Schmieren auf vorteilhaftere Art
ATS und JetSleeve als starkes Team
Wenn es im Werkzeugbau gelingt, Erodierprozesse durch Fräsprozesse zu ersetzen, sind gewaltige Kosteneinsparungen sicher. Ein leistungsstarkes Hilfsmittel, dieses Ziel zu erreichen, hat das Unternehmen Diebold mit dem Jetsleeve 2.0 im Portfolio.
Die Joma Polytec GmbH ist ein 480 Mitarbeiter umfassendes Familienunternehmen mit 60 Jahren Erfahrung im Bereich Kunststofftechnik. Auf über 1.200m 2; werden mit modernen Methoden unter anderem Präzisionswerkzeuge für Spritzgußteile aus Hochtemperaturkunststoffen produziert. Der hauseigene Werkzeugbau ist hier stark gefordert die hochgenauen Formen für deren Fertigung bereitzustellen.
»Unser Werkzeugbau ist auf sämtliche thermoplastische Kunststoffe eingestellt: Von Peek, PA, POM, ABS, TPE bis TPU müssen wir die ganze Bandbreite formenbautechnisch beherrschen«, berichtet Thomas Kohler, Werkzeugbauleiter bei Joma Polytec. Es gilt, lange Laufzeiten der Werkzeuge mit möglichst immer kürzeren Zyklen zu kombinieren. Dazu müssen die Geometrien und Oberflächengüten der konturgebenden Komponenten des Spritzgusswerkzeuges fortlaufend verbessert werden. Darüber hinaus wird eine stetig kürzere Durchlaufzeit in der Fertigung der Spritzgusswerkzeuge angestrebt.
»Unser Ansatz vor zwei Jahren war: Wir wollen unseren Werkzeugstahl nicht nur weich, sondern auch hart bis 62 HRC bearbeiten. Deshalb haben wir investiert und standardisiert«, erklärt der stellvertretende Leiter des Werkzeugbaus, Robert Wagner. Investiert wurde in das Hochpräzisionsbearbeitungszentrum High Speed Eagle V9 von OPS-Ingersoll, das zum Bearbeiten von Stahlteilen und Grafit-Elektroden gleichermaßen geeignet ist. Darüber hinaus hat Joma Polytec die Werkzeuge standardisiert.
Komplett umgestellt hat der Werkzeugbau seine Schrumpffutter, die seitdem nur noch Diebold aus dem zehn Kilometer entfernten Jungingen liefert. »Die Vorteile dieser Schrumpffutter sind die einheitliche Länge sowie die ATS-Goldring-Düse, die wir auf der OPS-Maschine durchgängig einsetzen, um die Aerosolschmierung optimal nutzen zu können. Das Aerosol von Rother hat den Charme, dass es eigentlich kaum spürbar ist und vor allem keine klebrigen Überreste in der Maschine und auf den Werkzeugen zurücklässt«, berichtet Robert Wagner.
Das ist ideal, weil Joma Polytec die OPS-Maschine zu 40 Prozent mit Stahl belegt, der Rest ist Grafit. Grafit wird trocken bearbeitet und – je nach Bearbeitung – zum Teil mit der Druckluft durch die Goldringdüse weggeblasen sowie seitlich im Bearbeitungsraum abgesaugt. Ähnlich – nur mit Aerosol-Zusatz – wird Stahl bearbeitet.
»Durch die ATS-Nutzung ist die Maschine eigentlich immer sauber, da die Späne weggeblasen werden. Die sonst mit Vollstromkühlung nötigen Reinigungszyklen und Pausen werden auf ein notwendiges Minimum reduziert«, berichtet Thomas Kohler.
»Wir fahren mittlerweile bis 36.000 Umdrehungen unter Einsatz des JetSleeve. Durch die kontinuierlich gute Kühlung werden Thermoschocks verhindert und dadurch auch die Mikroausbrüche an den Vollhartmetallwerkzeugen, was uns den Einsatz des Aerosols bei Werkzeugen mit Wendeschneidplatten erlaubt«, erklärt Robert Wagner.
Großes Plus sind darüber hinaus natürlich die Kostenvorteile: Mit der ATS-Lösung von Rother und dem JetSleeve von Diebold braucht der Werkzeug- und Formenbau von Joma Polytec nur noch zehn Prozent der Ölmenge, die ein marktübliches MMS-System verbraucht, so die Schätzung der Verantwortlichen. Dieser deutlich geringere Verbrauch resultiert vor allem aus den feineren Aerosol-Partikeln, die im ATS-System von Rother nicht größer als 1 m sind. »Zweiter Vorteil der feinen Partikel ist, dass so erst gar keine Entmischung eintreten kann. Die Partikel sind dazu einfach zu fein verteilt und zu winzig. Alles Weitere erledigt der JetSleeve und das Schrumpfwerkzeug, das den Aerosolstrom ohne große Strömungskanal-Veränderungen oder Ecken und Kanten sicher an die Werkzeugschneide transportiert«, erklärt Robert Wagner.
Was der JetSleeve 2.0 für die Oberflächenqualität des Werkstücks bringt, verdeutlicht Robert Wagner an einem Werkzeug aus dem Warmarbeitstahl 1.2343. »Die Herausforderung war das Fräsen einer Spirale direkt in das harte Material mit einem im Durchmesser 1,75 Millimeter messenden Fräser auf eine Tiefe von 23 Millimeter. Gefordert war eine Glanzoberfläche. Um so eine Spirale in 52 HRC einzubringen, hätten wir bis vor Kurzem erodieren und zudem die Oberflächen polieren müssen. Jetzt wird die Spirale komplett gefräst. Nur mehr angrenzende Teilbereiche werden erodiert. Ohne den JetSleeve hätten wir diese Oberflächen mit Rz 0,1 m nicht hinbekommen«, so Robert Wagner. »Das ist wie geschliffen!«
Das Geheimnis dieser Ergebnisse liegt darin, dass ATS ohne Verzögerung arbeitet und das Aerosol beim ersten Span sofort an der Schneide zur Verfügung steht. »Beim Fräsen erreichen wir zudem viel gleichmäßigere Oberflächen als etwa beim Schleifen mit Korund, bei dem die Oberfläche immer wieder Korn-Ausreißer aufweist. Wenn möglich, fräsen wir den Konturbereich und sämtliche Außenmaße auf der OPS-Maschine«, erklärt Thomas Kohler. »Nur zum Planschleifen wird der Formeinsatz noch auf eine Schleifmaschine transportiert.«
Mit der OPS-Maschine werden demnach prozesssicher die notwendigen Oberflächengüten durch Fräsen erreicht. Zudem ist es wichtig, das Werkzeug nahezu komplett in einer Aufspannung zu fräsen. Das spart viel Umspannarbeit, mehrfaches einmessen sowie erodieren, zudem können solche sicheren Prozesse die ganze Nacht durchlaufen. Aus diesem Grund soll vor allem der Erodierprozess weitreichend durch das Fräsen der Formeinsätze reduziert werden. Lediglich scharfe Ecken müssten gegebenenfalls noch erodiert werden.
Große Vorteile bietet das Diebold-System nach Erfahrung von Thomas Kohler aber auch beim Schrumpfen der standardisierten Werkzeuge, da das Schrumpfen lediglich drei bis fünf Sekunden dauert. Dies ist der niedrigen Prozesstemperatur von nur 350 bis 400 Grad Celsius zu verdanken. Aus diesem Grund behalten die Schrumpffutter ihre hohe Rundlaufgenauigkeit viel länger als bisher. Grund genug, das Diebold-System auf breiter Front bei Joma Polytec einzuführen: »Momentan führen wir im Werkzeugmanagement ziemlich genau 96 standardisierte Stahl- und Grafitfräser. Rund 60 werden künftig mit dem Goldring-System laufen, das sich spätestens mit dem Einsatz rund um das Versuchswerkzeug absolut bewährt und bezahlt gemacht hat«, fasst Robert Wagner zusammen.
Da die Alu-Hülse des JetSleeve 2.0 durch einen Ring ersetzt wurde, besitzt die Aufnahmeseite eine höhere Wandstärke. Diese höhere Masse bewirkt eine höhere Haltekraft des Fräsers. Zusätzlich kommen noch eine höhere Vibrationsfestigkeit sowie weniger Unwucht hinzu. Im Gegensatz zur Vorgängerversion muss zum Einschrumpfen keine Aluhülse mehr abgenommen werden. Mit dem JetSleeve 2.0 kann das Schrumpfen vielmehr mit aufgesetztem Ring durchgeführt werden. Dadurch, dass der sogenannte Düsenring aus dem gleichen Material wie das Schrumpffutter besteht und zudem TIN-beschichtet ist, wurden die darin eingearbeiteten Düsen widerstandsfähiger gegen Abrieb, der den durchströmenden Medien geschuldet ist. Dadurch, dass sich die Düsen nicht abnutzen, ändern sich weder die Düsendurchmesser noch der Anströmwinkel. Dies bedeutet, dass das Medium stets perfekt auf die Arbeitsstelle der Fräserschneide trifft.
JetSleeve2.0-Schrumpffutter können daher in der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, der Schwerzerspanung, der Normalzerspanung aber auch in der Mikrobearbeitung eingesetzt werden. Kein Wunder, dass Diebold den JetSleeve 2.0 in der eigenen Fertigung nicht nur auf den Bearbeitungszentren, sondern sogar auf Dreh-Fräsmaschinen einsetzt.
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Diesen Artikel finden Sie auch in Ausgabe 1/2020 auf Seite 62. Zum besagten Heft führt ein Klick auf den nachfolgenden Button!
Mehr Informationen zu Diebold:
Das Unternehmen Helmut Diebold Goldring-Werkzeugfabrik wurde 1952 von Helmut und Ida Diebold gegründet
Helmut Diebold leitet heute noch zusammen mit seinem Sohn Hermann das Unternehmen
Bis 1970 war das Unternehmen als Lohnfertiger vorwiegend für die Strickmaschinenindustrie tätig.
In den folgenden Jahren wurde ein Eigenprogramm an Spannwerkzeugen für CNC Bearbeitungszentren aufgebaut
Ab den 80er Jahren wurde das Programm um Spindelkomponenten für Werkzeugmaschinen erweitert
Diebold gehört heute zu den weltweit namhaftesten Herstellen von Werkzeugaufnahmen und Hochfrequenzspindeln für schnelllaufende Fräsmaschinen.
Diebold bekennt sich zum Standort Deutschland und produzieren alle Produkte mit einem ausgezeichneten Stamm an gut ausgebildeten Facharbeitern in einer hochmodernen Fabrik am Standort Jungingen in Baden-Württemberg
Diebold bildete über die Hälfte seiner Mitarbeiter im eigenen Hause aus.
Mehr als die Hälfte der Belegschaft ist schon über 25 Jahre für Diebold tätig
Dies garantiert ein außergewöhnlich und konstant hohes Qualitätsniveau
Das Unternehmen betreibt kontinuierliche Entwicklungsarbeit und besitzt viele Patente.
Die 1996 gegründete Diebold Goldring Tooling, USA ist eine 100%-ige Tochtergesellschaft, zur Vermarktung aller Diebold Produkte in Nordamerika.
