Maschinenlaufzeiten verkürzen: 3 Experten enthüllen Schlüsselstrategien zur Verschwendungsreduzierung

Ob Fachzeitschrift, Website wie diese, oder der Schneidwerkzeugverkäufer, der monatlich vorbeikommt, um das neueste Produkt zu zeigen – Ideen zur Verbesserung von Zerspanungsprozessen gibt es genug. Und das ist gut, denn neues Technologie-Wissen in all seinen Formen ist der Schlüssel zu kürzeren Zykluszeiten und höherer Wettbewerbsfähigkeit. Haben Sie sich aber je gefragt, warum Ihre Zykluszeiten überhaupt so lang sind?

Vielleicht hatten Sie schlechte Standzeit bei einem Langzeitauftrag und statt das Problem zu troubleshooten, drehten Sie den Vorschub-Override einfach ein paar Stufen runter und ließen es so. Oder Sie brachen zu viele Gewindebohrer bei jenem Inconel-Los letzten Monat und entschieden statt dem lokalen Vertriebsrep um Hilfe zu bitten, sie von Hand zu schneiden.

Leider sind solche Situationen allzu häufig, und unkontrolliert sind sie ein Krebs, der nur metastasiert, wenn ein Shop beginnt, solche Wettbewerbsfähigkeit-tötende Zeitfresser als normal zu akzeptieren.

Schlechte Produktionsgewohnheiten brechen

Eric Gardner hat davon viele gesehen. Der nordamerikanische Application Specialist bei Seco Tools LLC nennt mehrere Pet Peeves, beginnend mit überlangen Werkzeugauskragungen. „Shops versuchen oft, die Anzahl der benötigten Werkzeuge für einen Auftrag oder eine Teilefamilie zu reduzieren und spannen dadurch manche Schneidwerkzeuge weiter aus, als sie sollten“, sagt Gardner. „Statt eines kurzhalsigen 1/2-Zoll-Schaftfräsers für das Taschenfräsen und eines langhalsigen für die Peripherie, nutzen sie das lange Werkzeug für alles und müssen Vorschub oder Schnitttiefe reduzieren, um mangelnde Steifigkeit zu kompensieren.“

Bei ein oder zwei Teilen ist das kein Problem, merkt er an. Bei größeren Stückzahlen ein sicherer Zykluszeit-Killer. Genauso langhalsige Werkzeughalter – aus denselben Gründen: mangelnde Steifigkeit und all die Probleme wie Rattern, Durchbiegung, reduzierte Vorschübe. Shops sollten immer die kürzestmöglichen Spannlängen wählen, auch wenn das das Werkzeugbudget erhöht. Entgegen dem, was viele in der Zerspanungswelt jahrzehntelang gehört haben, könnte der beste Weg dafür eine jahrhundertealte, oft geschmähte Technologie sein: der Weldon-Seitenspannfutter.

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„Die Bohrung eines hochwertigen Seitenspannfutters ist um wenige Mikrometer exzentrisch geschliffen, sodass das Werkzeug bei Anzug perfekt rundläuft“, sagt Gardner. „Das eliminiert jede Diskussion über Rundlauf, und wie ich früher andeutete, bieten Weldon-Futter einige der kürzesten Spannlängen, die den Fräser sehr nah an die Spindelstirn bringen. Ich habe an zahlreichen Hochleistungsapplikationen gearbeitet, wo ich bewusst Seitenspannfutter genau aus diesem Grund eingesetzt habe.“

Aufhören, Werkzeuge zu verhätscheln

Thomas Raun, Chief Technical Officer bei Iscar USA, stimmt dem letzten Punkt zu, allerdings aus anderem Grund. „Wenn wir traditionelle Weldon-Seitenspann-Technologie vorschlagen, schauen uns Leute manchmal an wie verrückt, wegen allem, was man ihnen über höheren Werkzeugrundlauf erzählt hat“, sagt er. „Aber mal ehrlich: Beim HPC-Fräsen mit einem Schaftfräser hat dieser kleine Rundlauf sehr wenig Einfluss auf die Standzeit und wird leicht durch die Anti-Auszug-Sicherheit des Weldon-Spannens kompensiert.“

Es sei denn, Sie sind bereit, Geld für Safe-Lock oder vergleichbare Anti-Auszug-Spannfutter auszugeben, fügt er hinzu, ist ein Seitenspanner der beste Weg, um den Fräserkriech zu vermeiden, der ein teures Werkstück vermutlich verschrotten würde. Es gibt Shops auch das Vertrauen, Vorschübe und Schnitttiefen auf ihre korrekten Niveaus zu erhöhen – und damit jegliche Zykluszeitverluste durch „Verhätscheln“ des Schneidwerkzeugs zu eliminieren.

Raun bekräftigt, was Gardner zu Steifigkeit und Werkzeuglängen sagt. Ein Bereich, wo sie uneins sein könnten, ist Programmiermethodik. Während Gardner anmerkt, dass viele Shops zögern, trochoidale und ähnliche Hochvorschub-Schlicht-Strategien zu adoptieren, meint Raun, dass bei hinreichend steifem Setup und Werkzeugmaschine traditionellere „Schruppschnitte“ manchmal die bessere Idee sein könnten.

„Statt einen Programmieransatz anderen auszuschließen, sollten Shops sich auf Maximierung ihres Zeitspanvolumens fokussieren“, sagt er. „Das ist der sicherste Pfad zu gesteigerter Produktivität.“

Werkzeugauswahl folgt derselben Logik. Zerspaner wurden lange gelehrt: Je größer das Werkzeug, desto besser. Und doch zwingt ein zu großer Aufsteckfräser oder Planfräser für die Maschine den Zerspaner, Schnitttiefe und/oder Vorschub zu drosseln – Zeitverschwendung und verkürzte Standzeit. Ein besserer Ansatz: kleineren Fräser wählen, der auf korrekte Schnittparameter gefahren werden kann, ohne Spindel oder Servomotoren der Maschine zu überlasten.

Auf der CNC-Drehseite sagt Raun, Kunden versuchen manchmal, Geld zu sparen, indem sie kleinere Einstechwerkzeuge kaufen und diese dann unterlegen. „Sagen wir, der Revolver ist für 1-Zoll-Werkzeuge ausgelegt, aber sie nehmen 3/4-Zoll, weil sie billiger sind. Jetzt haben sie Steifigkeit reduziert und opfern Standzeit und Performance bei jedem Job, weil sie nicht etwas mehr für das richtige Werkzeug ausgeben wollten. Da kommt doch das Sprichwort her: Über einen Dollar steigen, um einen Cent aufzuheben, oder?“

Schlechte Einkaufsentscheidungen

Für Evan Duncanson, Milling Application Specialist bei EMUGE-FRANKEN, ist einer der größten Zeitfresser die bekannte „So haben wir’s immer gemacht“-Haltung. „Ich gehe in viel zu viele Shops, um ein neues Schneidwerkzeug vorzustellen oder einen Zerspanungsprozess zu troubleshooten, und die Antwort ist: ‚Sorry, wir wollen ein Werkzeug, das genau so ist wie das, das wir seit 20 Jahren nutzen – nur billiger‘“, sagt er.

Duncansons Job ist es, Leute von dieser Billigwerkzeug-Mentalität wegzulenken. Er und andere wie er sind da, um Zerspanungsprozesse zu verbessern, nicht jene der 90er zu replizieren – aber Verbesserung erfordert Adoption moderner Schneidwerkzeuge und -techniken. Leider nicht immer möglich, weil A) der Kunde nicht wechseln will, oder B) die Einkaufsabteilung Roadblocks beim Werkzeugbudget aufbaut. „Ich arbeitete letzte Woche mit einem Shop, der nicht 20 % mehr für einen Schaftfräser ausgeben wollte, obwohl ich bewies, dass er Standzeit verzehnfacht und Output verdoppelt“, sagt Duncanson.

Weitere Beispiele aus Duncansons Time-Waster-Hitparade: Weiterhin Pick-Zyklus nutzen nach Umstieg auf Innenkühlbohrer, Weigerung, neuere Technologien wie Gewindefräsen oder Kreissegmentfräsen (auch konisches Fassfräsen genannt) zu testen, falsche Werkzeuggeometrie oder -beschichtung für den Werkstoff, und wie Raun vorschlägt, zu große Fräser für die Applikation.

„Zum Beispiel: Ich sehe Shops, die winzige 1/4-Zoll-breite Teile mit einem 1-Zoll-Schruppfräser bearbeiten und sich wundern, warum es so einen schrecklichen Lärm macht“, sagt Duncanson. „Und manchmal steht man da, redet mit dem Bediener und merkt, dass Vorschub- und Spindel-Overrides auf 75 % stehen und niemand weiß warum, während andere sagen, sie können trochoidale Werkzeugbahnen nicht nutzen, weil ihr veraltetes CAM-System das nicht unterstützt. Zeitfresser gibt es genug. Der Trick: Shops ihre schlechten Gewohnheiten erkennen lassen und sie dann einen besseren, kosteneffizienteren und produktiveren Ansatz probieren lassen.“

Welche Routinen verlangsamen die Zykluszeiten in Ihrem Shop und wie gehen Sie damit um? Sagen Sie uns in den Kommentaren.