Retrofit von Werkzeugmaschinen

Bei der Erweiterung der Kapazitäten bewährten sich Retrofit-Lösungen Auf die führende europäische Marktposition ihres Unternehmens, der Reifenhäuser Extrusion, sind Produktionsleiter Rolf Stockhausen und seine Mitarbeiter stolz Denn wer das Know-how zum Fertigen von Extrusions-Anlagen auf Hightech-Niveau besitzt, der kennt sich auch mit dem Bearbeiten hoch anspruchsvoller Metallwerkstoffe unter der Vorgabe 'nahe der Null-Toleranz' aus Dieses Können bieten die Troisdorfer im Bereich Lohnfertigung auch ihren Kunden anderer Maschinenbau-Branchen an So muss etwa auch eine Turbinenwelle in einer Windkraftanlage aus Spezialwerkstoff hochgenau sein Auf diese Weise vermarkten die 'Extrusioner' erfolgreich ihr Spitzen-Know-how im Bearbeiten, vom Schneiden und Biegen bis hin zum Senk- und Fadenerodieren Marktposition ihres Unternehmens, der Reifenhäuser Extrusion, sind Produktionsleiter Rolf Stockhausen und seine Mitarbeiter stolz. Denn wer das Know-how zum Fertigen von Extrusions-Anlagen auf Hightech-Niveau besitzt, der kennt sich auch mit dem Bearbeiten hoch anspruchsvoller Metallwerkstoffe unter der Vorgabe 'nahe der Null-Toleranz' aus. Dieses Können bieten die Troisdorfer im Bereich Lohnfertigung auch ihren Kunden anderer Maschinenbau-Branchen an. So muss etwa auch eine Turbinenwelle in einer Windkraftanlage aus Spezialwerkstoff hochgenau sein. Auf diese Weise vermarkten die 'Extrusioner' erfolgreich ihr Spitzen-Know-how im Bearbeiten, vom Schneiden und Biegen bis hin zum Senk- und Fadenerodieren.

Das automatische Einwechseln des Universalwinkelfräskopfes aus dem Magazin in den Stößel ergibt deutliche Zeitvorteile.

Betriebswirtschaftlich sorgt der Produktbereich Lohnfertigung von Reifenhäuser auch unter wechselnden Konjunkturbedingungen für eine gute Auslastung der Anlagen. Vom nachhaltig boomenden Markt der Windkraftanlagen können die Troisdorfer so ebenfalls sehr umfangreich profitieren.

Den Bedarf der Lohnfertigungs-Kunden und ihre Bedürfnisse gilt es schnell und proaktiv zu bedienen: Zuverlässigkeit und Termintreue sind gefragt. Sonderwünsche erfüllen die Troisdorfer dabei dank ihrer hohen Fertigungstiefe und eines eigenen Werkzeugbaus sowie ihrer Einrichtungen zum Präzisionsmessen.

Wenn es darum geht, Teile komplexer Geometrie und definierter Oberflächengüte in Losgröße 1 oder Kleinserien kurzfristig und komplett zu liefern, spielen insbesondere hochgenaue Werkzeugmaschinen und deren flexible Funktionalität eine Hauptrolle. Einer der bewährten Ausrüster in diesem bereich ist Dörries Scharmann aus Mönchengladbach. Aus diesem Hause bezog Reifenhäuser schon in den 1980er Jahren zwei Vertikaldrehmaschinen CONTUMAT VCE. Eine davon ließ er nach über zehn Jahren beim Servicebereich der DST überholen.

Die Maschinen müssen höchsten Anforderungen gerecht werden

"Hochgenau ist das A und O, aber das setzt beim Spanen hohe Steifigkeit voraus", beginnt Stockhausen die Reihe der Anforderungen an die Bearbeitungsmaschinen aufzuzählen. "Beim Schruppen erzeugen wir ein hohes Spanvolumen. Um die von Späne-Staus ausgehenden Störungen zu vermeiden, ist die optimale Spanabfuhr sehr wichtig", fährt er fort, und: "Ganz wichtig sind Lebensdauer, Wiederholgenauigkeit und Verfügbarkeit. Denn über eine Laufzeit von zehn Jahren bei dreischichtiger Auslastung kommen gut  55.000  Betriebsstunden zusammen."

Nachdem die Technikmanager in Troisdorf den Erweiterungsbedarf in eine zusätzliche leistungsfähige Drehmaschine erkannt hatten, schauten sie sich auf dem Markt der Neumaschinen um. Qualitäts- und Kostengründe, aber auch die mit 24 Monaten überaus lange Lieferzeit riefen die guten Erfahrungen mit Retrofit in Erinnerung. Denn ihre 1985 angeschaffte, zwischenzeitlich überholte Vertikaldrehmaschine des Produktbereichs Dörries hatten sie im Jahr 2002 zuvor in Mönchengladbach zum Retrofit in Auftrag gegeben.

Sie erhielten im Ergebnis eine Maschine zum Drehen, Bohren, Fräsen und Polieren, die innerhalb eines Störkreisdurchmessers von 1.600 mm beim bearbeiteten Werkstück nur maximal 2 µm vom definierten Maß abweicht. "Mit einer Gewährleistung von 24 Monaten, wobei die Garantiezeit erst nach vierwöchigem störungsfreien Dauerbetrieb beginnt, ist die Sicherheit identisch mit einem  Neukauf", ergänzt Stockhausen.

Die Technik-Verantwortlichen hatten bei der Vorbereitung der Entscheidung nicht nur das europäische Umfeld der Maschinenhersteller ergründet. Ralf Schmitz, Meister Extrusionswerkzeuge, war als Praktiker in die Entscheidung einbezogen. Er ergänzt: "Das Gesamtpaket hat bei DST gestimmt: Zuerst die guten Referenzen, dann die Leistungsvorgaben der Maschine, ihre Verfügbarkeit und vor allem der Service." Die Geschäftsleitung folgte der Empfehlung aus dem Team der Technik-Fachleute.

"Heute wissen wir, dass es eine gute Entscheidung war, DST zu wählen", blickt Stockhausen zurück. Diese Überzeugung sieht er inzwischen durch drei erfolgreiche Retrofit-Projekte bestätigt:
Die als Erweiterungsinvestition erworbene dritte Maschine suchten die Techniker auf dem internationalen Markt für Gebrauchtmaschinen und wurden dann 2007 in Belgien fündig. Die Experten vom DST-Servicebereich wickelten den Kauf dieser gebrauchten Schleifmaschine ab. Anschließend übernahm DST den Umbau in eine Drehmaschine sowie die komplette Überholung und Modernisierung.

Bis zu 72 Werkzeuge inklusive Fräsköpfe und Sonderwerkzeuge im Gesamtgewicht von 2000 kg nimmt das Tellermagazin der Vertikaldreh-BAZ VCE 2000 auf.

Damit hat sich die Produktionskapazität mit jetzt drei fast neuwertigen Drehmaschinen für große Werkstücke mehr als verdoppelt – und gewährleistet selbst bei Ausfällen die Produktionssicherheit.
Der Coex-Blasfolienkopf und Extrusionsrohrkopf nehmen im Produktionsprozess vom Kunststoffgranulat zur Folie oder zum Rohr eine qualitätsentscheidende ,Herzfunktion‘ wahr. Ihre zahlreichen Funktions-, Dicht- und Passflächen sowie unterschiedliche Bohrungen unter verschiedenen Winkeln verlangen Bearbeitungs- und Positionsgenauigkeiten im µm-Bereich.

Derartige Anforderungen können nur spezielle Vertikaldrehmaschinen  erfüllen. Sie müssen ein Grundprinzip gewährleisten: Alle spanenden Bearbeitungen am Werkstück ,Kopf‘ werden von fünf Seiten in einer Aufspannung ausgeführt. Denn jedes Umspannen erzeugt Toleranzen und birgt Fehlerrisiken.
Deshalb muss die Vertikaldrehmaschine auch in der Lage sein zu fräsen, in den erforderlichen Winkeln zu bohren und, hier bei Reifenhäuser, auch noch Polierarbeiten auszuführen. "Bezogen auf die 2 000 mm fährt die Maschine auf 2 Hundertstel Millimeter genau", berichtet der erfahrene Werker Ralf Eitelbach und beschreibt die Praxis so: "Wir hatten einen Fehler von 3 bis 5 µm in einer Bearbeitung. Da taten wir uns sehr schwer, ihn zu messen. DST hat uns sofort geholfen und die Ursache beseitigt."

Bei diesen Genauigkeitsanforderungen zeigt die Praxis, dass sich selbst geringste Schwingungen und Unregelmäßigkeiten in der Steuerung auswirken. "Auf Freiformflächen sieht das geschulte Auge oft mehr, als wir messen können", verrät der profilierte Maschinenführer.

Produktionsmeister Ralf Schmitz ergänzt: "Deshalb verfügen wir auch über eine eigene Werkzeug- und Messstation. Bestimmte Spezialwerkzeuge, mit denen wir kostengünstiger fertigen können, stellen wir selbst her. Dieses Angebot besteht auch für unsere externen Kunden. Das Gleiche gilt für das Messen in unserer sehr qualifizierten, klimatisierten Messabteilung mit modernen, professionellen Messeinrichtungen."

"Die Messabteilung verfügt über hochmoderne Ausrüstungen"

Drei Vertikaldreh-BAZ Dörries Contumat bearbeiten bei Reifenhäuser komplexe Werkstücke in hoher Genauigkeit für die eigene Unternehmensgruppe oder externe Kunden.

Sehr zufrieden sind die Troisdorfer mit dem neuen Werkzeugsystem und den damit verbundenen Zeiteinsparungen: Zum System Capto 6 gehören fünf Grundaufnahmen und unterschiedliche Drehstahlhalter. Das erfordert im Vergleich zum vorherigen System deutlich weniger Gewicht und verursacht weniger Kosten.

Einen besonders großen Fortschritt und Zeitgewinn brachte der Universalwinkelfräskopf: Statt ihn wie früher über einen Galgen in den Arbeitsraum einzuschwenken und jeweils zu montieren, wechselt ihn das System jetzt automatisch wie ein normales Werkzeug aus dem Tellermagazin in den Stößel ein. Das Werkzeugmagazin kann Werkzeuge im Gesamtgewicht von 2 000 kg aufnehmen, inklusive dem  250 kg schweren Universalwinkelfräskopf. In den 72 Plätzen finden sich Grundhalter, Winkelfräsköpfe, Zerspanwerkzeuge SK50 und die Aufnahmen Capto C6.

Aus dem Zusammenspiel höherer Steifigkeit, neuer Werkzeuge und höherer Schnittwerte resultieren sowohl bessere Oberflächengüten als auch eine höhere Produktivität. Beides macht sich in der Einzelfertigung der eigenen Teile wie in den kleinen Serien der Lohnaufträge markant bemerkbar.

Die Programmierung für die jeweils in kleiner Losgröße zu fertigenden Teile übernehmen die Fachleute bei Reifenhäuser selbst, meist an ihrem Büro-PC. Dank der Typengleichheit bis hin zu voll kompatiblen Werkzeugen sind die Programme einfach auf beide Maschinen übertragbar. Und auch auf die Programmierzeiten wirken sich die Innovationen positiv aus.

"Wir können die Programme für alle Maschinen nutzen. Früher mussten wir viele Einzelprogrammierungen vornehmen. Wir hatten keine festen Werkzeugnummern, sondern nur Platznummern. Werkzeugteller, Werkzeugmagazin, Anzahl der Werkzeuge, die Werkzeugwechsel sind jetzt für beide VCE 2000 im Programm identisch. Ich mache jetzt ein Programm für die Bearbeitung auf beiden Maschinen, wahlweise können sie dann sofort starten", steuert der Maschinenführer Ralf Eitelbach seine Erfahrungen bei.

Stockhausen fasst die wesentlichen Nutzensaspekte und Ergebnisse aus den drei Retrofit-Projekten zusammen und nennt Daten: "In lediglich einem Drittel der für Neuanschaffungen üblichen Lieferzeit hatten wir unsere Anlagen betriebsbereit, inklusive umfassenden Garantieleistungen im technisch aktuellem Stand zu geringerem Investitionsaufwand. Die für unsere Produktvielfalt nötige Flexibilität wurde erheblich erhöht. Mit der Verdoppelung der Produktionskapazität durch die identische zweite Maschine haben wir Redundanz geschaffen und Ausfallsicherheit an einer wichtigen Stelle unserer Fertigung gewonnen. Im normalen Fertigungsalltag sind die Maschinen gut ausgelastet, ob mit internen Aufgaben vom Profitcenter oder den Aufträgen externer Kunden."
Der Produktionsleiter erwähnt den bei Reifenhäuser verbindlichen Wert des Return on Investment (ROI) von kleiner vier Jahren, der selbstverständlich auch für die Vertikaldrehmaschinen gilt.

Dem Fachkräftemangel wird mit Ausbildungsmaßnahmen begegnet

Einen hohen Bedarf erkennt Stockhausen beim Fachpersonal. Intern begegnet Reifenhäuser dem Mangel an qualifizierten Zerspanern durch ein überdurchschnittliches Ausbildungs-Engagement. Den Trend bei Werkzeugmaschinen sieht er neben der Digitalisierung in immer größerer Flexibilität durch multiple Möglichkeiten des Zerspanens. Die hochpräzise zu fertigenden Werkstücke werden geometrisch komplexer. Der Hochtechnologie der Werkzeugmaschinen entspricht die Anforderung an den Bediener und seine passende Qualifikation.
Die Zusammenarbeit mit DST und die Nutzung der Dörries-Maschinen haben, so Stockhausen "eine Vertrauensbasis geschaffen: Ein Anruf, ein Ansprechpartner. Hinzu kommt die räumliche Nähe, kurze Wege für Besuche vor Ort und für Ersatzteile. Und inklusiv haben wir sowohl die theoretische Schulung als auch die praktische Einarbeitung an den Maschinen bekommen."