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KleinstserienfertigungAudis Vorseriencenter braucht Universalwerkzeuge

Audi Q2

In der Versuchsteilefertigung bei Audi in Ingolstadt werden anspruchsvolle Bauteile als Prototypen und in Kleinstserien hergestellt. Dabei setzen die Verantwortlichen auf VHM-Fräser von Haimer, die sich durch ihre Geometrie und Qualität für vielfältige Zerspanungsaufgaben eignen. Ihr Dämpfungs- und Rundlaufverhalten ermöglicht es, in Vergleichsfällen die Produktivität um ein Vielfaches zu steigern.

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Kantenschleifmaschine, WerkzeugmaschinenKeine Kompromisse

Lohn- und Einzelfertiger müssen sich etlichen Herausforderungen stellen: Preisdruck, globaler Wettbewerb, ständig wechselnde Kundenanfor- derungen, kurze Lieferzeiten und ein hohes Qualitätsniveau sind nur einige. Flexibilität, eine intelligente Organisation und ein moderner Maschinenpark sind daher Voraussetzungen für sie, um am Markt
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Kantenschleifmaschine: Keine Kompromisse
erfolgreich zu agieren, wie Chefredakteur Hajo Stotz am Beispiel der
Alme AG beschreibt.

„Je schwieriger der Auftrag, desto besser für uns“, formuliert Christian Tännler das Anforderungsprofil an sein Unternehmen, die Alme AG in Thurgau. Schnelligkeit, Flexibilität und Perfektion zeichnen den Schweizer Betrieb aus, den Tännler als CEO führt: Die Alme AG ist international als Lohnfertiger und Zulieferer für die Maschinenbau- und Automobilbranche tätig, meist in Form kundenindividueller Lösungen oder in Kleinserie.

Die vielen Vitrinen in der Eingangshalle zeigen einen Querschnitt der Leistungsfähigkeit des Unternehmens: vom nano-genauen Hightech-Teil für den Elementar-Teilchenbeschleuniger in Genf (PSI in Villigen) über feinstmechanische Produkte und hochkomplexe 3D-Frästeile bis hin zu Abflüssen für die Baumaschinenindustrie. „Alles ziemlich verrückte Materialien“, wie Tännler beschreibt, „und nie eine große Serie. Für Serien von mehreren tausend Teilen sind wir die Falschen.“ Gefertigt wird meist in Losgrößen zwischen eins und einhundert. Ausnahme sind Druckerwalzen, die in einer Kleinserie von 30 Stück pro Woche produziert werden. Daneben entwickeln und bauen die Thurgauer auch eigene Maschinen für die Kantenbearbeitung und Kabelentmantelung.

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„Unser Exportanteil liegt bei über 85 Prozent, und unsere Kunden sind häufig Technologieführer in ihrem Bereich, die die genaue Einhaltung von Terminen und höchste Qualität schätzen. Sie erhalten die Produkte von uns fertig montiert, geprüft und direkt zur weiteren Verwendung angeliefert“, schildert Christian Tännler die hohen Anforderungen. Diese Strategie zieht: Das Unternehmen erzielte mit 43 Mitarbeitern, davon acht Auszubildenden, in 2008 einen Umsatz von etwa sechs Millionen Euro. Zum Kundenkreis zählen Unternehmen wie Hewlett-Packard, Nipson, BMW-Sauber oder die ETH Zürich.

Der Wertschöpfungsanteil ist dabei sehr hoch: inklusive Fremdleistungen werden nur rund 30 Prozent eingekauft. „Außer der Beschichtung machen wir alles im eigenen Haus: Fräsen, Drehen, Schleifen, Härten und Brünieren. Dadurch kontrollieren wir die Qualität nicht, wir bauen sie“, beschreibt Perfektionist Tännler sein Leitmotto.

Strikte Modernisierung

2006 hatte der gelernte Feinwerktechniker das Unternehmen gemeinsam mit zwei Investoren übernommen. Um die hohen Qualitätsansprüche erfüllen zu können, wurde seitdem der Maschinenpark systematisch modernisiert und pro Jahr rund 500.000 Euro in High-Tech-Werkzeugmaschinen investiert. Die Fertigungshalle ist gefüllt mit 13 CNC-Fräsmaschinen, zwölf CNC-Drehmaschinen, darunter eine Vertikaldrehmaschine, fünf CNC- und mehrere konventionelle Rundschleifmaschinen, eine Flachschleifmaschine, fünf CNC-Drahterosionsmaschinen sowie mehreren Schweissanlagen.

Auch eine Deckel Maho 3-Achs-CNC und mehrere 5-Achs-CNC sind bei Alme im Einsatz: DMU 70 V, DMU 50T, DMU 50 Evolution und eine DMC 80 FD Duoblock. Tännler: „Die Duoblock war bisher mit rund einer Million Euro unsere grösste Maschineninvestition. Aber mit ihr können wir Teile bis 800x800 Millimeter Durchmesser bearbeiten, und mit ein paar Kniffs auch noch mehr. Damit konnten wir uns einen Auftrag sichern, den wir sonst nicht bekommen hätten.“

Dabei steht die 80 im Namen der Maschine für die Werkstückgrösse, das FD für Fräs-Drehtechnologie. Damit beherrscht die Maschine die 5-Seiten und bis 5-Achsen-Bearbeitung – dank Universal-Schwenkkopf, der als NC-gesteuerte B-Achse zwischen waagerechter und senkrechter Position stufenlos arbeitet.

Die Drehfeatures der DMC 80 FD machen sich gerade in der Komplettbearbeitung (Fräsen und Drehen in einer Aufspannung) von schweren und sperrigen Serienteilen besonders bezahlt. Die Vereinigung von Fräsen und Drehen in einer Palettenwechsler-Maschine bringt aber auch klare Vorteile in Sachen Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit. Da in einer einzigen Aufspannung komplettbearbeitet werden kann, entfällt das Risiko von Maßungenauigkeiten und Positionierproblemen.

Als Duoblock bezeichnet DMG ein Konzept, das sich durch ein eigensteifes Maschinenbett in 3-Punkt-Auflage für einfache Installation auszeichnet sowie einer ebenfalls eigensteifen massiven Rückwand mit patentierter 3-fach-Führung des X-Schlittens.

Die hohe Steifigkeit ermöglicht eine um 50 Prozent gewichtsreduzierte Konstruktion von X-Schlitten sowie Fräskopf, die wiederum die Grundlage für hohe Dynamikwerte im Prozess ist. Zudem wurde die ruhende Masse im Vergleich zur früheren Konstruktion um 100 Prozent erhöht. Das bringt eine hohe Steifigkeit des Maschinenkörpers und sorgt in Verbindung mit dem perfekten Schwingungsverhalten für exzellente Oberflächen und längere Werkzeugstandzeiten (vor allem, wenn es an schwer zerspanbare Werkstoffe geht). Fertigungsleiter Pius Kolb bestätigt: „Mit der Machine sind wir in der Lage, komplexe Fräs-, Bohr- und Drehbearbeitungen mit allen Materialien durchzuführen.“

Kleine Serien über Nacht

Neben dem bereits erwähnten Auftrag war für die Investition entscheidend, dass die Duoblock unbemannt arbeiten kann. Dazu verfügt sie bei Alme über einen 6-Paletten-Bahnhof – serienmässig hat sie einen Palettenwechsler – sowie ein Magazin mit 120 Werkzeugen. Pius Kolb: „Fünf Paletten sind geparkt, eine in Bearbeitung. So können wir auf der Maschine auch kleine Serien über Nacht mannlos bearbeiten.“ Bei den Werkzeugen setzt Alme auf Hartmetall –„damit haben wir die besten Erfahrungen gemacht“, so Fertigungsleiter Kolb. „Vor allem bei der Bohrbearbeitung wirkt es sich sehr positiv aus, dass die Duoblock über eine Innenkühlung verfügt.“ Das Werkzeugmagazin kann parallel zur Hauptzeit gerüstet werden. Damit ist ein rascher Werkstückwechsel möglich. „Die daraus resultierende Reduzierung der Rüstzeiten bringt uns natürlich einen Vorteil“, so der Fertigungsleiter.

Die CNC-Programmierung erfolgt noch überwiegend direkt an der Maschine durch den Werker. Die Duoblock ist, ebenso wie die anderen Gildemeister bei Alme mit einer Heidenhain Mill-Plus iT ausgerüstet. Merkmale der Mill-Plus sind kurze Zykluszeiten in der Abarbeitung, genaue Bewegungsführung bis zu fünf Achsen simultan sowie schnelle Reaktion an der Bedienoberfläche. Die Steuerung ermöglicht das automatische Bearbeiten unterschiedlicher Werkstücke, die in beliebiger Reihenfolge über Paletten zugeführt werden. Das passende Bearbeitungsprogramm und die entsprechende Nullpunkt-Verschiebung werden zugeordnet.

Zudem beherrscht die bedienerfreundliche Steuerung die werkstattorientierte Programmierung. „Die Bedienung der Steuerung ist einfach, auch die fünf-Achsen-Programmierung geht sehr gut an der Steuerung“, so das Urteil von Pius Kolb. „Damit sind wir sehr flexibel und schnell.“ Mehr als 80 Prozent der NC-Programme werden derzeit bei Alme noch direkt auf der Maschine programmiert.

Kolb: „Bisher war unsere Philosophie, dass jeder Maschinenbediener seine Maschinen – meist bedient er mehrere – auch programmieren können muss. Doch da denken wir gerade um und haben nun einen zentralen Programmierplatz eingerichtet.“ Als CAM-Programm setzt Alme Mastercam ein. Als Grund für die Zentralisierung nennt der Fertigungsleiter: „Die zentrale Programmierung bietet vor allem in Zeiten hoher Auslastung den Vorteil, dass der Bediener an der Maschine entlastet ist.“

Nicht nur auf Maschinen-, auch auf organisatorischer Seite hat sich das Unternehmen gut aufgestellt: seit 2007 unterstützt eine ERP-Lösung von Abas die organisatorischen Prozesse bei Alme. Betriebs- und Personaldaten werden über die BDE-Lösung Zeus von Isgus verwaltet. Jeder Auftragsschritt, auch an der FD 80 Duoblock, wird per Barcode erfasst und an das ERP-System übermittelt. „So habe ich heute die Auswertung der Auftragszeiten oder auch die Nachkalkulation heute auf Knopfdruck“, freut sich CEO Christian Tännler.

Für komplexe Aufgaben

Moderne Organisationslösungen und leistungsfähige und flexible WZM sind für ein High-Tech-Fertigungs- und Dienstleistungsunternehmen wie Alme zum Bestehen im weltweiten Wettbewerb unerlässlich. Denn gerade bei der Bearbeitung von komplexen Aufgaben in der Einzel- und Kleinserienfertigung zählt die hohe Fertigungsqualität ebenso wie die schnelle Lieferfähigkeit. Und bei beiden Kenngrößen, so die Einschätzung von Christian Tännler, „unterstützt uns die FD 80 Duoblock.“

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