloud-Plattform c-Com her. Diese ist auch mit dem Einstellgerät UNISET-C verbunden, das wiederum mit dem CAM-System von Walter Formenbau vernetzt ist. So kann sich der Bediener am Einstellgerät
direkt das Messprogramm für das jeweilige Werkzeug aus dem CAM-System anzeigen lassen und starten. Die so ermittelten Messdaten spielt das UNISET-C über c-Com und die c-Connect Box direkt an die Maschine zurück.

Vernetzung wird weiter ausgebaut

Neben der Übertragung der Daten bietet c-Connect weitere Vorteile. Beispielsweise werden die Standzeiten der Werkzeuge erfasst und die Bedarfe registriert. Walter Formenbau nutzt zudem eine Zusatzfunktion der c-Connect Box – die Maschinenüberwachung. Über Sensoren erfasst die Box den Zustand der jeweiligen Maschinenampel. So erhält Dr. Buchert schnell und einfach eine Auswertung über die OEE (Gesamtanlageneffektivität): „Mit der Vorgehensweise und dem derzeitigen Stand bin ich sehr zufrieden. Sobald diese beiden Pilotmaschinen reibungslos autonom arbeiten, ziehen wir unsere restlichen Maschinen nach.“

Es sind nicht die einzelnen Bestandteile, die die Zusammenarbeit von Walter Formenbau und Mapal bestimmen. Es ist viel mehr das große Ganze und das Lernen voneinander. „Durch die enge Zusammenarbeit konnten auch wir neue, interessante Erkenntnisse im Werkzeug- und Formenbau erzielen“, bestätigt Alfred Baur und Dr. Jens Buchert unterstreicht abschließend: „Die Flexibilität von Mapal hat mich absolut überzeugt. Für mich bietet es einen Mehrwert, alles aus einer Hand zu bekommen und genau einen kompetenten Ansprechpartner zu haben.“

Walter Formenbau setzt sowohl auf hochwertige VHM-Werkzeuge als auch stabile Spannsysteme von Mapal.
Gerüstete Werkzeuge, die auf ihren Einsatz in der Maschine warten. Bei Walter Formenbau sind diese über einen Barcode eindeutig identifizierbar. 80 Prozent der Werkzeuge und Spannfutter bezieht der Formenbauer von Mapal.
Komplexe Freiformflächen zeichnen die gefertigten Komponenten von Walter Formenbau aus. Hier am Beispiel einer Form für eine Batteriewanne eines Elektrofahrzeugs.
Support in der Produktion zu allen Fragen bezüglich Werkzeugen, Zerspanung und den Prozessen rund um die Werkzeuge leistet Alfred Baur. Hier im Gespräch mit David Frommhold (links) von Walter Formenbau.
Walter Formenbau hat zwei UNIBASE-M Ausgabesysteme von Mapal in Verwendung. Damit wird massiv Zeit, die zuvor für die Suche von Werkzeugen aufgewendet wurde, eingespart.
An zwei Pilotmaschinen ist bei Walter Formenbau eine c-Connect Box angeschlossen. Darüber werden die Messdaten der Werkzeuge an die Maschine weitergegeben und über Sensoren der Zustand der Maschinenampel überwacht.
Über Sensoren wird der Zustand der Maschinenampel überwacht.
Am Werkzeugeinstellgerät UNISET-C bereitet David Frommhold das Werkzeugsystem auf den Fertigungseinsatz vor. Das Messprogramm erhält er direkt aus dem CAM-System. Das Messprotokoll wird dann über c-Com und die c-Connect Box an die Maschine übergeben.
Dr. Jens Buchert an einer seiner autonom arbeitenden Maschinen. Er hat sich die komplett vernetzte Fertigung als Ziel gesetzt.
Arbeiten partnerschaftlich zusammen. Dr. Jens Buchert, Eigentümer und Geschäftsführer der Karl Walter Formen- und Kokillenbau GmbH & Co. KG, und Alfred Baur, Außendienstmitarbeiter von Mapal.



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Beim steirischen Lohnfertiger Heldeco sind es vor allem auch die Mitarbeiter gewesen, die in den letzten Jahren ein Maximum an Transparenz bei sämtlichen Abläufen im Unternehmen einforderten. Ein Anliegen, dem der Firmenchef Ing. Helmut Dettenweitz mit der Installation eines softwaretechnischen Überbaus über alle bereits bestehenden Systeme nachkam. Ein Optimierungsschritt, der sich mittlerweile in vielerlei Hinsicht positiv bemerkbar macht, wie er im nachfolgenden Interview verrät. Das Gespräch führte Sandra Winter, x-technik
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