Kürzere Markteinführungszeit bei Techni durch Fräsen aus dem Vollen

Mit unserer Unterstützung konnte Techni die Zeit bis zur Markteinführung von Kompressormontagesätzen für Kühl- und Druckluftsysteme in Transportern deutlich verkürzen.

Techni Ltd ist weltweit führend in der Konstruktion und Fertigung von Gussmontage- und Antriebslösungen. Die Produkte des Unternehmens finden in zahlreichen Branchen Anwendung. Wenn Sie sich Lebensmittel nach Hause liefern lassen, können Sie davon ausgehen, dass die Kühl- und Tiefkühlprodukte im Lieferfahrzeug durch ein Kühlsystem mit einem Kompressormontagesatz von Techni auf Temperatur gehalten werden. Oder, falls Sie je mit einem mobilen Reifenmontage- oder Reparaturfahrzeug zu tun hatten: deren Kompressoren haben mit hoher Wahrscheinlichkeit auch ein Montagesystem von Techni genutzt.

Gewöhnlich werden die Kompressorhalterungen aus Kugelgrafitguss gefräst, was bei normalen Chargengrößen das kostengünstigste Verfahren ist. Durch die enorme Zunahme bei den Lieferungen nach Hause aufgrund der Corona-Pandemie veränderte sich jedoch die Nachfrage. Die Kunden verlangten schnellere Lieferzeiten und Mengen in viel geringeren Stückzahlen, dafür in vielfältigeren Ausführungen. Das betraf vor allem den amerikanischen Markt, da dort Lieferdienste dieser Art in der Vergangenheit keine besonders große Rolle spielten. Der gestiegene Bedarf an geringeren Stückzahlen und schneller Auftragsabwicklung stellte für das Fertigungsverfahren mit Guss ein Problem dar, da hier bis zur Marktreife eines neuen Produkts gut und gerne sechs Monate vergehen können.

„Um wettbewerbsfähig zu bleiben, mussten wir unsere Verfahren auf den Prüfstand stellen und versuchen, die Durchlaufzeiten so weit wie möglich zu verkürzen. Insofern war die Zerspanung aus dem Vollen nur der logische Folgeschritt“, so Ali Kerr, Fertigungsingenieur bei Techni, der an diesem Projekt arbeitete. „Dieser für uns komplett neue Weg macht die Fertigung von Kleinauflagen und sogar Einzelstücken rentabel, da viele Kosten wie Konstruktion und Fertigung von Spannvorrichtungen wegfallen. Alles, was wir jetzt brauchen, ist ein Zentrischspanner und gutes Werkzeug.“ Was Werkstückspannung, Werkzeug und Verfahren angeht, wandte sich Techni an seinen Technical Sales Engineer Derrick Jones.

Im ersten Prozessschritt wird ein 3D-Scan des Motorraums des Lieferwagens aufgenommen, in den das System eingebaut werden soll. Anschließend entwerfen die Konstruktionsingenieure mit OE CAD sehr sorgfältig die Montagehalterungen. Ein großer Vorteil des Fräsens aus dem Vollen ist, dass die bei Gussteilen erforderlichen Formschrägen oder Angusskanäle entfallen und deshalb die Teile weitaus einfacher zu konstruieren sind. In der Regel können dann die Halterungen aus einem Aluminiumblock mit den Abmessungen 270 × 180 × 90 mm gefertigt werden. 

Zum Spannen wird ein WNT ZSG 4 Zentrischspanner auf ein WNT Nullpunktspannsystem MNG montiert. Mit einer Spannkraft von 35 Nm kann der WNT-Spanner ZSG 4 im Gegensatz zu anderen Systemen Material von gerade einmal 3 mm Stärke greifen, ohne dass dafür der Block vorab bearbeitet werden muss. Durch Befestigung des Spanners auf dem MNG-Nullpunktspannsystem ist das Werkstück problemlos von fünf Seiten zugänglich. Zudem werden Werkzeugauskragungen vermieden, sodass höhere Schnittdaten angewendet werden können. Um weitere Arbeitszeit einzusparen, werden bei Techni die 3 mm Klemmmaterial nach der Zerspanung an Ort und Stelle belassen und nicht in einem weiteren Arbeitsgang entfernt.

Die aus dem Vollen gefrästen Halterungen, gefertigt mit dem WNT ZSG 4 Zentrischspanner, der WNT Nullpunktstufenkonsole MNG und den DLC-beschichteten CircularLine-Fräsern

Bis zu 90 Prozent der Bearbeitung am gespannten Block, sowohl Schruppen als auch Schlichten, erfolgt mit einem WNT CircularLine Schaftfräser. Die extrem verschleißfeste Beschichtung Dragonskin DLC (Diamond Like Carbon) des Fräsers erreicht 80 Prozent der Härte von natürlichem Diamant und schützt vor Beschädigung durch Aufbauschneiden oder Abrasion durch Anhaftungen. Dadurch werden eine längere Werkzeuglebensdauer und verbesserte Schnittdaten erreicht. Bei Techni laufen diese Fräser mit einer herkömmlichen Schnittgeschwindigkeit von 450 m/min, einem Vorschub von 0,2 mm/Zahn bei 14 mm Durchmesser des fünfschneidigen Fräsers und einer seitlichen Zustellung von 10 bis 20 Prozent. Während des gesamten Zerspanungszyklus von 1 Stunde 45 Minuten befindet sich der CircularLine-Fräser ca. 95 Minuten im Eingriff. Nach einer ersten Charge von 50 Halterungen erfüllte die Oberflächengüte immer noch die Anforderungen. Dies ist der innovativen Schneidengeometrie zu verdanken, die dort von Vorteil ist, wo die Wanddicke minimal und ein Eckenradius von 2 mm erforderlich ist.

„Die Unterstützung, die wir bei diesem Projekt von Ceratizit erfahren haben, ist von unschätzbarem Wert. Das Fräsen aus dem Vollen hat gewisse Vorteile gegenüber einem Gussteil. Allerdings kostet ein Gussteil gerade einmal 20 GBP, während für einen Aluminiumbarren 80 GBP anfallen, und die Zerspanungszeit für ein Gussteil liegt bei rund 20 Minuten gegenüber 105 Minuten“, so Ali Kerr. „Aber trotz dieser hohen Zahlen spricht alles für das Fräsen aus dem Vollen: die kürzere Markteinführungszeit, die hohen Vorbereitungskosten für Gussteile und die Kosten von 2.000 bis 10.000 GBP für die Spannvorrichtung für Gussteile. Wir sind jetzt in der Lage, fertig bearbeitete Teile innerhalb einer Woche an unsere Kunden zu liefern, im Gegensatz zu vier Monaten bei einem neuen Gussteil. Das verschafft uns einen wertvollen Wettbewerbsvorteil bei neuen Kunden oder Projekten. Bei Chargengrößen von bis zu 300 Stück bietet das Fräsen aus dem Vollen für die Zukunft einen bedeutenden Vorteil – weitere Teile sind bereits in Planung.“  

Maschinenbediener Carl Brunton, Derrick Jones und Ali Kerr bei der Begutachtung des fertigen Werkstücks

In enger Zusammenarbeit mit uns hat Techni einen Prozess entwickelt, nach dem zeitnah und kostengünstig auf neue Kundenanforderungen weltweit reagiert werden kann. Derrick Jones, Technical Sales Engineer, Ceratizit UK & Ireland, dazu: „Der ZSG 4-Spanner, das MNG-Nullpunktspannsystem und der CircularLine DLC-Fräser sind gängige Standardwerkzeuge aus unserem Produktportfolio und ein hervorragendes Beispiel dafür, wie eine enorm effektive Lösung für ein Zerspanungsproblem mit geringer Investition und ohne Unterbrechung durch eine monatelange Produkteinführungszeit gefunden werden kann.“     

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