Werkzeugstandzeit bis zu verzehnfacht und Prozesssicherheit erhöht

Verrundung von Werkzeugkomponenten im Schleppfinish-Verfahren

Im Rahmen der kontinuierlichen Prozessoptimierung ersetzte voestalpine Rotec GmbH als weltweit agierender Hersteller von Präzisionsstahlrohrprodukten die manuelle Bearbeitung der Kanten von Stanzwerkzeugen durch einen automatisierten Gleitschliffprozess mit dem Schleppfinisher R 4/700 SF von Rösler. Durch die exakte Einzelteil-Bearbeitung, die trocken erfolgt, wird eine mindestens doppelte und bei verschiedenen Werkzeugen sogar bis zu zehnfache Standzeit erreicht. Der Return on Investment liegt daher deutlich unter zwei Jahren.

Die voestalpine Rotec ist eine international agierende Unternehmensgruppe mit elf Produktionsstandorten in Europa, Nordamerika und Asien, die sich auf die Herstellung, Weiterverarbeitung und den Vertrieb von Präzisionsstahlrohrprodukten spezialisiert hat. Durch die Einbettung in den weltweit tätigen Stahl- und Technologiekonzern voestalpine steht Kunden das komplette Know-how vom Flüssigstahl bis zur fertigen Rohrkomponente zur Verfügung. Die Entwicklung innovativer Produkte und Fertigungstechnologien erfolgt in vier Divisionen, wobei die voestalpine Rotec Gruppe, mit Hauptsitz im steirischen Krieglach, zur Metal Forming Division gehört. Hier werden neben Präzisionsstahlrohren überwiegend sicherheitsrelevante Komponenten wie Gurtstraffer-Rohre für die Automobilindustrie gefertigt. Die hochkomplexen Anlagen für die Herstellung der Rohrteile werden hier ebenfalls konstruiert und gebaut. „Dabei nutzen wir kontinuierliche Prozessoptimierungen, um auch in Österreich zu international wettbewerbsfähigen Kosten produzieren zu können“, merkt Hannes Winkler, Assistent der Werksleitung bei voestalpine Rotec und zuständig für die Prozessoptimierung, an.

Kostensenkung durch Erhöhung der Werkzeugstandzeit
Noch bevor sich an Stanzwerkzeugen wie Dornen und Matrizen Verschleiß einstellte, mussten diese aufgrund von Kantenbrüchen ersetzt werden. Die Kanten wurden zwar immer wieder manuell nachbearbeitet, was aber nicht zum gewünschten Erfolg führte. Bei rund 50 Millionen gefertigter Teile pro Jahr war die Werkzeugbeschaffung daher ein erheblicher Kostenfaktor. Der Prozessoptimierer suchte deshalb einen reproduzierbaren, automatisierten Prozess für die Verrundung der Kanten, durch die eine längere Standzeit der Werkzeuge erreicht wird.

Schleppfinishen in kosteneffizienter Trockenbearbeitung
Eine Aufgabenstellung, bei der das Schleppfinishen Stärken ausspielen kann. Dieses spezielle Verfahren der Gleitschlifftechnik ermöglicht komplex geformte, hochwertige Werkstücke präzise und gezielt zu bearbeiten. Exakt wiederholbare Prozessparameter gewährleisten dabei reproduzierbare Ergebnisse. „Da ich aus einer früheren Tätigkeit bei einem Motorsport-Zulieferer wusste, dass die Rösler Oberflächentechnik solche Anlagen anbietet, wandte ich mich zuerst an dieses Unternehmen. Selbstverständlich haben wir auch mit anderen Herstellern von Gleitschlifftechnik gesprochen und Tests durchgeführt“, erklärt Hannes Winkler. Ausschlaggebend bei der Entscheidung für den Schleppfinisher R 4/700 SF war, dass Rösler als einziger Anbieter die Bearbeitung der Werkzeuge in einem trockenen Prozess anbieten konnte. „Diese Lösung macht die bei einer Nassbearbeitung erforderlichen Komponenten für die Aufbereitung des Prozesswassers überflüssig. Sie ist daher sowohl im Invest als auch bei den laufenden Betriebskosten günstiger. Die Qualität und Lebensdauer der Anlagen sowie ihre hohe Verfügbarkeit haben ebenfalls eine Rolle gespielt“, ergänzt Hannes Winkler.

Automatisierte, an unterschiedliche Werkzeuge anpassbare Bearbeitung
Der kompakte, nach dem Plug and Play-Konzept gestaltete Schleppfinisher verfügt über ein Karussell für vier Arbeitsspindeln mit jeweils drei Teileaufnahmen. Das Karussell und die Arbeitsspindeln sind mit separaten Antriebsmotoren ausgestattet, sodass deren Bewegungen individuell und unabhängig voneinander einstellbar sind. Unter dem schnell mit einem Flurfördergerät wechselbaren Arbeitsbehälter befindet sich ein Vibrationsmotor, der für eine optimale Durchmischung des Bearbeitungsmediums – hier Walnussschalengranulat und Korund – sorgt.
Für den Prozess werden die zu bearbeitenden Werkzeuge manuell in teilespezifische Werkstückhalterungen gespannt und an die Aufnahmen der Arbeitsspindeln angekoppelt. Der Mitarbeiter fährt die Spindeln dafür per Knopfdruck direkt zur Be- und Entladeposition, sodass die Bestückung ergonomisch, einfach und schnell durchgeführt werden kann.
Nach dem Start des entsprechenden Bearbeitungsprogramms, das in der frei programmierbaren Anlagensteuerung hinterlegt ist, fahren die Spindeln rotierend in das Bearbeitungsmedium. Karussell und Spindel bewegen sich jeweils in der definierten Drehzahl gegenläufig. Nach etwa der Hälfte der Bearbeitungszeit – sie liegt je nach Werkzeug zwischen 15 und 45 Minuten – erfolgt üblicherweise eine Drehrichtungsumkehr. Dies gewährleistet, dass die Kanten der Werkzeuge von allen Seiten gleichmäßig bearbeitet werden.

Kontinuierlich steigendes Bearbeitungsspektrum verkürzt Amortisationszeit
Vorgesehen war der Einsatz der Anlage anfänglich für etwa fünf Highrunner-Werkzeuge. „Durch die sehr guten Ergebnisse der maschinellen Bearbeitung hat sich die Standzeit dieser Komponenten mindestens verdoppelt und bei einigen Werkzeugen sogar verzehnfacht. Inzwischen arbeiten wir seit einem halben Jahr mit der Anlage und haben das zu bearbeitende Werkzeugspektrum auf rund 20 Teile erhöht. Die Amortisationszeit liegt daher mittlerweile bei deutlich unter zwei Jahren und verkürzt sich mit jedem Teil, das hinzukommt, weiter“, berichtet Hannes Winkler. Dies hat auch dazu geführt, dass Rösler in der Unternehmensgruppe als Anlagenlieferant für diese Anwendung gelistet ist.
Neben der Bearbeitung von weiteren Werkzeugen hat der Prozessoptimierer auch eine Polieranwendung im Blick. „Wir führen dazu derzeit Versuche durch. Sollten die Ergebnisse positiv sein, werden wir einen zweiten Arbeitsbehälter für das dafür erforderliche Bearbeitungsmedium beschaffen. Das ist auch ein Vorteil dieser Anlage, dass der Behälter einfach ausgetauscht werden kann und wir so unkompliziert von einer zur anderen Anwendung wechseln können“, merkt Hannes Winkler abschließend an.