Röders und Mapal: Stra­te­gi­sche Part­ner­schaft für den Formenbau

Röders und Mapal: Stra­te­gi­sche Part­ner­schaft für den Formenbau

Um die spe­zi­fi­schen Bedürf­nis­se im Werk­zeug und For­men­bau opti­mal abzu­de­cken, gehen Maschi­nen­her­stel­ler Röders und Werk­zeugspe­zia­list Mapal eine stra­te­gi­sche Part­ner­schaft ein. Da es im Werk­zeug- und Formen­bau häu­fig um Ein­zel­stü­cke und Klein­se­ri­en geht, kom­men bevor­zugt Stan­dard­werk­zeu­ge zum Ein­satz. Ange­sichts der kaum über­schau­ba­ren Viel­falt an Geome­trien und Aus­füh­rungs­va­ri­an­ten scheu­en Anwen­der davor zurück, eine gro­ße und ent­spre­chend kos­ten­in­ten­si­ve Viel­zahl an Werk­zeug­va­ri­an­ten zu bevor­ra­ten. Der CAM-Pro­gram­mie­rung kommt so die Auf­ga­be zu, die anste­hen­de Bear­bei­tung mög­lichst mit dem vor­han­de­nen Bestand zu erle­di­gen. Kom­pro­mis­se gehen dabei oft zu Las­ten der Maschi­nen­lauf­zeit. In einem gemein­sa­men Pro­jekt haben Prä­zi­si­ons­werk­zeugspe­zia­list Mapal und der Fräs­ma­schi­nen­her­stel­ler Röders an einem Mus­ter­werk­stück das Zusam­men­spiel von Maschi­ne, Werk­zeu­gen und CAM-Stra­te­gie optimiert.

Die strategische Partnerschaft für den Formenbau zeigt, dass der radiale Wendeschneidplattenfräser NeoMill-3D-Finish universell für Schlichtbearbeitungen aller gängigen Werkstoffe und Anwendungen einsetzbar ist. – Bild: Mapal
Die stra­te­gi­sche Part­ner­schaft für den For­men­bau zeigt, dass der radia­le Wen­de­schneid­plat­ten­frä­ser Neo­Mill-3D-Finish uni­ver­sell für Schlicht­be­ar­bei­tun­gen aller gän­gi­gen Werk­stof­fe und Anwen­dun­gen ein­setz­bar ist. – Bild: Mapal

Mapal ist einer der füh­ren­den Her­stel­ler im Bereich von Hoch­leis­tungs­werk­zeu­gen mit spe­zi­ell an die Anwen­der­an­for­de­run­gen ange­pass­ten Eigen­schaf­ten. Des­halb lag lan­ge ein Fokus des Unter­neh­mens auf Son­der­werk­zeu­gen. Doch stieg in den ver­gan­ge­nen Jah­ren der Anteil an kurz­fris­tig ver­füg­ba­ren Stan­dard­werk­zeu­gen. Das zeigt auch das umfang­rei­che Pro­dukt­pro­gramm für den Werk­zeug- und For­men­bau. Von den rund 6500 Stan­dard­werk­zeu­gen sind etwa 5000 ab Lager ver­füg­bar. Sie wei­sen im For­men­bau beson­ders gefrag­te Eigen­schaf­ten auf, wie etwa die Eig­nung zur Bear­bei­tung hoch­har­ter Werk­stof­fe bei engen Tole­ran­zen. Letz­te­res ist wesent­lich für die Erzie­lung einer hohen Genau­ig­keit bei exzel­len­ter Oberflächengüte.

Röders und Mapal ent­wi­ckeln Lösung für den Formenbau

Für ein Pilot­pro­jekt zur Erstel­lung eines Form­werk­zeu­ges such­ten die Ver­ant­wort­li­chen bei Mapal einen inno­va­ti­ven Maschi­nen­her­stel­ler als Part­ner. Schnell war der Kon­takt zu Röders aus Sol­tau geknüpft. Bereits ers­te Gesprä­che ver­lie­fen sehr viel­ver­spre­chend und mün­de­ten in einer Zusam­men­ar­beit. Mapal kon­stru­ier­te in Abstim­mung mit Röders ein Pro­be­bau­teil, das dem Kern für ein groß­flä­chi­ges Spitz­gieß­bau­teil nach­emp­fun­den war. Die Geo­me­trie wies diver­se bear­bei­tungs­tech­ni­sche Han­di­caps sowie stren­ge Vor­ga­ben bezüg­lich der Ober­flä­chen­gü­te auf. Und es stell­te sehr hohe Anfor­de­run­gen an die Bear­bei­tung. Als Werk­stoff wähl­ten die Exper­ten den im For­men­bau ver­brei­te­ten und auf 50±2 HRC durch­ge­här­te­ten Stahl 1.2343. Mit dem CAM-Pro­gramm Hyper­mill von Open­Mind erstell­ten die Fach­leu­te eine opti­ma­le Fräs­stra­te­gie und defi­nier­ten dabei gleich­zei­tig die am bes­ten geeig­ne­ten Werkzeuge.

Stra­te­gi­sche Part­ner­schaft zur Abstim­mung von Maschi­ne und Werkzeugen

Im Bereich Werk­zeug- und For­men­bau sind die Anfor­de­run­gen bezüg­lich Prä­zi­si­on und Ober­flä­chen­gü­te beson­ders hoch. Zudem wer­den sie stän­dig wei­ter nach oben geschraubt. Des­halb sol­len Fräs­ma­schi­ne und Fräs­werk­zeu­ge har­mo­nie­ren. Dabei geht es nicht nur um Schneid­stoff­ei­gen­schaf­ten, Spin­del­leis­tung und Vor­schub­ge­schwin­dig­keit, son­dern bei­spiels­wei­se auch um Stei­fig­keit gegen Werk­zeug­ab­drän­gung, Schwin­gungs­dämp­fung oder auch um Null­punkt­sta­bi­li­tät bei Bear­bei­tun­gen, die stun­den- und sogar tage­lang durch­lau­fen. Eine wich­ti­ge Rol­le spie­len zudem hoch­ge­naue Mess­sys­te­me für die Kon­trol­le der Achs­po­si­tio­nen sowie für die Ver­mes­sung der Werkzeuge.

Das von Mapal und Röders gemeinsam realisierte Musterbauteil war Grundlage der Entwicklungen für die strategische Partnerschaft. Es vereint typische Herausforderungen aus dem Formenbau in sich. – Bild: Mapal
Das von Mapal und Röders gemein­sam rea­li­sier­te Mus­ter­bau­teil war Grund­la­ge der Ent­wick­lun­gen für die stra­te­gi­sche Part­ner­schaft. Es ver­eint typi­sche Her­aus­for­de­run­gen aus dem For­men­bau in sich. – Bild: Mapal

Für den Pilot­ver­such im Röders-Tech­ni­kum wähl­te das Team eine HSC-Fünf­achs­ma­schi­ne RXP 601 DSH. Die­ser Maschi­nen­typ hat sich in zahl­rei­chen For­men­bau­be­trie­ben als robus­tes und zugleich hoch­prä­zi­ses Arbeits­pferd bewährt. Das von Mapal vor­ge­schla­ge­ne NC-Pro­gramm wur­de gemein­sam mit den HSC-Spe­zia­lis­ten von Röders unter Berück­sich­ti­gung der Leis­tungs­da­ten, ins­be­son­de­re der mög­li­chen hohen Dynamik,auf die RXP 601 DSH opti­miert. Im Ergeb­nis ent­stand eine hin­sicht­lich Genau­ig­keit und Ober­flä­chen­qua­li­tät opti­mier­te Fräs­stra­te­gie. Bei der berück­sich­tih­ten die Exper­ten auch die sekun­dä­ren Zie­le einer mög­lichst kur­zen Bear­bei­tungs­zeit. Dar­über hin­aus ach­te­ten sie auf einen mini­ma­len Werkzeugsverschleiß.

Schrupp- und Schlicht­frä­ser für hohen Vor­schub im Formenbau

Für die Bear­bei­tung kamen ins­ge­samt 16 ver­schie­de­ne Werk­zeu­ge zum Ein­satz. Eini­ge sind auf­grund ihrer außer­ge­wöhn­li­chen Eigen­schaf­ten beson­ders inter­es­sant. In der Rei­hen­fol­ge der Bear­bei­tungs­ab­läu­fe ist das zunächst der Hoch­vor­schub­frä­ser Opti­Mill-3D-HF-Har­den­ed, der für das Abtra­gen gro­ßer Mate­ri­al­men­gen zum Ein­satz kam. Der sechs­schnei­di­ge Frä­ser mit Durch­mes­ser 16 mm schrupp­te mit einer Schnitt­ge­schwin­dig­keit von 170 m/min und einem Vor­schub pro Zahn von 0,5 mm. Er rea­li­sier­te somit eine Vor­schub­ge­schwin­dig­keit von mehr als10 m/min. Spe­zi­ell zum Schrup­pen gehär­te­ter Bau­tei­le mit Här­ten ab 56 HRC ent­wi­ckelt, zeich­net sich der Opti­Mill-3D-HF-Har­den­ed als sehr feh­ler­to­le­rant im unter­bro­che­nen Schnitt aus. Auch bei Schlicht­pro­zes­sen erzielt der Frä­ser dank sei­ner inno­va­ti­ven Stirn­geo­me­trie hohe Oberflächengüten.

Die Röders HSC-Fünfachsmaschine RXP 601 DSH wurde für höchste Genauigkeitsanforderungen bei hohen Zerspanleistungen ausgelegt. Eine ideale Maschine für den Formenbau. – Bild: Röders
Die Röders HSC-Fünf­achs­ma­schi­ne RXP 601 DSH wur­de für höchs­te Genau­ig­keits­an­for­de­run­gen bei hohen Zer­span­leis­tun­gen aus­ge­legt. Eine idea­le Maschi­ne für den For­men­bau. – Bild: Röders

Ein fünf­schnei­di­ger Eck­ra­di­us­frä­ser Opti­Mill-3D-CR-Har­den­ed mit Durch­mes­ser 10 mm kam für die Finish­be­ar­bei­tung des obe­ren Berei­ches – Plan­flä­che, Kon­tur und Radi­us­über­gang – zum Ein­satz. Die­ser sehr sta­bil aus­ge­leg­te Frä­ser mit hoher Radi­us­ge­nau­ig­keit eig­net sich zur Finish­be­ar­bei­tung von Werk­stof­fen bis 66 HRC. Bei hohen Vor­schub­wer­ten erzeugt er erst­klas­si­ge bis hin zu hoch­glän­zen­den Oberflächen.

Kreis­ra­di­us­frä­ser und Finish­frä­ser mit Wiper-Geometrie

Inno­va­tiv sind die Ein­satz­mög­lich­kei­ten des Kreis­ra­di­us­frä­sers Opti­Mill-3D-CS. Dank sei­ner spe­zi­el­len Geo­me­trie bear­bei­tet die­ser Frä­ser, der wahl­wei­se in Trop­fen- oder Kegel­form ver­füg­bar ist, Werk­stück­flan­ken mit hoher Zustel­lung fer­tig. Und er redu­ziert außer­dem die Bear­bei­tungs­zeit. Im Ver­gleich zu übli­chen Kugel­frä­sern las­sen sich bei glei­chem Zei­len­sprung und glei­cher Bear­bei­tungs­zeit hoch­wer­ti­ge­re Ober­flä­chen­gü­ten erzie­len. Noch bes­ser aus­spie­len kann der Frä­ser die Vor­tei­le sei­ner Geo­me­trie bei grö­ße­ren Zei­len­sprün­gen. Hier las­sen sich dar­über hin­aus die Pro­zess­zei­ten bei glei­cher oder bes­se­rer Ober­flä­che um bis zu 80 Pro­zent ver­rin­gern. Die hohe erziel­ba­re Ober­flä­chen­qua­li­tät ermög­licht zudem eine merk­li­che Ver­rin­ge­rung des Polieraufwands.

Der Kreisradiusfräser OptiMill-3D-CS kann dank seiner speziellen Geometrie beim 5-Achs-Finishen von Werkstückflanken mit hoher Zustellung eingesetzt werden, was die Bearbeitungszeit im Formenbau reduziert. – Bild: Mapal
Der Kreis­ra­di­us­frä­ser Opti­Mill-3D-CS kann dank sei­ner spe­zi­el­len Geo­me­trie beim 5‑Achs-Finis­hen von Werk­stück­flan­ken mit hoher Zustel­lung ein­ge­setzt wer­den, was die Bear­bei­tungs­zeit im For­men­bau redu­ziert. – Bild: Mapal

Der radia­le Wen­de­schneid­plat­ten­frä­ser Neo­Mill-3D-Finish ist uni­ver­sell für Schlicht­be­ar­bei­tun­gen gehär­te­ter Werk­stof­fe und Anwen­dun­gen ein­setz­bar. Die beson­ders ver­schleiß­fes­ten und exakt gefer­tig­ten Wen­de­schneid­plat­ten mit axia­ler und radia­ler Wiper-Geo­me­trie ermög­li­chen höhe­re Wer­te für Schnitt­tie­fe sowie Vor­schub pro Zahn und damit eine höhe­re Pro­duk­ti­vi­tät. Eine Voll­hart­me­tall­ver­län­ge­rung macht zudem vibra­ti­ons­ar­mes Schlich­ten auch in gro­ßen Tie­fen möglich.

Die Versuche der strategischen Partnerschaft zeigen, dass der Hochvorschubfräser OptiMill-3D-HF-Hardened für das Hochleistungsschruppen großer Materialmengen eine hervorragende Wahl ist. – Bild: Mapal
Die Ver­su­che der stra­te­gi­schen Part­ner­schaft zei­gen, dass der Hoch­vor­schub­frä­ser Opti­Mill-3D-HF-Har­den­ed für das Hoch­leis­tungs­schrup­pen gro­ßer Mate­ri­al­men­gen eine her­vor­ra­gen­de Wahl ist. – Bild: Mapal

Bei­de Werk­zeu­ge benö­ti­gen für einen idea­len Betrieb hohe Vor­schü­be. Nicht nur auf gera­den Weg­stre­cken, son­dern auch in stark gekrümm­ten Bah­nen. Auf­grund ihrer hohen Dyna­mik bie­tet gera­de dies die Röders-Maschine. 

Stra­te­gi­sche Part­ner­schaft lotet das Mach­ba­re aus

Auch nach der Bear­bei­tung von Innen­ecken, bei der die Geschwin­dig­keit ja auf Null redu­ziert wer­den muss, erreicht die Maschi­ne nach kür­zes­ter Zeit wie­der idea­le Schnitt­wer­te. Anwen­der errei­chen daher sowohl sehr hohe Werk­zeug­stand­zei­ten also auch her­vor­ra­gen­de Frä­s­er­geb­nis­se. Ein anschau­li­ches Bei­spiel für die gewünsch­te Syn­er­gie zwi­schen Maschi­ne und Werkzeugen.

Im Fokus
Ganz­heit­li­che Pro­zess­op­ti­mie­rung
Für bei­de Part­ner war die­ses Pro­jekt eine gute Gele­gen­heit, sich gegen­sei­tig sowohl auf der tech­ni­schen als auch auf der per­sön­li­chen Ebe­ne ken­nen­zu­ler­nen. Es hat sich gezeigt, dass die Fir­men­phi­lo­so­phien bei­der Unter­neh­men gut har­mo­nie­ren. Röders ver­folgt das Ziel, dass die Anwen­der mit sei­nen Maschi­nen mög­lichst effi­zi­ent arbei­ten kön­nen. Um hier opti­mal unter­stüt­zen zu kön­nen, hat Röders bei­spiels­wei­se die meis­ten mark­gän­gi­gen CAM-Sys­te­me im Ein­satz. Auch Mapal ver­kauft nicht ein­fach nur Werk­zeu­ge, son­dern unter­stützt die Kun­den bei Bedarf aktiv und kom­pe­tent mit einem gut ver­netz­ten Team aus Tech­ni­schen Bera­tern vor Ort, Markt­seg­ment­spe­zia­lis­ten, Ent­wick­lungs­in­ge­nieu­ren sowie CAM-Pro­gram­mie­rern. Die Zusam­men­ar­beit der bei­den Unter­neh­men hat über­zeugt, sowohl wäh­rend der Defi­ni­ti­on der Bear­bei­tungs­stra­te­gie als auch in der Praxis.

Die Bear­bei­tung des Mus­ter­bau­teils dau­er­te 8 h 12 min bei einer durch­gän­gi­gen Ober­flä­chen­rau­heit Ra 0,09–0,12 µm. Her­vor­zu­he­ben ist, dass für die Schlicht­ar­beits­gän­ge des Pro­jekts zahl­rei­che unter­schied­li­che Werk­zeu­ge ein­ge­setzt wurden. 

Formrn­bau benö­tigt hohe Prozessstabilität

In der Pra­xis wird dies oft unter­las­sen. Etwa, weil es auf­grund unzu­rei­chen­der Werk­zeug­ge­nau­ig­keit zu Pro­ble­men mit Absät­zen! am Werk­stück kom­men kann. Dazu kön­nen auch man­geln­de Maschi­nen­stei­fig­keit oder ‑genau­ig­keit, zum Bei­spiel auf­rund ther­mi­scher Drifts beitragen. 

Die Väter der strategischen Partnerschaft für den Formenbau sind unter anderem  Oliver Gossel, Vertriebsleiter Maschinenbau bei Röders (Mitte), Karsten Wolff, Gebietsverkaufsleiter Mapal (links), und Mario Wilkemeyer, Leiter Technikum bei Röders (rechts).  – Bild: Mapal
Die Väter der stra­te­gi­schen Part­ner­schaft für den For­men­bau sind unter ande­rem Oli­ver Gos­sel, Ver­triebs­lei­ter Maschi­nen­bau bei Röders (Mit­te), Kars­ten Wolff, Gebiets­ver­kaufs­lei­ter Mapal (links), und Mario Wil­ke­mey­er, Lei­ter Tech­ni­kum bei Röders (rechts). – Bild: Mapal

Um dies zu ver­mei­den, nimmt der Anwen­der lan­ge Bear­bei­tungs­zei­ten in Kauf. Bei dem hier vor­ge­stell­ten Pro­jekt gab es auf­grund der Qua­li­tät von Maschi­ne, Werk­zeu­gen und CAM-Pro­gram­mie­rung dage­gen kei­ne der­ar­ti­gen Risi­ken. Die gewähl­te, für die jewei­li­gen Ober­flä­chen­seg­men­te idea­le Stra­te­gie schlug sich in einer nied­ri­gen Bear­bei­tungs­zeit nie­der. Mitt­ler­wei­le lau­fen bereits eini­ge Pro­jek­te, bei denen Röders-Anwen­der gemein­sam Lösun­gen für Auf­ga­ben­stel­lun­gen ent­wi­ckelt haben.


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