Spanprobleme gelöst
„Unsere Spanprobleme waren schon nach dem ersten Bauteil gelöst“ , erzählt Hakan Oda, als er über den neuen Horn Supermini mit gesinterter Geometrie spricht. Oda verantwortet mit seinen Kollegen die Werkzeugtechnologie in der Zerspanung bei Endress+Hauser. Das Messtechnik-Unternehmen war einer der Testanwender, die den neuen Supermini in den Feldversuchen testen konnten. Die Feldversuche waren die ersten Meilensteine der Horn- Weiterentwicklung. „Wir konnten den Marktstart kaum abwarten, da die Werkzeuge uns viele Vorteile gebracht haben“ , so Oda.
HORN stellte dem Team von Endress+Hauser sechs Superminis mit Geometrie für die Tests zur Verfügung. Die Auswahl der Kunden für die Feldversuche erfolgt nach gewissen Anforderungen. „Wir kennen unsere Anwender und auch deren Zerspanungsprobleme. Die Auswahl fiel schnell auf Endress+Hauser“, erzählt der HORN-Anwendungstechniker Stefan Minder. In der spanenden Fertigung bei Endress+Hauser zerspant das Team hauptsächlich Werkstoffe wie 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2), 1.4435 (X2CrNiMo18-14-3) und Hastelloy (2.4819, NiMo16Cr15W).
Spanprobleme
Die zu bearbeitenden Werkstoffe haben für den Einsatz in der Messtechnik zahlreiche Vorteile. Dazu gehören beispielsweise Korrosionsbeständigkeit oder Säurebeständigkeit. Für die wirtschaftliche Zerspanung hingegen verlangen die Werkstoffe jedoch nach viel Knowhow der Anwender. Dies gilt insbesondere bei der Serienfertigung von hohen Stückzahlen. Speziell beim Ausdrehen von kleineren Durchmessern stellt sich das Problem mit langen Wirrspänen, die sich wie ein Knäuel im Einsatz um das Werkzeug wickeln. Dies schränkt die Prozesssicherheit massiv ein und führt im schlimmsten Fall zum Werkzeugbruch. Bei Endress+Hauser musste bei der automatisierten Fertigung von M-Gabeln nach jedem fünften Teil ein Stopp programmiert werden, um das Werkzeug manuell von den Spänen zu befreien. Des Weiteren beeinträchtigten die Wirrspäne die Messprozesse sowie die Greifoperationen des Roboters der Bearbeitungszelle.
Zum Einsatz kam hier bisher ein Supermini ohne Spanformgeometrie. „Das Problem mit den langen Spänen lässt sich nur mit einer Spanformgeometrie lösen. Egal, welche Qualität das Werkzeug hat, dieses Problem besteht immer“, so Minder. Schon nach dem ersten Versuch mit dem neuen Supermini mit Geometrie war das Team von Endress+Hauser begeistert. „Unsere Probleme waren sprichwörtlich mit dem ersten Knopfdruck gelöst. Die Späne vom Innenausdrehen waren keine Wirrspäne mehr, sondern kurze und lockige Späne“, erzählt Oda. Die Schnittparameter hielt das Team gleich wie bei dem Vorgängerwerkzeug. Insgesamt testeten Minder und das Team von Endress+Hauser die Werkzeuge vier Wochen lang auf verschiedenen Maschinen und Bauteilen. Bei allen Prozessen zeigte das Werkzeug sein Potenzial. „Wir hätten gerne sofort mehr Werkzeuge bestellt, aber wir mussten auf die offizielle Markteinführung warten“, so Oda.
Lange Entwicklungszeit
„Wir haben über vier Jahre intensiv an der Entwicklung des neuen Superminis gearbeitet“, sagte der HORN-CEO Matthias Rommel bei der Pressekonferenz im Rahmen der Vorstellung des neuen Werkzeugs im Juni 2024. Bei langen Wirrspänen kann eine Spanformgeometrie Abhilfe schaffen. Sie leitet und formt den Span und bringt ihn zum Bruch. Bisher kamen hierzu speziell gelaserte oder geschliffene Spanformgeometrien zum Einsatz. Dies war jedoch mit einem entsprechenden Kostenfaktor der Schneidplatte verbunden. HORN hat es mit dem neuen Supermini des Typs 105 geschafft, ein universelles Ausdrehwerkzeug mit gesinterter Spanformgeometrie zu entwickeln. Das Werkzeug bietet im Einsatz eine hohe Prozesssicherheit durch die gute Spankontrolle. Die Schneidengeometrie reicht weit in den Eckenradius der Schneidplatte. Dies stellt die Spankontrolle auch bei kleinen Zustellungen sicher. Die Geometrie lässt sich universell für verschiedene Werkstoffgruppen einsetzen und eignet sich zum Innen-, Plan-, Kopier- und Rückwärtsdrehen.
Neben der Geometrie optimierte HORN auch den Rohling der Schneidplatte mit einer höheren Steifigkeit und einem noch stabileren Schneidenbereich. Darüber hinaus wurde die Zuführung der Kühlung überarbeitet. Die neue Schneidplatte ist mit zahlreichen Klemmhaltern des Typs 105 kompatibel. HORN bietet die Schneidplatten in drei Längen (15,0 mm, 20,0 mm und 25,0 mm) und in der Sorte IG35 als Standard an. Der Eckenradius beträgt 0,2 mm. Das Werkzeug eignet sich für den Einsatz ab einem Durchmesser von 6 mm. Das breite Einsatzgebiet der Schneidplatten spiegelt sich auch in der Wirtschaftlichkeit wider. Die Kosten des neuen Superminis liegen im ähnlichen Bereich wie die Standardschneidplatte ohne Geometrie.
Passende Klemmhalter
Bei den Klemmhaltern kann der Anwender aus einer Vielzahl an unterschiedlichen Varianten die passende Lösung für seine Bearbeitung wählen. Hierzu zählen Rundschafthalter, Vierkanthalter, Schnittstellen-Klemmhalter sowie einstellbare Klemmhalter für unterschiedliche Maschinenhersteller. Bei der Klemmung der Schneidplatte bietet HORN vier verschiedene Lösungen. Die klassische Schraubenklemmung über eine Kugeldruckschraube, die Klemmung über ein Stirnspannelement sowie das Spannen über ein Abhebeelement. Für beengte Verhältnisse hat HORN darüber hinaus ein schlankes Spannsystem mit der Klemmung durch eine Überwurfmutter im Programm.
Bei der vollautomatisierten Fertigung der M-Gabeln kommt bei Endress+Hauser ein Halter mit Polygonschaft und Stirnspannelement zum Einsatz. Die M-Gabeln spielen bei den Messgeräten eine wichtige Rolle. Sie sind in Füllstandsmessgeräten verbaut. Die Gabeln ähneln einer Stimmgabel. Im Betrieb vibrieren die Gabeln in einer bestimmten Frequenz. Wenn der Füllstand in einem Tank ansteigt und die Gabeln in der Flüssigkeit stehen, ändert sich durch die Dichte des Mediums die Frequenz der Vibrationen. Somit registriert der Sensor das Erreichen des Füllstandes.
Weltweit führend
Endress+Hauser ist ein weltweit führender Anbieter von Messgeräten, Dienstleistungen und Lösungen für die industrielle Verfahrenstechnik. Das Unternehmen bietet Prozesslösungen für Durchfluss-, Füllstand-, Druck- und Temperaturmessung, für analytische Messungen sowie Messwertregistrierung und digitale Kommunikation und optimiert so Prozesse hinsichtlich wirtschaftlicher Effizienz, Sicherheit und Auswirkungen auf die Umwelt. Die Kunden von Endress+Hauser arbeiten in den unterschiedlichsten Branchen wie Chemie, Energie und Kraftwerke, Grundstoffe, Metalle und Bergbau, Lebensmittel, Life Sciences, Öl und Gas sowie Wasser/Abwasser.
Die Zusammenarbeit zwischen Endress+Hauser und HORN besteht schon seit Jahrzehnten. „Das neue Werkzeug hat uns wieder gezeigt, warum wir in unserer Fertigung auf die Werkzeuge von HORN setzen. Neben der hohen Prozesssicherheit konnten wir die Nebenzeiten verringern und darüber hinaus noch die Standzeit der Werkzeuge steigern“, erzählt Oda.
HORN Supermini
Ausdrehen, Profildrehen, Inneneinstechen, Gewindedrehen, Fasen, Axialstechen, Bohren sowie Nutstoßen: Das Werkzeugsystem Supermini lässt sich für zahlreiche Bearbeitungsoperationen anpassen und einsetzen. Zum Einsatz kommt die Vollhartmetall-Schneidplatte in der Bohrungsbearbeitung von Durchmessern ab 0,2 mm bis rund 10 mm. HORN entwickelte den Rohling des Werkzeugs als eine Tropfenform. Diese Form ermöglicht präzise und große Anlageflächen im Werkzeughalter, was eine höhere Steifigkeit des Gesamtsystems zur Folge hat. Des Weiteren verhindert die Tropfenform das Verdrehen der Schneidplatte, welches zu einer stets präzisen Lage der Spitzenhöhe des Werkzeugs führt. Bei langen Werkzeugauskragungen reduziert sie die Durchbiegungen und minimiert Vibrationen während des Drehprozesses. Je nach Einsatz und zu bearbeitendem Durchmesser bietet HORN die Schneidplatte in drei unterschiedlichen Größen (Typ 105, 109 und 110) und verschiedenen Rohlingstypen an. Alle Varianten ermöglichen eine interne Kühlmittelzufuhr direkt an die Wirkzone. Das HORN-Werkzeugportfolio enthält rund 2.500 verschiedene Standardvarianten des Supermini. Darüber hinaus löste HORN mit unzähligen Sonderlösungen die Aufgaben der Anwender.