Mit dem wellenförmigen Schruppen spannt man nun jeweils zwei Hebel. Diese doppelte Aufspannung führt zu längeren Laufzeiten und damit zu weniger Stress für den Maschinenbediener.

Wellenförmig zu ­enormer Werkzeug­kosten-Reduzierung

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Statt wie bisher fünf Hebel werden mit dem wellenförmigen Schruppen 20 Stück und mehr mit nur einem Werkzeug gefertigt.

In der Vergangenheit musste man beim Fräsen eines vermeintlich einfachen Bauteils aus Edelstahl nach jedem fünften Werkstück mit einem Werkzeugbruch rechnen. Neben intensiven Werkzeugkosten waren so auch lange Durchlaufzeiten sowie der Verlust von Qualität und Prozesssicherheit die Folge.
Heute werden beim Unternehmen GPS Reisacher durch das wellenförmige Schruppen von Vero Software (auch «waveform» genannt) mit Edgecam 20 Bauteile und mehr gefertigt. Seither haben sich die Werkzeugkosten bis zu 80 Prozent reduziert. Gleichzeitig konnten damit aber auch die Prozesssicherheit und die Qualität messbar gesteigert werden.

Optimale Hochgeschwindig­keitsbearbeitung
Je härter der Werkstoff, umso besser funktioniert das wellenförmige Schruppen mit dem CAM-System Edgecam. Das Unternehmen GPS Reisacher in D-87730 Bad Grönenbach hatte das CAM-System bereits seit Jahren erfolgreich im Einsatz. Prozessbedingt kam es jedoch bei der Fertigung von Hebeln für Stanzbaugruppen aus Edelstahl 1.4301 nach jedem fünften Bauteil zum Werkzeugbruch. Neben den intensiven Werkzeugkosten war die Situation wegen der Durchlaufzeiten, der Qualität und der Prozesssicherheit nicht länger tragbar. Deshalb wurden unterschiedliche Tests mit Zustellungen, Schnittparameter und Fräswerkzeugen gefahren, die allerdings nicht zum gewünschten Ergebnis führten. Die Lösung fand Fertigungsleiter Ivan Markota durch die Unterstützung von Vero Software mit dem wellenförmigen Schruppen. Und so befasste man sich mit dieser High Performance Schrupp-strategie intensiver und erreichte beeindruckende Ergebnisse. Statt der fünf Hebel werden damit aktuell 25 Stück und mehr gefertigt. Die Qualität ist vom ersten bis zum letzten Bauteil absolut identisch, und so konnte man auch die Durchlaufzeiten nahezu halbieren: «Wir haben diese Bauteile, und wir sprechen hier über eine 5-Achs-Bearbeitung, einzeln gefertigt. Bei dem wellenförmigen Schruppen spannen wir nun jeweils zwei Hebel. Durch die doppelte Aufspannung haben wir längere Laufzeiten und damit aber auch weniger Aufwand für den Maschinenbediener (verantwortlich für drei Maschinen). Ein besonderer Vorteil ist, dass wir jetzt bei den Fräsern nicht mehr nur 5 mm der Schneide, sondern die komplette Schneidenlänge nutzen können. Die Masshaltigkeit innerhalb weniger Hundertstel Millimeter ist seither konstant, es ist noch kein Fräser gebrochen und wir konnten die Herstellkosten für diese Hebel um 30 Prozent reduzieren.»
So ermöglicht das wellenförmige Schruppen eine optimale Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, insbesondere bei  harten und zähen Materialien wie bei dem Edelstahl bei GPS Reisacher. Die zitierte Schneidenlänge des Werkzeugs kann deshalb effizienter eingesetzt werden, weil sich die Schnittbelastung über die gesamte im Eingriff befindliche Schneide verteilt. Der geringere Werkzeugverschleiss beziehungsweise Werkzeugbruch wird unter anderem durch individuelle Eingriffe in den Bearbeitungsprozess möglich. Das heisst, es lässt sich klar definieren, wo der Fräser startet, wie er verfährt, um Späne weg zu befördern und Spanräume frei zu halten. Interessant dabei ist allerdings auch, dass man in Bad Grönenbach inzwischen so viel Vertrauen zum CAM-System aufgebaut hat, dass man bis auf 0,1 mm, teilweise bis 0,05 mm, ans Endmass schruppt. Selbst bei komplexen Bauteilen. Unabhängig davon ermöglicht eine Funk­tion in Edgecam aber nach dem Schruppen ­einen Schlichtspan.

Mit individuellen Möglichkeiten eigenes Know-how nutzen
Nun bieten mittlerweile zahlreiche Anbieter von CAM-Systemen das wellenförmige Schruppen an. Den gravierenden Unterschied zu diesen Systemen sehen Geschäftsführer Ulrich Reisacher und Ivan Markota vor allem im voll integrierten Schruppzyklus und zahlreichen Einstellungsmöglichkeiten. Integrierter Schruppzyklus heisst, man kann werkstückspezifisch zwischen konzentrisch, spiral oder wellenförmig wählen. Bei der wellenförmigen Strategie wird durch einen konstanten Werkzeugeingriffswinkel in das Material eine gleichbleibende Belastung des Werkzeugs erreicht. Dadurch werden sehr hohe Vorschübe und Drehzahlen möglich. In Bad Grönenbach beeindruckt diese Strategie vor allem beim Fräsen von Edelstahl. Hinsichtlich der Details sieht Ivan Markota den Unterschied zu anderen Systemen in den Eingriffsmöglichkeiten: «Wir fräsen mit Edgecam auch komplexe Bauteile 5-Achs-Simultan. Da ist es nicht sehr hilfreich, wenn alles fest vorgegeben ist, man nicht individuell eingreifen kann. Mit Edgecam dagegen lassen sich beim Schruppen Parameter verändern und Begrenzungen in kurzer Zeit definieren.»
Nun wird speziell bei CAM-Systemen häufig mit enormen Einsparungen bei der Programmierung geworben. Bei Edgecam dagegen steht der Strategy Manager für das Erstellen kompletter NC-Programme auf Knopfdruck. In Bad Grönenbach ist dieses Tool zwar (noch) nicht im Einsatz, aber auch bei der Programmierung überzeugt die individuelle Anwendung, denn mit Edgecam beziehungsweise den PCI-Makros lässt sich die komplette Oberfläche auf den Anwender personalisieren. Das heisst, für jede anfallende Situation können Makros definiert und Abläufe optimiert werden. Dadurch lassen sich komplette Fertigungsabläufe generieren und dabei internes Know-how nutzen.

Höhere Prozesssicherheit
Wie es scheint, macht das wellenförmige Schruppen also hinsichtlich der Einsparungen bei den Werkzeugkosten, den Durchlaufzeiten sowie der höheren Prozesssicherheit Sinn. Die möglichen Einsparpotenziale sind demnach vom zu bearbeitenden Material abhängig. Fakt ist, dass in Bad Grönenbach neben der Reduzierung der Werkzeugkosten auch die Werkzeugsätze kleiner wurden: ein Schrupp- und ein Schlichtwerkzeug sind mittlerweile vollkommen ausreichend. Und so ist es auch nicht überraschend, dass man in Bad Grönenbach inzwischen auch beim Drehen über ­einen möglichen Einzug des wellenförmigen Schruppens spricht.