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13.03.2014: Qualität, die überzeugt

Auf großes Interesse stießen nicht nur die Werkzeugaufnahmen, sondern auch die Maschinen zum Wuchten und Schrumpfen

Schwer zu bearbeitende Werkstoffe und große Zerspanvolumina kennzeichnen die Produktion für Luft- und Raumfahrt. Die Verantwortlichen müssen dabei den Spagat zwischen hoher Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit bewältigen. Mögliche Ansatzpunkte hinsichtlich der Maschinentechnik zeigt die Handtmann A-Punkt Automation GmbH, Baienfurt, auf ihren sogenannten Handtmann Aerospace Days, die im Dezember 2013 bereits zum neunten Mal stattfanden. Bei dieser Veranstaltung übernahm die HAIMER GmbH, Igenhausen, die Gestaltung des zweiten Tags mit Informationen rund um moderne Werkzeugspanntechnik.

Das Programm der Handtmann Aerospace Days lockte rund 200 Besucher nach Baienfurt, die mehr über die Trends in der Zerspanung für die Luftfahrtindustrie erfahren wollten. „Sie schätzen unsere Veranstaltung als optimale Plattform zum Informationsaustausch zwischen verschiedenen Experten aus der internationalen Zerspanungsbranche sowie dem Handtmann-Team und seinen Partnern“, erklärt Handtmann-Geschäftsführer Andreas Podiebrad. Unter dem Motto „Horizontalbearbeitung & Automation“ präsentierte der Maschinenhersteller die Maschinentypen der Produktlinie HBZ mit Automationslösungen. Neben Fachvorträgen gab es eine Vielzahl an Maschinenvorführungen, wobei die neue Baureihe HBZ Trunnion auf besonderes Interesse stieß. Sie wurde in allen drei Größen bei der Bearbeitung verschiedener Werkstücke in Aluminium, Stahl und Titan vorgestellt.

Luft- und Raumfahrt stellt höchste Qualitätsanforderungen

Den zweiten Tag der Aerospace Days veranstaltete Handtmann in Kooperation mit seinem langjährigen Partner HAIMER. Der Spezialist für Werkzeugspannung und langjähriger Handtmann-Partner für Werkzeugaufnahmen, Wuchtmaschinen und Schrumpfgeräte, lud die Teilnehmer an seinen Stammsitz nach Igenhausen bei Augsburg ein, um die Bedeutung der Werkzeugspannung in Theorie und Praxis zu verdeutlichen.

Geschäftsführer Andreas Haimer erklärt die besondere Beziehung, die sein Unternehmen zur Luftfahrtindustrie unterhält: „Zu unseren Anfangszeiten waren wir als Lohnfertiger ein A-Lieferant der Aerospace-Industrie. Wir lieferten damals Teile, die unsere Kunden direkt ohne weitere Qualitätskontrolle einbauen konnten. Daher sind uns die hohen Qualitätsanforderungen dieser Branche bestens bekannt, und wir haben sie gewissermaßen auf unsere eigenen Produkte übertragen. Mit unserer Philosophie ‚Qualität gewinnt‘, die sogar Teil unseres Logos ist, beziehen wir klar Stellung, wie wichtig uns die Qualität unserer Produkte ist.“

Um die hohen Anforderungen der Luftfahrtindustrie in optimaler Weise erfüllen zu können, entwickelte HAIMER schon früh eigene Werkzeugaufnahmen, vor allem Schrumpffutter, und in der Folge auch praxisorientierte Schrumpf- und Wuchtmaschinen. „Da nicht nur wir an prozesssicherer Zerspanung interessiert sind, haben wir schließlich unsere Eigenentwicklungen als HAIMER-Produkte auf den Markt gebracht“, schildert Andreas Haimer die Weiterentwicklung des Unternehmens. Mit großem Erfolg: Schon seit vielen Jahren ist HAIMER kein Lohnfertiger mehr, und dennoch ist die Luftfahrtindustrie einer der wichtigsten Kunden geblieben.

Werkzeugspannung – ein wichtiger Produktivitätsfaktor

Das liegt unter anderem an den schwierigen Bearbeitungsvoraussetzungen, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie vorherrschen: Moderne Werkstoffe wie zum Beispiel Titanlegierungen sind nicht nur leicht, sondern auch hochfest, korrosionsbeständig – und schwer zu bearbeiten. Viele Werkstücke werden aus dem Vollen gefräst, wobei oftmals bis zu 90 Prozent des Materials zerspant werden. Um den Prozess wirtschaftlich und qualitativ zu optimieren und ein hohes Zeitspanvolumen zu erreichen, werden meist hohe Drehmomente und Vorschubkräfte sowie niedrige Drehzahlen gewählt. Bei diesem Hochleistungsfräsen (High Performance Cutting, HPC) treten jedoch hohe Zugkräfte auf. In Verbindung mit hohen Schnitt- und Vorschubkräften führen sie zu einer Walkbewegung des Werkzeuges im Futter. Es besteht die Gefahr, dass der Fräser aus dem Futter gezogen wird. Das betrifft insbesondere all die kraftschlüßigen Werkzeugaufnahmen, die eine genaue Spannung mit guter Rundlaufgenauigkeit bieten, wie zum Beispiel Schrumpf-, Hydrodehn- oder auch Kraftspannfutter. Ein solcher Werkzeugauszug wäre jedoch fatal, denn die Werkstücke sind oft sehr teuer, so dass ein Crash zu kostspieligem Ausschuss führen würde.

Genau hier setzt HAIMER an, wie Andreas Haimer erklärt: „Wir haben gezielt nach neuen Spannsystem-Lösungen gesucht, die hohe Rundlaufgenauigkeit bieten und dennoch auszugsicher sind. Mit unserem Safe-Lock™-System haben wir eine Lösung gefunden, die sich inzwischen im Aerospace-Bereich – und überhaupt in der Schwer- und Schruppzerspanung – erfolgreich als ein Standard etablieren konnte. Bereits im Jahr 2009 wurde es bei Boeing Portland, einem unserer wichtigsten Kunden, als Werksstandard eingeführt.“

Die von Haimer entwickelte und patentierte Auszugsicherung Safe-Lock™ erzielt durch besondere Konstruktionsmerkmale in Werkzeug und Spannfutter sowohl einen Reib- als auch Formschluss. Dadurch wird vermieden, dass der Fräser bei Extrembearbeitungen durchdreht oder gar aus dem Futter gezogen wird. Die Kombination von Auszugsicherheit und hoher Rundlaufgenauigkeit führt zu einer schwingungsarmen und dadurch sehr effizienten Zerspanung.Besonders stolz ist man bei HAIMER, dass führende Werkzeughersteller wie ATI Stellram, Widia, Walter, Sandvik Coromant, Seco Tools, Sumitomo, Kennametal, Helical, HAM, Emuge Franken und Data Flute bereits Safe-Lock™-Lizenzen erworben haben und das System mit ihren Werkzeugen anbieten.

Durchgängige Qualität – gefertigt und geprüft

Grundvoraussetzung für den Erfolg der gesamten HAIMER-Produkte ist ihre hohe Qualität, die sich vom Rohmaterialeingang bis zur Auslieferung durch die komplette Produktion zieht. Andreas Haimer erklärt die Firmenphilosophie: „Wir stellen sicher, dass jedes HAIMER-Produkt – ob das erste oder zehntausendste – die gleiche hohe Qualität aufweist. Das gilt für unsere Spannfutter, aber auch für unsere Maschinen und jetzt auch für unsere neuen VHM-Fräswerkzeuge.“ Dass dies keine leere Versprechung ist, konnten die Besucher beim Firmenrundgang nachvollziehen.

Denn die Qualität beginnt bei HAIMER schon bei der Auswahl des Rohmaterials, das ausschließlich von deutschen Lieferwerken bezogen wird. Um die chemische Zusammensetzung des Rohmaterials zuverlässig gleich und kontrollierbar zu halten, hat HAIMER einen eigenen Materialstandard geschaffen, der die Vorgaben der DIN-Normen für Stahl noch weiter eingrenzt. „Wir liegen, was die Zusammensetzung anbelangt, in einem ganz engen Toleranzfeld“, bestätigt der Geschäftsführer, „und wir prüfen selbst nicht nur jede Charge, sondern jede einzelne gelieferte Stange mittels Spektralanalyse, ob das Material wirklich unseren Anforderungen entspricht.“ Das sei mit ein Grund, warum die HAIMER-Schrumpffutter eine sehr lange Lebensdauer aufweisen. Gerade in der Aerospace-Industrie, wo auf riesigen Maschinen mit enormen Kräften und Momenten gearbeitet wird, zahle sich diese Materialgüte in Form hoher Prozesssicherheit aus.

Anschließend werden die Teile bearbeitet und nach jedem Fertigungsschritt hundertprozentig geprüft – von der Weichzerspanung über das Härten bis zur Feinbearbeitung. Den Abschluss macht eine weitere 100-Prozent-Qualitätskontrolle, wo kritische Toleranzen wie zum Beispiel die Passbohrung eines Schrumpffutters doppelt – manuell und auf modernsten Koordinatenmessmaschinen – geprüft werden.

Für Spannfutter und Werkzeuge gilt außerdem, dass nur auf automatisierten Wuchtanlagen individuell feinstgewuchtete und zu 100 Prozent kontrollierte Produkte das Unternehmen HAIMER verlassen. Als Weltmarktführer im Bereich der Wuchtmaschinen für rotierende Werkzeugsysteme und Schleifscheiben kennt Haimer die Qualitätsanforderungen und die machbaren Toleranzen ganz genau. Andreas Haimer argumentiert: „Hier geben wir uns mit nicht weniger als dem Besten zufrieden. Vom sogenannten ‚Balanced by Design‘, dem quasi geometrischen Wuchten, raten wir ab, da dieser Ansatz stark veraltet ist. Das ist ganz und gar nicht für die Aerospace-Industrie ausgelegt, weil es bei weitem nicht die nachvollziehbare Genauigkeit bringt, die in der Aerospace-Industrie benötigt wird. Unsere Wuchtmaschinen dagegen garantieren – umgerechnet auf die Exzentrizität – eine Wiederholgenauigkeit von 0,5 µm in der Serienfertigung. Das macht sich bei der Hochleistungs-Zerspanung zum Beispiel auf Handtmann-Maschinen in hohen Bauteilqualitäten und langen Spindel- und Werkzeugstandzeiten bemerkbar.“

Hartmetallfräser von HAIMER

Um den Produktivitätsvorteil durch hochgenaue Werkzeugaufnahmen – in der Aeropace-Branche häufig mit Safe-Lock™-System ausgestattet – noch verstärken zu können, hat HAIMER im Jahr 2013 sein Produktprogramm erweitert. Auf der EMO wurden die neuen Vollhartmetall-Schaftfräser HAIMER Power Mill vorgestellt, die aus hochqualitativem Feinkornhartmetall gefertigt und standardmäßig mit Safe-Lock™-Schäften ausgestattet sind. Sie gehen im Februar 2014 in den Verkauf.

Das zweite Neuprodukt, das HAIMER Duo-Lock™-System, eine modulare Schnittstelle für Hartmetall-Werkzeugköpfe, wird zum dritten Quartal des Jahres lieferfähig sein. Das auf hochpräzise Werkzeugaufnahmen spezialisierte Unternehmen überträgt damit sein langjähriges Know-how noch näher an die Schneide und sorgt für leistungsfähige Fräsbearbeitung mit modularen Systemen. Das bereits patentierte und markenrechtlich geschützte Duo-Lock™ wird dabei analog zum Safe-Lock™ Konzept auch anderen hoch qualitativen Werkzeugherstellern mittels Lizenzierung angeboten, um einen kompatiblen Hochleistungsstandard für Einschraubfräser im Markt zu etablieren.

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