Perfekter Rundlauf und beste Wuchtgüte
Deutliche Steigerung der Werkzeugqualität
Mit dem Einführen des Wuchtens konnte die Werkzeugschleiferei Nipper einen Qualitätssprung realisieren. Die CNC-Schleifmaschinen laufen nun wesentlich ruhiger und die geschliffenen Werkzeuge weisen eine deutlich höhere Oberflächenqualität sowie längere Standzeiten auf. Der perfekte Rundlauf erlaubt nun auch die Fertigung von Werkzeugen mit Durchmessern von nur noch 0,3 mm. Zudem stieg das Bearbeitungstempo deutlich, und die wertvollen Spindeln in den CNC-Maschinen werden geschont.
Johannes und Ludger Nipper sind Werkzeugschleifer mit Leib und Seele. 1990 sprangen sie aus ihren festen Anstellungen heraus ins kalte Wasser und gründeten die Werkzeugschleiferei Nipper GmbH im niedersächsischen Molbergen. „Wir haben damals bei Null angefangen“, erinnert sich Ludger Nipper, „wir konnten nur schleifen.“ Das beherrschten die Brüder aber so gut, dass sie zusammen mit ihrem Wissen um die Bedürfnisse der Kunden recht schnell eine kleine, gut laufende Firma aufbauen konnten. Dazu trug beispielsweise bei, dass die Jungunternehmer schon damals sehr flexibel agierten und den Kunden neben dem Nachschleifen Problemlösungen in Form maßgeschneiderter Sonderwerkzeuge anboten.
Bereits nach wenigen Jahren übernahmen sie einen kleinen Spezialisten für das Schleifen von Sägeblättern, mit dem sie zuvor zusammengearbeitet hatten und legten alle Geschäfte im Nachbarort Lastrup zusammen. Mit rund 20 Mitarbeitern und 15 Fünf-Achs- CNC-Schleifmaschinen ist die Nipper GmbH heute eine der größten Werkzeugschleifereien Norddeutschlands. Sonderwerkzeuge werden mit Durchmessern von bis zu 40 mm gefertigt.
Seit 2005 gehört auch das PVD-Beschichten der Werkzeuge zum Angebot. Die Kunden stammen aus den verschiedensten Branchen, unter anderem der Luftfahrtindustrie und dem Fahrzeugbau. Die Flexibilität ist weiterhin eine wichtige Stärke des Unternehmens. „Wenn gewünscht, liefern wir Sonderwerkezuge innerhalb von 24 Stunden“, betont Ludger Nipper. Um entsprechend schnell reagieren zu können, liegt das entsprechende Material in einem eigenen Hartmetalllager bereit.
Bearbeitungstempo stieg um rund ein Viertel
Nach rund 20 Jahren einer kontinuierlichen Entwicklung erlebte das Unternehmen 2011 einen echten Qualitätssprung. „Als wir damals anfingen, unsere Schleifscheiben zu wuchten, liefen die Maschinen schlagartig besser, wir konnten das Bearbeitungstempo deutlich erhöhen, und vor allem wurde die Qualität der Werkzeugoberflächen erheblich besser“, berichtet Ludger Nipper über seine Erfahrungen mit der Wuchtmaschine Tool Dynamic 2009 Comfort des Igenhausener Unternehmens Haimer. „Höhere Drehzahlen und die nun möglichen größeren Vorschübe, beschleunigten die Bearbeitung um 20 bis 25 Prozent“, schätzt Nipper.
Der Schlüssel für diesen Erfolg ist der vibrationsfreie Lauf, der dann erreicht wird, wenn gewuchtete Einheiten von Werkzeugaufnahme und Schleifscheibe zum Einsatz kommen. Denn Unwucht und die daraus resultierenden Schwingungen haben vielfältige negative Auswirkungen, zum Beispiel die verringerte Produktivität. Zwar kann man oft durch eine reduzierte Vorschubgeschwindigkeit die Vibrationen in gerade noch erträglichem Rahmen halten und die geforderte Oberflächengüte bei den bearbeiteten Werkzeugen erreichen, doch bei Werkzeugen aus Vollhartmetall hat auch das seine Grenzen.
„90 bis 95 Prozent der Werkzeuge, die wir anfertigen, bestehen aus Vollhartmetall“, erläutert Ludger Nipper und betont: „Das Material ist sehr spröde und darf keinen Schlag bekommen, sonst entstehen Haarrisse, die zum Werkzeugbruch führen können. Seit wir die Schleifscheiben wuchten, treten fast keine Werkzeugbrüche mehr auf.“
Qualitätssprung sorgte für Aha-Erlebnis bei den Kunden
Die Qualitätsverbesserung lässt sich nicht nur am Ausbleiben solch schwerer Schäden festmachen. Dank der besseren Qualität von Oberflächen und Schneiden erzielen die Werkzeuge bei den Kunden längere Standzeiten und erlauben teilweise die Bearbeitung anspruchsvollerer Materialien. Die Qualitätssteigerung wirkte durchaus als Verkaufsunterstützung. Bei einigen Kunden lösten die Verbesserungen ein regelrechtes Aha-Erlebnis aus, wie Ludger Nipper berichtet. Die höhere Standzeit resultiert daraus, dass bei der Bearbeitung mit gewuchteten Schleifscheiben das Entstehen von Mikroausbrüchen und Mikrorissen vermieden wird. An solchen Schäden setzt üblicherweise der Verschleiß ein.
Dank des vibrationsfreien Laufs der CNC-Maschinen konnte Nipper auch die Werkzeugpalette in den Bereich extrem filigraner Werkzeuge hinein erweitern. „Wir gehen nun hinunter bis zu 0,4 mm Durchmesser. Stufenbohrer fertigen wir sogar mit nur 0,3 mm Durchmesser. An die Fertigung solcher Werkzeuge ist ohne Wuchten gar nicht zu denken“, zeigt sich Ludger Nipper auch nach zwei Jahren Erfahrung mit dem Wuchten immer noch begeistert.
Auf der anderen Seite kann das Unternehmen mit den optimal rundlaufenden Schleifscheiben die eigenen Kosten senken. Denn jeder noch so leichte „Schlag“ der Schleifscheibe greift nicht nur das zu fertigende Werkzeug an, sondern belastet auch die wertvollen Spindeln in den CNC-Maschinen. Die Folgen werden hier zwar nur schleichend sichtbar. Doch vor allem direkt angetriebene Hochleistungsspindeln werden durch Unwucht höher belastet und zerstört – sie müssen früher ausgetauscht werden. Die Reparaturkosten an den Maschinen gingen denn auch nach dem Einführen des Wuchtens zurück, bestätigt Ludger Nipper. Die Schleifscheiben verschleißen durch Unwucht natürlich ebenfalls schneller und müssen häufiger abgerichtet werden.
Programm führt durch den Wuchtvorgang
Der Aufwand, um diese Vorteile zu erreichen, ist sehr gering. Mit der anwenderfreundlichen Haimer-Wuchttechnologie dauert das Wuchten eines Schleifscheibensatzes bestehend aus Aufnahme und Schleifscheibe maximal zwei Minuten. Die Maschine misst die Fliehkräfte, die bei der Rotation der ungewuchteten Einheit von Werkzeug und Werkzeugaufnahme entstehen. Daraus errechnet eine Software, an welcher Stelle und wie viel Wuchtgewicht zur Korrektur nötig ist.
Die Wuchtmaschine Tool Dynamic 2009 Comfort von Haimer ist eine Anlage mit Tastatur, Maus und einem TFT-Bildschirm, auf dem alle Schritte und Daten übersichtlich angezeigt werden. Der Bediener setzt die Werkzeugaufnahme in die Maschine und wählt im Menü die passenden Vorgaben aus. Danach führt das Programm den Anwender Schritt für Schritt durch den Wuchtvorgang. Eine Lasermarkierung zeigt am zu wuchtenden Werkzeug an, wo Gewichtskorrekturen durch Entnahme oder Hinzufügen von Material nötig sind.
Statt an den definierten Stellen kleine Wuchtschrauben einzudrehen oder Material wegzubohren, ziehen die Mitarbeiter bei Nipper die Arbeit mit den Wuchtringen von Haimer vor. Diese Ringe besitzen eine definierte Unwucht. Zwei von ihnen werden übereinander auf die Schleifscheibendorne geschoben. Nach dem Wuchtvorgang zeigt die Wuchtmaschine exakt an, wie diese beiden Ringe gegeneinander verdreht werden müssen, um die Unwucht zu beseitigen.
Ein großer Vorteil des Haimer-Verfahrens ist, dass unmittelbar nacheinander Scheibensätze mit unterschiedlichem Gewicht gewuchtet werden können. Das ist bei manchen konkurrierenden Verfahren anders. Dort wird beispielsweise gemessen, wie weit die Achse von der Unwucht ausgelenkt wird. Damit ist diese Technologie masseabhängig, und die Anlage muss für jedes veränderte Werkzeuggewicht neu kalibriert werden. Bei der Haimer-Technik ist ein Kalibrieren hingegen nur einmal pro Halbjahr erforderlich.
Patentiertes Adaptersystem für exakte Ergebnisse
Ein wesentlicher Bestandteil bei allen Wuchtmaschinen vom Typ Haimer Tool Dynamic ist das patentierte Adaptersystem. Haimer hat hier sein Know-how als Hersteller von Spannwerkzeugen genutzt und eine große Schwäche anderer Wuchtmaschinen vermieden. Um genaue, reproduzierbare Ergebnisse zu bekommen, müssen die zu wuchtenden Werkzeugaufnahmen wie in einer Frässpindel gespannt werden. Entscheidend ist hier die Wiederholgenauigkeit, auch wenn Steilkegel oder HSK schon etwas abgenutzt sind. So hat Haimer ein Adaptersystem entwickelt, das sich mühelos in der Wuchtspindel wechseln lässt. Die Auswahl standardisierter Spannadapter ist groß.
Über die Vorteile des Wuchtens hatten Ludger und Johannes Nipper bereits lange vor dem Kauf der Anlage in Fachzeitschriften gelesen und immer wieder diskutiert, ob es sich lohne, diese Technik einzuführen. In Gang kam der Prozess dann, als Ludger Nipper beim Lieferanten seiner CNC-Maschinen ein Wuchtgerät von Haimer im Einsatz sah. Da ihnen Haimer bereits als Protagonist des Schleifscheibenwuchtens bekannt war, ließen sich die Geschäftsführer eine Wuchtanlage von Haimer im eigenen Betrieb vorführen.
Danach ging es nur noch um die Frage, wie komfortabel die Maschine sein sollte. Mit der Entscheidung für die Highend-Lösung, auf die die Wahl schließlich fiel, ist Ludger Nipper sehr zufrieden. Einmal eingegeben, sind die Daten jedes Werkzeugsatzes bei jedem Wuchtvorgang verfügbar.
Für Johannes und Ludger Nipper ist heute klar: „Wir haben eigentlich viel zu lange mit der Einführung des Wuchtens gezögert. Hätten wir gewusst, welche großen Vorteile uns das bringt, hätten wir schon viel früher eine Wuchtanlage gekauft.“
