Artikel Maschinenfabrik Berthold HERMLE AG

Mehr als 10 Jahre vielfältige Erfahrungen in der Entwicklung, Formgebung und Bearbeitung von Composite-Bauteilen für die Formel 1, und zwar inklusive Werkzeugbau und Herstellung von Spannvorrichtungen zur fachgerechten Strukturbearbeitung – gewappnet mit solch speziellem Fachwissen fasste Patrick Meyer in 2011 den Entschluss, sich als Kompetenz- Zentrum für Dienstleistungen rund um den Formen- und Vorrichtungsbau, Integralfräs- und Großbauteile-Bearbeitung, Produktentwicklungen in CFK/GFK sowie CAD-/CAM-Dienstleistungen selbständig zu machen. Mit der Fokussierung auf diese hoch anspruchsvolle Nische konnte sich sein auf diese angewandten Technologien fokussiertes Unternehmen Carbomill AG, CH-5703 Seon, in kurzer Frist auch gut in der Schweizer Zerspanungs-Dienstleisterszene etablieren. Denn die Kunden erkannten schnell das Potenzial, dass sich hinter dem geballten Knowhow für den kompletten Prozess zur Herstellung von Composite-Strukturbauteilen und deren mechanische Präzisionsbearbeitung verbirgt. Folgerichtig präsentiert sich das aktuelle Spektrum an Kunden auch als Spiegelbild der Schweizer Hightech-Landschaft, angefangen eben von Rennsportbetrieben und deren Zulieferern in D/A/CH bis hin zur europäischen Luft- und Raumfahrt-Unternehmen und wiederum deren Zulieferern. Mit seinem tiefen Verständnis für die Wünsche der Kunden, und dem umfassenden Prozess-Knowhow für alle Belange von der Produktentwicklung über den Formenbau bis hin zur termingerechten Lieferung der Teile, sieht Patrick Meyer für seinen Betrieb ein Alleinstellungsmerkmal. Und dieses sichert er durch den konsequenten Auf- und Ausbau seines Dienstleistungs-Portfolios mehr und mehr ab, sodass die Kunden ihre speziellen Projekte hier immer in guten Händen wissen. 

Geht nicht gibt’s nicht!

Um die wachsende Kundschaft zuverlässig und termingetreu bedienen zu können, bedeutete und bedeutet dies für die mittlerweile vier Mitarbeitenden Fachkräfte der Carbomill AG aber auch, sowohl Technik auf dem höchsten Stand einsetzen als auch gleichzeitig Kapazitäten schaffen zu müssen. Patrick Meyer meinte dazu: „Wir bekamen und bekommen immer mehr Anfragen und Aufträge zur Präzisionsbearbeitung hoch anspruchsvoller Integralbauteile aus der Luft- und Raumfahrt. Dabei gilt es zum einen Aluminium-Werkstoffe und auch Titan zu bearbeiten, zum anderen zeichnet sich die Integralbauteile-Fertigung aus dem Vollmaterial durch einen extrem hohen Zerspanungsanteil aus. Da wir bislang schon sehr erfolgreich ein 5-Achsen-Großteile-Fräszentrum in Betrieb haben, begaben wir uns auf die Suche nach einem neuen 5-Achsen-Bearbeitungszentrum, das in der Lage ist, Bauteile bis zur mittleren Größe in möglichst einer Aufspannung komplett fertigen zu können. Bei so manchen von uns als potenzielle Partner angesehenen Lieferanten folgte der anfänglichen Euphorie bald eine Enttäuschung, sowohl was die Leistungsfähigkeit als auch die Zuverlässigkeit, die Intensität der Betreuung, und nicht zuletzt das Serviceverhalten anbelangt. Mit unseren konzentrierten Dienstleistungen können wir uns aber keine Kompromisse erlauben, weshalb wir uns am Ende der recht viel Zeit beanspruchenden Evaluation für ein 5-Achsen-CNC-Hochleistungs-Bearbeitungszentrum C 42 U von Hermle entschieden. Hermle hat uns in gleich mehrfacher Hinsicht voll überzeugt und schnürte uns ein perfektes Paket. Das 5-Achsen-Konzept ist wohl durchdacht und tausendfach bewährt, die absolute Langzeit-Genauigkeit ist gegeben, die hohe Verfügbarkeit wurde uns allseits bestätigt, und dasselbe bekamen wir zum Thema Service zu hören.“

5-Achsen-High End-Bearbeitung an 7 Tagen pro Woche 

Zum Jahresende 2016 erfolgte dann die Lieferung eines 5-Achsen-CNC-Hochleistungs- Bearbeitungszentrums C 42 U, ausgerüstet mit einem Zusatzmagazin ZM 88 für weitere 88 Werkzeuge (inklusive 42 Werkzeugen im Standard-Magazin = insgesamt 130 Werkzeuge) sowie einem NC-Schwenkrundtisch mit 440 mm Durchmesser. Mit den großzügigen Arbeits- bzw. Verfahrwegen von X = 800, Y = 800 und Z = 550 mm und dem großen Schwenkbereich der C-Achse von +/- 130° (Torque-Antrieb) plus der Schwenkachse A mit Drehzahl 55 min-1 (Tandemantrieb) und schließlich einer max. Tischbelastung von 450 kg eignet sich das BAZ C 42 U ideal zur 5-Seiten-/5-Achsen-Komplett-/Simultanbearbeitung komplexester Integral-und Strukturbauteile. Zumal die 130 Werkzeuge ein breites Bearbeitungsspektrum sowie auch ganze Teilefamilien abdecken und somit den Umrüstungsaufwand minimieren. Mit der hier verbauten Hauptspindel mit max. 18.000 min-1 Drehzahl lassen sich die Alu-, Stahl- und Titanwerkstoffe optimal bearbeiten und die jeweiligen Drehzahlen individuell an die Schrupp- oder Schlicht-Operationen anpassen. In den meisten Fällen wird „trocken“ bearbeitet, jedoch ist für die Stahl-/Titanbearbeitung eine IKZ-Anlage mit 80 bar installiert (Innenhochdruck-Kühlmittelanlage). Weitere Features sind eine Messeinrichtung zur Werkzeugvermessung-/ Werkzeugbruch-Überwachung, Messtaster, Sperrluft für die Glasmaßstäbe, Linearachsen-Dynamikversion, HIMS-Basispaket (Hermle Information Monitoring Software), und die Steuerung Heidenhain TNC 640. Das BAZ C 42 U ging nach zweitägiger Schulung in den Produktionsbetrieb über und wird dort seither an sieben Tagen pro Woche 1,5-schichtig eingesetzt. Neben der Bearbeitung von Integralbauteilen für die Luft- und Raumfahrt kommt sie auch bevorzugt für „Feuerwehr-Aufgaben“ zum Einsatz, denn „Schnelligkeit ist neben unserem Knowhow ein weiterer USP, der uns vom Wettbewerb abhebt. Zusammen mit der hohen Leistungsfähigkeit des Hermle BAZs, der bewiesenen hohen Verfügbarkeit, und auch der optimalen Bedienbarkeit sind wir in der Lage, Fertigteil-Lösungen zu realisieren, bei denen wir so oder so nur einen Schuss frei haben. Das muss auf Anhieb alles perfekt sein und sitzen, weil wir oftmals auch nur ein Stück kostspieliges Rohmaterial, oder auch Teile, welche bereits aufwändige Fertigungsprozesse erfahren haben, zur Komplettbearbeitung angeliefert bekommen. Bearbeitungspräzision, ideale Anstellung der Werkzeuge, hohes Zerspanungsvermögen, dynamisches Schruppen und Schlichten, beste Harmonie zwischen Maschine, Steuerung und Bediener, das sind gute Bedingungen dafür, dass ich auch zukünftig zu meinen Kunden nicht nein sagen werde, wenn sie mit noch so anspruchsvollen Fertigungsaufgaben an uns herantreten!“, so Patrick Meyer in seinem abschließenden Statement. 

Andreas Bruns fällt es leicht, Argumente für ein Bearbeitungszentrum von Hermle zu finden: „Die Anlagen überzeugen uns durch ihre hohe Zuverlässigkeit und Präzision.“ Er weiß wovon er spricht, denn seit 2014 hat er seinen Maschinenpark bereits um zwei 5-Achs-Maschinen der High-Performance-Line erweitert - eine davon mit zusätzlicher Drehfunktion. Eine Weitere ist schon in Planung: Mit der C 400 mit HS flex-System will der Zerspanungsexperte den Schritt in die Automation gehen. Sie bekommt noch dieses Jahr ihren Platz in der Produktionshalle. 

„Vieles hat sich von selbst entwickelt“, erinnert sich Andreas Bruns, Geschäftsführer der Andreas Bruns Zerspanungstechnik GmbH. Gestartet hat er 1994 in einer Garage. Mit der Zeit entwickelte sich sein Unternehmen zu einem gefragten Hersteller von Prototypen und Kleinserien für die Automobilindustrie die Medizintechnik und den allgemeinen Maschinen- und Anlagenbau. Dank der guten Auftragslage folgte nur weniger Jahre nach der Firmengründung der Umzug in eine 400-Quadratmeter-Halle. Diese hatte Bruns für insgesamt zehn Jahre angemietet, bevor er vor elf Jahren den jetzigen Firmensitz in Isernhagen bei Hannover baute. Nicht nur die Platzverhältnisse, auch das Portfolio hat sich verändert – heute produzieren 20 Mitarbeiter auf mehr als 1.250 Quadratmetern. „Es sind hochanspruchsvolle Bauteile, die für mich den speziellen Reiz ausmachen“, erklärt Bruns. Neben den komplexen Geometrien und der hohen Präzision schätzt er auch die Herausforderung durch die schwer zu bearbeitenden Materialien wie Inconel, Titan und hochwertige Kupferlegierungen.  

Wer so hohen Anforderungen gewachsen sein will, muss einen entsprechenden Maschinenpark zur Verfügung haben. Der Blick in die Produktionshalle zeigt, dass Bruns in puncto Qualität und Präzision einem Hersteller besonders vertraut: Neben den Anlagen zum Drehen, Erodieren und Sägen stehen vier CNC-Bearbeitungszentren der Maschinenfabrik BertholdHermle AG. „Unsere erste Hermle ist rund 20 Jahre alt“, rechnet Bruns nach. „Ihre Zuverlässigkeit hat uns überzeugt.“ So investierte der Geschäftsführer 2014 in das High-Performance-Bearbeitungszentrum C 22 UP mit Palettenwechselsystem. „Und das hat sich als richtig erwiesen“, bestätigt er. Denn, wie Bruns verdeutlicht, läuft sie seit der Inbetriebnahme einwandfrei. 

Höhere Präzision und geringere Rüstzeiten

Je mehr sich das Unternehmen auf komplexe Produkte konzentrierte, desto mehr stießen etablierte Arbeitsprozesse an ihre Grenzen bezüglich der Präzision. „Erforderte ein Werkstück sowohl eine Bearbeitung auf der Dreh- als auch Fräsmaschine, riskierten wir durch das umspannen Fehler in der Maßhaltigkeit“, berichtet der Geschäftsführer. Um die Bauteile nicht mehr auf zwei separaten Maschinen bearbeiten zu müssen, entschied sich Bruns 2018 dazu, eine C 42 U MT zu kaufen. Die Mill-Turn-Version des 5-Achs-Bearbeitungszentrums verfügt zusätzlich zum Tandemantrieb der A-Achse auch über einen Torque-Motor für die C-Achse. Dieser lässt für die Drehbearbeitung bis zu 700 Kilogramm schweren Werkstücke mit maximal 800 Umdrehungen pro Minute rotieren. Im reinen Fräsbetrieb ist der Tisch sogar mit bis zu 1.400 Kilogramm belastbar. „Neben der höheren Präzision profitieren wir von der enormen Zeitersparnis und den dadurch reduzierten Rüstkosten – das schafft Kapazitäten für Neues“, erläutert Andreas Bruns. Zudem kann er nun auch Teile mit einem Durchmesser von bis zu 700 Millimetern bearbeiten. Vorher lag das Limit bei gerade mal 300 Millimetern. Aktuell fertigt er Kleinserien rotationssymmetrischer Bauteile, die im Durchmesser 400 Millimeter und in der Höhe rund 500 Millimeter messen.

Noch in der Einarbeitung

Das 5-Achs-Fräs-Drehzentrum wurde im November 2018 geliefert und in Betrieb genommen. „Hierbei lief alles perfekt“, bestätigt der Geschäftsführer. Den Umgang mit der C 22 U gewohnt, merkten die Bediener jedoch schnell, dass die Mill-Turn-Technologie mehr Einarbeitung bedarf. Zwei Spindeln wurden schon beschädigt, was dem Unternehmen gerade am Anfang besonders weh tut. „Glücklicherweise wird Hermle auch beim Servicethema seinem Ruf gerecht: Meist war schon am selben Tag der Techniker vor Ort“, erzählt Bruns. Zur schnellen Reparatur trägt auch das Konstruktionsprinzip der Spindeln bei: Die schlank bauende Werkzeugspindel ist zweigeteilt und kann schnell und einfach ausgetauscht werden. Ebenso direkt und unkompliziert hilft Hermle auch telefonisch, zum Beispiel bei Problemen mit der Programmierung. Diese findet primär in der CAD-/CAM-Abteilung des Familienunternehmens statt. Aus den STEP-Daten der Kunden programmieren die geschulten Mitarbeiter vor allem 3D-Freiform am PC. Einfachere Bearbeitungsschritte wie Bohrungen dagegen geben sie auch direkt über das Bedienpult der C 42 U MT ein.

Bruns zeigt sich optimistisch, dass nach den Anlaufschwierigkeiten die Lernkurve stark steigen wird. Mittlerweile begegnen die drei zuständigen Mitarbeiter der Maschine mit Respekt vor ihrer Sensibilität und Begeisterung für die Heidenhain-Steuerung. Je weiter die Einarbeitung voranschreitet, um so produktiver wird der Prozess an der High-Performance-Maschine.

Automation in Planung

Die Kapazitätsfrage ist wichtig für Bruns. Wie auch viele andere Unternehmen seiner Branche bemerkt er, dass es zunehmend schwieriger wird, Fachkräfte zu gewinnen. Seine Strategie ist neben der Ausbildung im eigenen Betrieb ein arbeitnehmerfreundliches Arbeitszeitmodell im Einschichtbetrieb. Um nicht an Kapazität einzubüßen, braucht er Maschinen, die zuverlässig autark laufen, auch in die Nacht hinein. Zudem denkt er auch in Richtung Automation: „Für die C 42 U MT haben wir die Automation vorbereiten lassen. Derzeit lohnt es sich für uns aber noch nicht, da wir doch immer wieder Messprozesse einfügen müssen, die auf einer separaten Maschine erfolgen. Zudem müssen wir zunächst die Handhabung voll verinnerlichen.“

Diese Vorsicht gilt allerdings nur der Fräs-Dreh-Maschine. Denn noch dieses Jahr soll eine C 400 U einziehen, die mit dem flexiblen Handlingsystem HS flex ausgestattet ist. „Die Ansprüche an die Teile, gerade bezüglich der Genauigkeit und Verfügbarkeit, sind extrem gestiegen. Da musste eine Hermle her“, begründet der Geschäftsführer die neue Investition. „Sie wird ein anderes Fräszentrum ersetzen und ebenfalls durch ihre hohe Präzision und Zuverlässigkeit punkten“, ist sich Bruns sicher.