Späneprobe im Testcenter Aalen

"Politische Umgebung grauenhaft, Wirtschaft gut.“ Kurz und bündig fasste Dr. Dieter Kress die Situation des Aalener Werkzeugherstellers Mapal zum Auftakt der Pressekonferenz Ende Juni zusammen. Wie aber darauf reagieren? Dieter Kress gab den typisch schwäbischen Ratschlag: „Hausaufgaben machen und Geld zusammenhalten“, was Mapal in Anbetracht der aktuellen Umsatzzahlen auch 2017 wieder gut gelungen ist. Demnach stieg der Umsatz der Gruppe um 6% auf 610 Mio. Euro. Investitionen von 20 Mio. Euro wurden getätigt. Groß investiert für 10 Mio. Euro wird dieses Jahr vor allem beim Kompetenzzentrum Vollhartmetallwerkzeuge in Altenstadt, wo die Fertigung um 5.000 m2 vergrößert wird. Den Gruppenumsatz plant Mapal dieses Jahr mit rund 650 Mio. Euro. „Die Konjunktur läuft gut. Wir gehen davon aus, dass wir unser Umsatzziel mit 7% Plus erreichen“, legte sich auch der geschäftsführende Gesellschafter, Dr. Jochen Kress, fest. Als Basis der guten Entwicklung sieht Jochen Kress vor allem die strategische Ausrichtung: die Position von Mapal als weltweiter Technologiepartner. „Wir beherrschen heute alle Disziplinen, auch die Beschichtung.“ Tiefes Prozessverständnis sei dafür nötig, digitale Analyse per Rasterelektronenmikroskop und Simulation. „Die Bandbreite, die wir heute beherrschen müssen, ist riesig. Aber nur so kann ein Werkzeughersteller echter Technologiepartner sein“, erklärt Jochen Kress. Nur mit dieser Kompetenz könnten für den Kunden die effektivsten Zerspanungsprozesse entwickelt und umgesetzt werden. „Mittlerweile geht das so weit, dass wir beispielsweise vorschlagen, mit welchem Verfahren Bauteile gehärtet werden sollten, damit letztlich bei gleichen Bauteileigenschaften der finale Zerspanungsprozess noch besser laufen kann.“

Wichtig sei dabei natürlich, dass sämtliche Zerspanungswerkzeuge höchsten Ansprüchen genügen und sämtliche Werkzeugtechnologien ständig weiterentwickelt werden. „Auf der AMB werden wir mit vielen neuen und weiterentwickelten Werkzeugen die Leistungsfähigkeit von Mapal belegen.“ Neben den technologischen Highlights, wie dem QTD-Schneidplattenbohrer mit Pyramidenspitze oder dem auf Ölbasis schwingungsgedämpften Werkzeughalter empfiehlt Jochen Kress dieses Jahr vor allem einen Blick auf das brand-neue Fräsprogramm mit radialen ISO-Wendeschneidplatten. „Das hatte Mapal noch gefehlt im Portfolio. Jetzt starten wir mit einem umfassenden und sehr leistungsfähigen Sortiment durch.“ Das radiale ISO-Fräsprogramm deckt eine große Bandbreite ab zur Semi- bis Schruppbearbeitung von Gusseisen, Stahl und rostfreiem Stahl. Zum Fräsen stehen sechs Wendeschneidplattentypen mit diversen Spanleitstufen zur Verfügung. „Bislang hatten wir fast nur tangentiale Platten zum Fräsen. Mit diesem tollen Programm bieten wir nun auch ein umfassendes Sortiment mit radialen Schneiden, die sich in viele Plan-, Eck- und Schaftfräsern einsetzen lassen und damit ein riesiges Einsatzspektrum von Gusseisen bis rostfreiem Stahl abdecken“, erklärt der Leiter der Schneidstoffentwicklung und Produktmanager der Werkzeuge mit ISO-Elementen, Dr. Wolfgang Baumann.

Entscheidender Punkt beim radialen Fräsen mit ISO-Wendeschneidplatten ist nach Erfahrung von Wolfgang Baumann vor allem die Entwicklung von effizienten Makro- und Mikrogeometrien. „Substrat und Beschichtung müssen natürlich auch optimal abgestimmt werden, um hohe Standzeiten zu erreichen. Der Punkt ist aber, die Bereiche zu ermitteln, wo sich Spannungs- und Temperaturmaxima auf der Platte überlagern. Dort entstehen Mikro- und Kammrisse. Der Trick ist, diese beiden Bereiche zu trennen. Zudem basieren die neuen Schneidstoffe auf PVD-Beschichtungen. Der Vorteil dabei ist, dass PVD-Beschichtungen Druckspannungen aufweisen und somit einen enormen Widerstand gegen Kammrissbildung haben. Sie besitzen zudem – für diese Art der Bearbeitung ideal – ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. Deshalb erreichen unsere Hochleistungsfräser beim 45°-Planfräsen oder 90°-Eckfräsen schon sehr beeindruckende Spänevolumina und Standzeiten.“ Belegen würden das Vergleiche mit namhaften Wettbewerbswerkzeugen. In Guss beispielsweise seien 4-schneidige, negative Eckfräser von Mapal rund 25% besser.

Passend feiert Mapal auch die Premiere eines radialen ISO-Hochvolumenfräsers für die Aluminiumbearbeitung. „Damit komplettieren wir unser SPM-Programm zur Hochvolumenzerspanung. Wer extrem hohe Standzeiten und Oberflächengüten braucht, dem empfehlen wir natürlich unsere PKD-Werkzeuge. Für alle anderen sind unsere ISO-Volumenfräser aber eine sehr interessante Alternative – technisch vor allem, weil die Maschinenspindel mit deutlich weniger Leistungsaufnahme auskommt.“ Im Wettbewerbsvergleich, betont 3D-Milling-Manager Axel Fleischer, hätten sich viele Vorteile herauskristallisiert. „Unser SPM-ISO-Eckfräser (40 mm Durchmesser, Eckenradius 3 mm, Schneidenlänge 15 mm) erzielt nicht nur ordentliche Ra- und Rz-Werte (0,214 µm, 1,571 µm) gegenüber einem PKD-Fräser der bei Rz 1 µm liegt, sondern schnurrt auch richtig schön durch das Aluminium. Bei der Entwicklung der Schneidplattengeometrie spielt die Einbaulage im Fräskörper unter Berücksichtigung der Fliehkräfte eine mindestens genauso große Rolle wie die Geometrie selbst. So konnten wir bereits bei einem Durchmesser von 50 mm eine Schleuderdrehzahl von über 60.000 min-1 erreichen“, deutet Axel Fleischer das besondere Know-how von Mapal an, das in Summe zu einem echten Quantensprung bei der Bearbeitung von Aluminium geführt hätte. „Beweis für den Quantensprung ist beispielsweise die Schruppbearbeitung von Alu-Strukturbauteilen auf einem F.Zimmermann-Portalzentrum, bei dem der ISO-SPM-Eckfräser mit Durchmesser 40 mit 3.140 m/min (vc), 25.000 Umdrehungen und einem fz von 0,21 mm lief. Mit ae 30 mm und einem ap von 11 mm ergibt sich dann ein beachtliches Spanvolumen von 6,93 Liter pro Minute.“

Entsprechende Leistungsfähigkeit verspricht Axel Fleischer demnächst auch für Anwendungen in Titan. Zeitnah soll eine neue Generation von ISO-Werkzeugen für die Titan-Bearbeitung bereitstehen. „Unsere Versuche sind schon sehr vielversprechend. Die Fräser laufen jetzt schon im Teil- als auch im Vollschnitt bemerkensweg ruhig durch – mit einem schönen sonorigen Ton.“ Wie schon gesagt, verweist Jochen Kress aber auch auf weiterentwickelte, bewährte Produkte, wie den Drei-Schneiden-Bohrer Tritan-Drill, dessen Schneidengeometrie nochmal verbessert wurde, um die Späne extrem einzurollen und damit beim Bohren noch mehr Späne durch die begrenzten Spannuten zu bekommen. Aber schon prinzipiell würde der Tritan-Bohrer mit seiner einen Schneide mehr deutliche Vorteile beim Bohren bringen. „Dem 3-schneidigen Bohrer gehört die Zukunft. Das geht beim Anbohren los. Die Spitze mit drei Schneiden produziert immer eine optimale Zentrierung. Und unsere Variante mit Wechselkopf fährt übrigens genauso schnell wie der Tritan-Drill mit massivem Schaft.“ Dazu liefert der Tritan-Drill mit der optimierten Schneidengeometrie nochmal deutlich kürzere Späne und senkt die Bearbeitungszeiten wegen der dritten Schneide gegenüber 2-Schneiden-Bohrern deutlich, versichert Jochen Kress. Zur AMB präsentiert Mapal die vier neuen Modelle: den Tritan-Drill-Uni-Plus für den universellen Einsatz sowie die anwendungsspezifischen Ausführungen – den Tritan-Drill-Alu, -Iron und den Tritan-Step-Drill-Steel.

Mapal kümmert sich aber nicht nur um die Werkzeuge, sondern auch um deren Spannung und optimalen Einsatz. Deshalb stellte Spanntechnik-Produktmanager Jochen Schmidt ein innovatives System zur Schwingungsdämpfung im Werkzeugschaft vor. Das Ergebnis: Ein System zur Schwingungstilgung, das auf alle gängigen Maschinensteifigkeiten abgestimmt ist. Geheimnis des in sich geschlossenen Systems, sind die Hilfsmasse und mehrere Stahlfederpakete, die der Auslenkung des Grundkörpers entgegenwirken und diese minimieren. Im Vergleich zu Werkzeugen ohne Tilgersystem können die Schwingungen bis zu 1.000 Mal geringer sein. Als Beispiel führt Jochen Schmidt das Fräsen von Einsatzstahl (16MnCr5) an mit einer 250 mm langen Kombination aus Fräseraufsteckdorn und fünfschneidigem Fräser mit ISO-Wendeschneidplatten (Durchmesser 52 mm). Dabei wurde ein Materialabtrag ae von 18 mm und ap 3 mm im Vergleich zum selben Werkzeugsystem ohne Schwingungsdämpfung verglichen und durch Einsatz des schwingungsgedämpften Werkzeughalters der Rz-Wert von 7,8 auf 3,9 µm halbiert.

Die jüngste additive Entwicklung von Mapal ist unterdessen eine neu gestaltete Mehrschneiden-Reibahle. Bei der MonoReam-Baureihe gelangt das Kühlmittel dank der speziellen, additiv erzeugten KSS-Austritte nun gezielt genau dorthin, wo es gebraucht wird. Damit sind sowohl die optimale Spanabfuhr und die ideale Kühlung als auch die effiziente Schmierung der Schneide und der Rundschlifffase sichergestellt, verspricht Mapal. Das wiederum führt zu geringerem abrasivem Verschleiß der Rundschlifffase, einer besseren Spanabfuhr sowie optimierten Bearbeitungsergebnissen. Die MonoReam-Reibahlen sind als feste (600), dehnbare (700) und einstellbare (800) Varianten im Programm.