Mensch, Maschine, Material

Ziele des Forschungsprojektes
• Algorithmen zur Zahnvorschubregelung (Bahnregelung bei Eckenfahrt)
• Hochleistungswerkzeuge
• Neue Maschinenkonzepte (hochdynamische Antriebe, Leichtbau, ...)
• Entwicklung Integralspindel (Werkzeug-Schnittstelle, Unwuchtkompensation)
• Sicherheitstechnik, Staub- und Späneproblematik
• Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen

Die hochfliegenden Phantasien der New economy sind ebenso wie die Aktienkurse in der Realität gelandet”,war sich Prof. Hans-Ulrich Paul anlässlich der Holztechnischen Tage Ende September in Rosenheim sicher. Neben der Informationstechnik seien immer noch die Faktoren Mensch, Maschine und Material wichtig, um Ziele, wie Zeiten verkürzen, Kosten senken und Qualität steigern, zu erreichen.Reduktion der Stückzeiten und -kosten. Der spanenden Hochleistungsbearbeitung nimmt sich ein Forschungsprojekt, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF, an. An dem Gemeinschaftsprojekt zur Steigerung der Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeit sind Werkzeug-, Spindel- und Maschinenhersteller sowie Möbelerzeuger und Forschungseinrichtungen beteiligt. Der finanzielle Rahmen liegt bei 3,2 Mio. DM. Das voraussichtlich 3-jährige Projekt hat diesen Monat begonnen.
Die Leitung liegt bei Homag, Schopfloch/D, berichtete Martin Gringel, Leiter der Entwicklung Stationärtechnik bei Homag. Die Anlagen werden der FH Rosenheim für Zerspanungsversuche zur Verfügung gestellt. Die daraus resultierende Erfahrung baut Homag zu Bearbeitungszentren, HSC- und 5-Achs-Technik aus.

Am Forschungsprojekt beteiligt:
• Homag, Schopfloch/D
• Benz, Haslach/D
• Leitz, Oberkochen/D
• Leuco, Horb/D
• Institut für Werkzeugmaschinen der Universität Stuttgart
• Fachhochschule Rosenheim
• Wössner, Sulz am Neckar/D
• Reichert Holztechnik, Pfalzgrafenweiler/D

Hohe Drehzahlen und -momente. „Aufgrund ihrer Vorteile kommen derzeit nur Motorspindeln zum Einsatz”, berichtet DI Christoph Zeller vom Spindelhersteller Benz, Haslach/D. Die Leistungsbereiche der Zerspanung können sie jedoch bei weitem nicht abdecken.
Bei der Bearbeitung von faserverstärkten Kunststoffen sagt man heute bereits Schnittgeschwindigkeiten von 7000 m/min voraus. Bei der HSC-Technik werden nicht nur hohe Maximaldrehzahlen, sondern auch hohe Drehmomente bei niedrigen Drehzahlen verlangt.
Der Hohlschaftkegel (HSK) hat sich bei der Holzbearbeitung durchgesetzt und ist durch den rotationssymmetrischen Aufbau besonders für hochdrehende Spindeln geeignet. Die gängige Fettschmierung der Wälzlager lässt dagegen nur geringe Drehfrequenzen zu. Besser geeignet wäre eine Ölschmierung, die allerdings wartungsintensiver ist.Kontrolle des Schwingverhaltens. „Die Neuentwicklung der integralen HSC-Spindel wird sich nicht nur auf die Steigerung der Leistungsdaten beschränken”, so Zeller. „Die Kompensation der Unwucht wird ebenso wie der Abtransport des großen Spanvolumens eine Schlüsselrolle spielen.”
Der Verringerung der Spanmengen und der effektiveren Entsorgung nimmt sich auch Leuco, Horb/D, an. Weiteres Ziel ist die Steigerung des Vorschubs beim Fräsen um 100% gegenüber den üblichen Spindeln mit 18.000 U/min, was nach ersten Erfahrungen zu Stückzeitreduzierungen um bis zu 25% führt, berichtete Dr.-Ing. Hans-Jürgen Gittel.Rundlauf entscheidend. Im Gegensatz zu Leuco arbeitet man bei Leitz mit thermischen Schrumpfspannfuttern. „Damit erzielen wir den für eine gute Oberfläche so wichtigen Rundlauf”, referierte Andreas Kisselbach von Leitz, Oberkochen/D. Das Spanen mit dem Thermo-Grip dauert nur eine Minute und ermöglicht höhere Drehmomente. Auch in Oberkochen wird an einer Lösung zur Späneabfuhr gearbeitet.Standort optimieren. Karl Wössner, Technischer Leiter vom Möbelwerk Wössner, Sulz am Neckar/D, verspricht sich vom Projektausgang kürzere Bearbeitungszeiten, höhere Produktqualität, längere Werkzeug-Standzeiten, Wegfall von Nachbearbeitungen, Flexibilität, Wirtschaftlichkeits- sowie Produktivitätssteigerung.
Erste Voruntersuchungen wurden an den Bearbeitungszentren von Wössner vorgenommen. Dabei wurde für die Dia-Fräser ein Tribos-Spannsystem von Leuco verwendet. Die Drehzahl konnte von 18.000 auf 30.000 U/min gesteigert werden. Somit ließ sich die Vorschubgeschwindigkeit längs der Faser von 15 auf 30 m/min verdoppeln und quer von 10 auf 15 m/min erhöhen.
Aus diesen Ergebnissen wird ein Pflichtenheft zur Ausrichtung der Projektaktivitäten erstellt. Im Hause Wössner erfolgen Tests zur Erprobung der HSC-Technologie für die Massivholzzerspanung. Neben einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung beteiligt sich Wössner an der Optimierung des Maschinenumfeldes und der Logistik.Innerbetrieblicher Teiletransport. Über den täglichen Umgang mit Bearbeitungszentren bei Reichert Holztechnik, Pfalzgrafenweiler/D, berichtete Mechanikermeister Jochen Nübel. Die Hauptveränderungen fanden hierbei in der Umfeldorganisation der Maschine statt, da durch die kürzeren Bearbeitungszeiten die Nebenzeiten stärker ins Gewicht fallen. Innerhalb von 2 Jahren wurden die kompletten Rollenbahnen entfernt und durch 3 unterschiedliche Transportwagentypen ersetzt.
Auch bei Reichert wurden Voruntersuchungen am Bearbeitungszentrum mit vergleichbaren Ergebnissen zu Wössner durchgeführt. Man verspricht sich vom Projekt eine Werkzeug-Standzeiterfassung, die Entwicklung von Werkzeugen für die Hochleistungsbearbeitung und eine Zahnvorschubregelung, um das Brennen bei Fräsungen im Werkstückeck zu vermeiden.