Mol­di­no: Metz Con­nect fer­tigt Aus­wer­fer­boh­run­gen schnel­ler per Mikrobohrer

Mol­di­no: Metz Con­nect fer­tigt Aus­wer­fer­boh­run­gen schnel­ler per Mikrobohrer

Beim Werk­zeug­bau von Metz Con­nect in Blum­berg fer­tig­ten die Werk­zeug­ma­cher die Aus­wer­fer­boh­run­gen in dem auf 58 HRC vor­ge­här­te­ten Uni­max-Stahl nicht per Mikro­boh­rer, son­dern mit­tels Drah­te­ro­si­on. Inzwi­schen wird die­se hoch­prä­zi­se Arbeit in Blum­berg – sofern es die Werk­stück-Kon­tur zulässt – jedoch von Mikro­boh­rern der neu­en EMSBH-ATH-Rei­he von Mol­di­no über­nom­men. Mit dem posi­ti­ven Ergeb­nis schnel­le­rer Durch­lauf­zei­ten, höhe­rer Pro­zess­si­cher­heit sowie der Mög­lich­keit zur mann­lo­sen Fertigung.

Die Düsenseite eines Spritzgießwerkzeugs, wie es typischerweise bei Metz Connect zum Einsatz kommt. Zur flexiblen Herstellung mehrpoliger Klemmen ist das Werkzeug in Segmente aufgeteilt. Die Auswerferbohrungen bedeuten jede Menge Arbeit für die Mikrobohrer von Moldino. – Bild: Moldino
Die Düsen­sei­te eines Spritz­gieß­werk­zeugs, wie es typi­scher­wei­se bei Metz Con­nect zum Ein­satz kommt. Zur fle­xi­blen Her­stel­lung mehr­po­li­ger Klem­men ist das Werk­zeug in Seg­men­te auf­ge­teilt. Die Aus­wer­fer­boh­run­gen bedeu­ten jede Men­ge Arbeit für die Mikro­boh­rer von Mol­di­no. – Bild: Moldino

Mol­di­no ist im Werk­zeug­bau von Metz Con­nect wohl­be­kannt. Daher stie­ßen die zwei­schnei­di­gen ATH-beschich­te­ten Mikro­boh­rer der neu­en EMSBH-ATH-Rei­he sofort auf gro­ßes Inter­es­se. Die Werk­zeu­ge sind im Durch­mes­ser­be­reich von 0,1 bis 2 mm erhält­lich. Die Voll­hart­me­tall­boh­rer mit einem Spit­zen­win­kel von 140° sind spe­zi­ell für das Boh­ren har­ter Stäh­le mit Durch­mes­ser­to­le­ran­zen im μm-Bereich bis 65 HRC ausgelegt.

Aus­wer­fer­boh­run­gen dau­ern mit­tels Drah­tero­die­ren sehr lange

Die Exper­ten kamen sehr schnell auf den Gedan­ken, die Aus­wer­fer­boh­run­gen mit den Mol­di­no-Boh­rern her­zu­stel­len, statt die­se per Drah­tero­die­ren zu fer­ti­gen. Sehr kurz­fris­tig konn­ten die Werk­zeug­ma­cher die Mikro­boh­rer der neu­en EMSBH-ATH-Rei­he, die außer­halb Japans aktu­ell nur auf dem deut­schen Markt erhält­lich sind, im Süd­schwarz­wald unter die Lupe neh­men. Gemein­sam mit Anwen­dungs­tech­ni­kern von Mol­di­no bear­bei­te­ten sie Probewerkstücke.

Im Fokus
Lang­jäh­ri­ge Zusam­men­ar­beit
Bereits vor rund zehn Jah­ren hat Metz Con­nect damit begon­nen, das HSC-Frä­sen und hier vor allem die Hart­be­ar­bei­tung auf VHM-Werk­zeu­ge von Mol­di­no umzu­stel­len. Damals fir­mier­te der japa­ni­sche Her­stel­ler noch unter dem Namen MMC Hita­chi Tool. Heu­te wer­den in Blum­berg bei der Hart­be­ar­bei­tung zu 90 Pro­zent Werk­zeu­ge von Mol­di­no eingesetzt. 

Die Prä­sen­ta­ti­on der Mikro­boh­rer ver­lief erfolg­reich. Daher imple­men­tier­ten die Werk­zeug­bau­er von Metz Con­nect die neu­en Mikro­boh­rer in ihren Pro­zess. Die Werk­zeu­ge soll­ten bei Aus­wer­fer­boh­run­gen unter 1 mm Durch­mes­ser zum Ein­satz kom­men, vor allem aber im Bereich zwi­schen 0,6 und 0,8 mm im vor­ge­här­te­ten Uni­max-Stahl (Voestalpine/Uddeholm). Da die Boh­run­gen sehr hohe Anfor­de­run­gen an die Genau­ig­keit stel­len, stell­ten die Werk­zeug­ma­cher die­se bis­her per Start­loch­boh­rung und Drah­te­ro­si­on her.

Die Auswerferbohrungen entstehen quasi in Teamarbeit mehrerer Werkzeuge: Links der Moldoino EMSBH-0080-8-ATH mit 0,8 mm Durchmesser und rechts der Zentrierbohrer DN2HC mit Durchmesser 3 mm. – Bild: Moldino
Die Aus­wer­fer­boh­run­gen ent­ste­hen qua­si in Team­ar­beit meh­re­rer Werk­zeu­ge: Links der Mol­d­oi­no EMSBH-0080–8‑ATH mit 0,8 mm Durch­mes­ser und rechts der Zen­trier­boh­rer DN2HC mit Durch­mes­ser 3 mm. – Bild: Moldino

Die hohe Genau­ig­keit benö­ti­gen die Fach­leu­te, damit der Abstand zwi­schen Boh­rung und Aus­wer­fer­stift so klein ist, dass beim Sprit­zen des Kunst­stoffs kei­ne Gra­te ent­ste­hen. Zudem wer­den die Aus­wer­fer­boh­run­gen mit einem Mit­ten­rau­wert von Ra 0,2 μm ero­diert. Das ist not­wen­dig, damit sowohl Aus­wer­fer­stift als auch Boh­rung mög­lichst wenig verschleißen.

Mol­di­no bringt pro­zess­si­che­re Mikrobohrer

Das Drah­tero­die­ren der Boh­run­gen war sehr zeit­auf­wen­dig. Auf­grund der klei­nen Durch­mes­ser muss der Bedie­ner hier­für auf der Maschi­ne jede Boh­rung ein­zeln per Hand ein­fä­deln. Denn die hier ver­wen­de­te 0,4‑mm-Startlochelektrode erzeugt etwa einen – oft nicht ganz run­den – Durch­mes­ser von 0,5 mm. Zu wenig für die auto­ma­ti­sche Drahteinfädelung.

Auch über Nacht: Auf der automatisierten 5-achsigen Röders RXP600DSH mit HSK-40-Schnittstelle und einer Fischer-Spindel, die bis 42 000 min-1 dreht, kommen die neuen EMSBH-ATH-Mikrobohrer für die Auswerferbohrungen jetzt ebenfalls zum Einsatz. – Bild: Moldino
Auch über Nacht: Auf der auto­ma­ti­sier­ten 5‑achsigen Röders RXP600DSH mit HSK-40-Schnitt­stel­le und einer Fischer-Spin­del, die bis 42 000 min-1 dreht, kom­men die neu­en EMSBH-ATH-Mikro­boh­rer für die Aus­wer­fer­boh­run­gen jetzt eben­falls zum Ein­satz. – Bild: Moldino

Es gab gute Grün­de, die­sen Pro­zess durch das Mikro­boh­ren auf dem Bear­bei­tungs­zen­trum abzu­lö­sen. Die Hart­be­ar­bei­tung für die Spritz­gieß­werk­zeu­ge – die Werk­zeug­ma­cher fer­ti­gen in Blum­berg auch Stanz- und Umform­werk­zeu­ge – läuft über­wie­gend auf der auto­ma­ti­sier­ten RXP 600DSH von Röders. Die 5‑achsige Maschi­ne, die bei Metz Con­nect zur Hälf­te auch das Gra­phit­frä­sen übernimmt,versorgt ein Knick­arm­ro­bo­ter von Fanuc mit Werkstücken.

Mikro­boh­rer mit hoher Performance

Um die Pro­zess­pa­ra­me­ter aus­lo­ten zu kön­nen, beschlos­sen die Exper­ten im Werk­zeug­bau zunächst auf der Röders-Maschi­ne Pro­be­boh­run­gen in einem Rest­block aus Uni­max vor­zu­neh­men. Die­ser zähe, har­te sowie äußerst ver­schleiß­fes­te Warm­ar­beits­stahl ist rela­tiv gut zer­span­bar und wird bei etz Con­nect für alle Werk­zeu­ge ver­wen­det. Alle Ein­sät­ze wer­den auf 56 bis 58 HRC vor­ge­här­te­tem Uni­max gefah­ren, und auch alle Zer­span­werk­zeu­ge wer­den auf die­sen Werk­stoff hin getestet.

Perfekt: Die mit einem Mikrobohrer EMSBH-0080-8-ATH hergestellte 0,8-mm-Auswerferbohrung in Unimax bei 147-facher Vergrößerung. – Bild: Moldino
Per­fekt: Die mit einem Mikro­boh­rer EMSBH-0080–8‑ATH her­ge­stell­te 0,8‑mm-Auswerferbohrung in Uni­max bei 147-facher Ver­grö­ße­rung. – Bild: Moldino

Mol­di­no emp­fahl das Boh­ren in drei Schrit­ten: Zen­trie­ren, Anboh­ren, Fer­tig­boh­ren. Für das Pilot-Loch kommt der Mol­di­no-Zen­trier­boh­rer DN2HC mit Durch­mes­ser 3mm zum Ein­satz. Dabei ist wich­tig, dass der Zen­trier­boh­rer den glei­chen Win­kel hat wie der anschlie­ßend ver­wen­de­te Voll­hart­me­tall­boh­rer. Des­halb hat der DN2HC zwei Spit­zen­win­kel 135° für den Boh­rer und 90° zur Fasenbildung.

Aus­wer­fer­boh­run­gen mit klei­ner Toleranz

Damit wird die Boh­rung nur ange­tippt, sodass der EMSBH-Boh­rer zen­triert wird. Das anschlie­ßen­de Anboh­ren und Fer­tig­boh­ren fin­det dann mit dem EMSBH-ATH statt. Denr Anbohr­pro­zess fah­ren die Werk­zeug­ma­cher zunächst mit redu­zier­ten Para­me­tern. Nach dem Zen­trie­ren mit dem DN2HC boh­ren die Exper­ten  mit dem EMSBH mit redu­zier­ten Wer­ten an, schal­ten dann um auf 100 Pro­zent der Arbeits­pa­ra­me­ter und fer­ti­gen die Pass­boh­rung 16 mm tief. Die Mikro­boh­rer kön­nen sie wäh­rend des Bohr­pro­zes­ses mit MMS oder Emul­si­on küh­len. Wich­tig ist, dass der Rund­lauf klei­ner 5 µm gewähr­leis­tet ist.

Bohren der 8 mm tiefen Auswerferbohrungen mit dem Mikrobohrer EMSBH-0080-8-ATH in den Formkern aus Unimax. Pro 0,8-mm-Bohrung wurde rund 1 min benötigt. – Bild: Moldino
Boh­ren der 8 mm tie­fen Aus­wer­fer­boh­run­gen mit dem Mikro­boh­rer EMSBH-0080–8‑ATH in den Form­kern aus Uni­max. Pro 0,8‑mm-Bohrung wur­de rund 1 min benö­tigt. – Bild: Moldino

Die Pre­mie­re in der eigent­li­chen Fer­ti­gung war dann das Boh­ren der Aus­wer­fer­lö­cher mit den erprob­ten Para­me­tern, jedoch mit einem EMSBH mit 8 mm Nutz­län­ge – in den Ein­sät­zen eines Seg­ment-Werk­zeugs. Seg­ment des­halb, weil vie­le Spritz­gieß­werk­zeu­ge bei Metz Con­nect fle­xi­bel umrüst­bar sind. In die­sem Fall für die Deckel von zwei- bis hin zu sie­ben­po­li­gen Klem­men. Bei den neun Werk­stü­cken mit ins­ge­samt 72 Aus­wer­fer­boh­run­gen lag die Lauf­zeit pro Boh­rung bei rund 1 min. Mit neu­en Schrumpf­fut­tern mit Kühl­ka­nalboh­rung kön­nen die Zer­spa­ner die Spin­del-Innen­küh­lung nut­zen und die Küh­lung punkt­ge­nau an den Boh­rer heranbringen.

Mikro­boh­rer ermög­li­chen die mann­lo­se Fertigung

Gera­de die Maß­hal­tig­keit, die der Boh­rer von Mol­di­no erreicht, begeis­tert die Werk­zeug­bau­er. Schließ­lich lagen alle Boh­run­gen im Test-Werk­stück bei der Prü­fung mit einem opti­schen Mess­ge­rät inner­halb der Tole­ranz von +0/+0,005 mm. Eben­so passt über­all der Mit­ten­rau­wert der Boh­rungs­ober­flä­che von Ra 0,2 μm. Auch bei der Maß­hal­tig­keit von Ein­tritts­loch und Aus­tritts­loch gibt es kei­ner­lei Abweichungen. 

Der CAM-Arbeitsplatz mit den in PowerMill (Autodesk) geöffneten Fenstern des zu bohrenden Formkerns. – Bild: Moldino
Der CAM-Arbeits­platz mit den in Power­Mill (Auto­desk) geöff­ne­ten Fens­tern des zu boh­ren­den Form­kerns. – Bild: Moldino

Dar­über hin­aus über­zeu­gen die Boh­rer von Mol­di­no mit ihrer hohen Pro­zess­si­cher­heit sowie der Mög­lich­keit, die Aus­wer­fer­boh­run­gen mann­los fer­ti­gen zu kön­nen. Sie ermög­li­chen einen wei­te­ren Schritt in Rich­tung einer wei­te­ren Auto­ma­ti­sie­rung des Werk­zeug­baus. Aber auch die Kos­ten-Sei­te stimmt. Die Wirt­schaft­lich­keits­be­rech­nung zeigt zwar, dass das Mikro­boh­ren im Ver­gleich zum Start­loch- sowie Drah­tero­die­ren bei den Pro­duk­ti­ons­kos­ten nicht wesent­lich güns­ti­ger ist. Der gro­ße Vor­teil liegt jedoch bei der Durch­lauf­zeit. Hier ist das Mikro­boh­ren fast 60 Pro­zent schnel­ler. So kön­nen die Werk­zeug­bau­er bei so man­chem Werk­zeug bis zu zwei Wochen einsparen.


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