Innovatives Werkzeug: Anpassen und Aufrüsten für Bearbeitungserfolg

„Führen, folgen oder aus dem Weg gehen.“ Lee Iaccocas Worte, einst ein Schlachtruf für Chrysler Corporation, hallen heute in der Bearbeitung und Fertigung noch stärker wider. Um effizient, effektiv und wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Führungskräfte Innovation umarmen.

Praktische Bearbeitungserfahrung ist unschätzbar, aber sie sollte als Linse zur Bewertung neuer Technologien dienen, nicht als pauschale Billigung der alten Wege. Das Feld entwickelt sich rasant mit Innenkühlung, Hochdruckkühlung und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, die zu Industriestandards werden.

Also, was kommt als Nächstes? Wer wird das Risiko eingehen? Sie.

Ein Fallbeispiel

Titan, einst für Militär- und Weltraumanwendungen reserviert, ist jetzt allgegenwärtig – von Golfschlägern und Automobilen bis zu Smartphones und Hüftimplantaten. Doch seine Bearbeitung bleibt herausfordernd. Titans einzigartige Eigenschaften bedeuten, dass Spanbildung erst bei erhöhten Temperaturen beginnt, und konventionelle Werkzeuge – HSS, Hartmetall, beschichtetes Hartmetall – leiden unter solcher Hitze. Das Resultat: hohe Schnittkräfte, schneller Werkzeugverschleiß, lange Bearbeitungszeiten und erhöhte Kosten.

Ein Luft- und Raumfahrtzulieferer stand vor einem Titanbauteil, das mehr als 20 Stunden Bearbeitung und übermäßiges Material zur Wärmeableitung und Verzugskontrolle erforderte. Der Prozess war kostspielig und ineffizient.

Der Schlüssel zum Erfolg

Forschung an der Zulieferereinrichtung, validiert durch Werkzeuglebensdauertests in Dr. M. Eugene Merchants Bearbeitungs-TechSolve-Laboren in Cincinnati, zeigte, dass die richtige Werkzeug- und Kühlstrategie den Prozess transformieren konnte. Die Studie identifizierte einen 10-schneidigen, TiAlON-beschichteten Vollhartmetallschaftfräser als optimales Werkzeug. Die zusätzlichen Schneiden senkten die Spanlast pro Zahn, was höhere Vorschübe bei reduzierten Schnittkräften und Wärmeentwicklung ermöglichte.

Hochdruckkühlung lieferte einen feinen Nebel direkt in den Schnitt, was überlegene thermische Steuerung bot. Eine leichte Neigung – ca. 1 Grad von der Vertikalen – erleichterte Kühlmittelzugang und erlaubte der Schneide, sich leichter zu lösen, was Werkzeug und Werkstück weiter kühlte.

Die Kombination von Hochgeschwindigkeitsbearbeitungsprinzipien mit effektiver Wärmekontrolle ergab einen Prozess, der Material schneller abtrug, mit geringeren Kräften und weniger Wärme. Materialverbrauch sank um ein Drittel, da der Bedarf an Überschussmaterial zur Verzugskontrolle entfiel. Nur zwei Schnitte – Schruppen und Schlichten – waren nötig, was die Gesamtbearbeitungszeit halbierte und den „Herantast“-Ansatz eliminierte. Verzug wurde minimiert, Geometrie innerhalb Toleranz gehalten und Qualitätsausbeute gesteigert.

Der Erfolg des Zulieferers beruhte auf der Bereitschaft zum Wandel. Innovation birgt inhärent Risiko, aber erfahrene Teams können es mindern, indem sie neue Lösungen sorgfältig auswählen und testen. Exposition gegenüber Spitzentechnologie befähigt Operatoren, informierte Entscheidungen zu treffen, die Leistung verbessern.

Indem sie mit erfinderischem Werkzeug und fortschrittlichen Bearbeitungstechniken vorangehen, können Hersteller national und global profitabler konkurrieren. Entweder Sie umarmen Innovation in Ihren Bearbeitungsoperationen, oder Ihre Wettbewerber werden es tun.

Über den Autor

Mike Gugger ist Manager of Special Projects bei TechSolve. Mit über einem Jahrzehnt Shopfloor-Erfahrung – von Setups und CNC-Programmverifikation bis zu Operatorschulung – erwarb Mike einen Ingenieurabschluss, der sein praktisches Wissen vertiefte. Seine Verantwortlichkeiten umfassen CNC-Programmierung, Werkzeug- und Vorrichtungsentwicklung, Kapitalausrüstungsbegründung, JIT, ISO 9000 Compliance und Implementierung von DNC und Shopfloor-Kommunikationssystemen.

Durch einen praxisnahen Ansatz implementieren TechSolves Experten Lean und andere Produktivitätsverbesserungsinitiativen auf Unternehmens- und Lieferkettenebene, unterstützen Neuproduktentwicklung und helfen Programm- und Produktmanagern, Kosten sowohl von High-Volume als auch Low-Volume/High-Cost metallischen Engineering-Teilen zu reduzieren.