Bearbeitungszentrum rationalisiert Werkzeugbau

Im Jahr 1853 als Metallwarenfabrik Straub & Schweizer gegründet, steht die daraus hervorgegangene WMF Group bis heute für beste Koch-, Trink- und Esskultur. Sowohl im Privat- als auch erst recht im Profisegment verwenden weltweit täglich mehrere hundert Millionen Menschen die Produkte von WMF, Silit und Kaiser sowie Schaerer und Hepp: zum Zubereiten, Kochen, Essen, Trinken und Backen in Haushalt und Gastronomie. Seit Ende 2016 zum französischen Konzern Group SEB gehörend, sind allein im Stammhaus Geislingen sowie im nahen Werk Hayingen mehr als 2.200 Mitarbeiter mit der Entwicklung und Produktion von hochwertigem Kochgeschirr und Kochmessern beschäftigt. Die Produkte zeichnen sich durch international prämiertes Design, hohe Funktionalität, beste Qualität und lange Gebrauchsdauer aus.

Ein wesentlicher Aspekt für die anhaltende Erfolgsstory ist der hohe Eigenfertigungsgrad. Nach wie vor werden viele Produkte durch Schmiede-, Stanz-, Umform-, Tiefzieh- und weitere Blechbearbeitungsverfahren sowie nach stringenten Qualitätsvorgaben in den konzerneigenen Werken gefertigt. Dafür braucht es natürlich viele leistungsfähige Werkzeuge, welche die WMF Group im hauseigenen Werkzeugbau in Geislingen zum größten Teil selbst fertigt. Axel Spadinger, Head of Tool Engineering & Making bei der WMF Group GmbH in Geislingen, zu den Aufgaben seines Verantwortungsbereichs: „Mit unseren 30 Werkzeug- und Formenbau-Spezialisten stellen wir pro Jahr etwa 20 komplette Werkzeugsysteme her. Außerdem setzen wir nach Bedarf Werkzeuge instand, führen Reparatur- und Änderungsarbeiten durch, fertigen Task-Force-Teile für die Produktion, produzieren Vorserienteile und kompensieren Lieferantenausfälle, sodass wir im besten Sinne als flexibler interner Dienstleister anzusehen sind.“

Die Leistungsfähigkeit der Abteilung Werkzeug- und Formenbau ist nicht nur an der 30 Fachkräfte zählenden Mannschaft abzulesen, sondern auch am fertigungstechnischen Equipment, das rund 50 konventionelle und vor allem CNC-gesteuerte Werkzeugmaschinen aller Disziplinen umfasst. Im wichtigsten Bereich Fräsbearbeitung ist eine gewisse „Hermle-Lastigkeit“ zu sehen, denn seit dem Jahr 1980 kommen verstärkt Universalfräsmaschinen, CNC-Bearbeitungszentren sowie 5-Achs-Bearbeitungszentren aller Baugrößen der Maschinenfabrik Berthold Hermle AG zum Einsatz.

Jüngstes Exemplar ist ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum C 22 UP mit Palettenwechsler PW 150, mit dem der Werkzeug- und Formenbau hinsichtlich Fertigungskapazitäten in neue Dimensionen vorstieß.

Hans Brühl, Meister Teilefertigung und Werkzeugbau, führt dazu aus: „Wir haben allein für etwa 30 verschiedene Messermodelle zwischen 100 und 150 Gesenkwerkzeuge, bestehend aus einem Ober- und einem Unterwerkzeug aus gehärtetem Warmarbeitsstahl, im Einsatz. Diese müssen nach etwa 3.000 Hüben komplett nachgearbeitet werden, um eine reproduzierbare Messerqualität sicherzustellen. Bei jedem Nachsetzen werden etwa 0,5 mm konturgenau abgefräst, was bei den Gesenken bis zu 15 mal möglich ist. Zu bearbeiten sind demnach zunächst die Neu-Gesenke aus Warmarbeitsstahl und später die nachzusetzenden Gesenke, die eine Härte von 54 HRC aufweisen. Früher haben wir alle diese Fräs- und Nachsetzarbeiten auf einer HSC-Fräsmaschine durchgeführt. Diese konnte aber nur jeweils zwei Gesenke aufnehmen, die dann sukzessive und in mehreren Aufspannungen aufwändig bearbeitet werden mussten. Als nun die Messerproduktion in Hayingen erhöht und entsprechend mehr Gesenke benötigt wurden, gab es Kapazitätsengpässe, die wir mit Hilfe einer Neu-Investition beseitigen wollten.“

Aus der üblichen Evaluation, die Versuchsreihen und Bearbeitungen ab dem Schmieden über die Konturtreue und Bearbeitungspräzision bis hin zur Oberflächenqualität und vor allem „sportliche“ Vorgaben hinsichtlich der Reduktion der Bearbeitungszeiten beim Nachsetzen beinhaltete, ging schließlich das 5-Achs-Bearbeitungszentrum C 22 UP von Hermle als Sieger hervor. Zusammen mit dem Hermle-Anwendungstechniker Volker Wichert entwickelte der Werkzeug- und Formenbau von WMF einen Bearbeitungsprozess, der – unter Einbeziehung eines Werkzeuglieferanten – zu außerordentlichen Ergebnissen führte. Es wurden nicht nur die gewünschte Konturtreue und Oberflächenqualität erreicht, sondern sogar die Bearbeitungszeitvorgaben deutlich unterschritten.

Dank der Ausrüstung des Bearbeitungszentrums mit dem Palettenwechsler PW 150 ist es jetzt außerdem möglich, die Nacharbeiten an den Ober- und Untergesenken mannlos, sprich auch nachts und über das Wochenende auszuführen. Dadurch ließen sich zum einen Kapazitätsengpässe beseitigen und zum anderen stehen nun zusätzliche Kapazitäten für das Bearbeiten weiterer Aufträge auch von externen Kunden zur Verfügung. Zumal sich die Verfahrwege der C 22 UP mit

X = 450 mm, Y = 600 mm und Z = 330 mm sowie das Maschinenkonzept mit drei Achsen im Werkzeug und zwei Achsen im Werkstück als ideal für unterschiedliche 5-Achs-Bearbeitungen im Werkzeug- und Formenbau nicht nur bei der WMF Group erweisen. Dasselbe gilt für die gewählte Maschinenspindel mit 30.000 min‾¹ und 32 Nm, die Werkzeugaufnahme HSK A 50, das Werkzeug-Zusatzmagazin ZM 88k mit weiteren 87 Plätzen (zusammen mit den 65 Plätzen im Maschinenmagazin sind es insgesamt 152 Werkzeuge), den Schwenkrundtisch mit 320 mm Durchmesser, das zulässige Werkstückgewicht bis 150 kg sowie die Heidenhain-Steuerung TNC 640.

In Kombination mit einer von WMF entwickelten und konsequent verfolgten Standardisierungsstrategie bei den Gesenken ist der Werkzeug- und Formenbau in neue Produktivitätsdimensionen vorgestoßen. Einerseits ist dies auf eine Standardisierung der Gesenke auf grundsätzlich gleiche Baubreite bei bis zu vier verschiedenen Baulängen, andererseits auch auf ein selbst entwickeltes Paletten- und Werkstück-Spannsystem mit 2-fach-Verstiftung und 4-facher Verschraubung direkt auf der Palette sowie auf die Automatisierung durch den 11-fach Palettenwechsler PW 150 zurückzuführen.

Dazu Axel Spadinger abschließend: „Wir haben bei der Nachsetzbearbeitung der Gesenkpaare nun Laufzeiten von etwa zwei Stunden, was eine Reduzierung um 50 % und mehr bedeutet. Wir führen diese Arbeiten zumeist in der Nacht- und am Wochenende aus. Gearbeitet wird normalerweise im bedienten 1-Schichtbetrieb, und somit können wir das Bearbeitungszentrum am Tag sehr flexibel für alle anfallenden Bearbeitungen nutzen. Damit sind wir in der Lage, zur Kapazitätsauslastung auch auf den freien Markt zu gehen und externe Kunden termingerecht zu bedienen.“

rk