Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH hat sich auf werksstoffspezifische Werkzeuge spezialisiert. Zu seinen Spezialgebieten zählt die Optimierung von Bearbeitungsprozessen, insbesondere im Bereich der Verbundwerkstoffe. Geschäftsführer Ralph Hufschmied ist fasziniert von der theoretisch so viel größeren Agilität der Maschinen. Er erläutert: „Unsere Kompetenz ist die Hochleistungszerspanung. Heute bieten wir Spezialwerkzeuge für Kunden aus den Bereichen Automotive, Aerospace, Kunststoff- und Formenbau oder Zahnmedizin. Dabei zeigen unsere Werkzeugkataloge nur Beispiele. Über 80 Prozent der von uns ausgelieferten Werkzeuge sind prozess- und werkstückspezifische Varianten. Im Kern bieten wir unseren Kunden keine Werkzeuge, sondern Zeiteinsparungen. Dafür analysiert unsere Engineering-Abteilung den gesamten Prozess – Programmierung, Maschineneinstellungen und -optionen, Werkzeug, Werkstück –, entwickelt Optimierungen, testet diese und implementiert sie beim Kunden.“

Maschinen ausreizen

Aus Sicherheitsgründen wird Anwendern oft nicht gestattet, die Vorschubgeschwindigkeit beliebig an die Grenzen zu legen. Die Maschinenhersteller verhindern dadurch beispielsweise Schäden an der Spindel durch zu große Vibrationen, die sich aufschwingen könnten. Aus Kenntnis der Prozesse und Werkstücke sieht man bei Hufschmied aber, was möglich und trotzdem sicher wäre. In Kooperation mit verschiedenen Maschinenherstellern und Siemens als Steuerungshersteller eröffnet Hufschmied die Möglichkeit, Vorschübe jenseits der normalen Grenzen zu fahren. Auch im CAD/CAM werden diese geänderten Parameter hinterlegt, damit die Software für Simulationen die geänderten Parameter kennt. 

Dadurch, dass sich Hufschmied von den Maschinen- und Steuerungsherstellern einen größeren Spielraum holt, werden sehr individuelle Prozesse möglich, bei denen Größen wie Vorschub, Spindeldrehzahlen, Genauigkeiten, Dynamik- und Ruckwerte, Anstellwinkel und Werkzeuggeometrien exakt aufeinander abgestimmt werden. Die gesamte Prozesskette wird bei Hufschmied getestet, für den Formenbau beispielsweise an einer fünfachsigen EiMa Gamma S Hochportalmaschine, ausgestattet mit Sinumerik 840D sl und Multi-Touch-Panel. Hiermit kann speziell die Trockenbearbeitung von Faserverbundstoffen getestet werden. Beim Entgraten sowie beim Schruppen in Kunststoffen oder bei der Oberflächennachbearbeitung von additiv gefertigten Werkstücken für das Rapid Prototyping lassen sich so deutlich höhere Vorschubgeschwindigkeiten realisieren – ohne negative Folgen bei Maßhaltigkeit und Oberflächengüte oder an der Maschine.

Bis zu 80 Prozent Zeitersparnis

Was in Zusammenarbeit mit einzelnen Maschinen- und Steuerungsherstellern entwickelt wurde, kann tatsächlich mit jeder CNC-Maschine realisiert werden. Man nutzt nicht die vorgegeben Zyklen und Steuerungseinstellungen, sondern programmiert einen eigenen Werkzeugweg mit hohem Vorschub im CAM und optimiert die Maschinengrundeinstellungen. Dabei nutzt man ein High Speed Setting: Man erlaubt der Maschine, die Geometrie innerhalb von gewissen Grenzen zu „verletzen“, um schneller zu sein, gleichzeitig muss man natürlich entgegenwirken und die Maschine so programmieren, dass tatsächlich so wenig Geometrieabweichungen wie möglich dabei entstehen. Bis zu 80 Prozent Zeitersparnis sind mit dieser Methode möglich.

High-Speed-Cutting

Die individuelle Nutzung von Maschinen jenseits der üblichen Sicherheitsgrenzen erlaubt zugleich sehr spezielle Werkzeuge. Ein Beispiel sind die Graftor Kugel- und Torusfräser, die das Schruppen und Schlichten von Graphit bei der Elektrodenfertigung sowie die Bearbeitung von Werkstücken im Werkzeug-, Formen- und Modellbau in einem Arbeitsgang kombinieren. Mit dem Graftor können Vorschubgeschwindigkeiten bis zu 80 m/min erreicht werden.

„Unsere Kunden profitieren von unserer Erfahrung und der engen Kooperation mit Maschinenherstellern und Siemens. Nur das erlaubt uns die erforderlichen tiefen Eingriffe in Einstellungen und Prozesse. Zudem arbeiten wir mit Universitäten bei der Forschung und Entwicklung im Bereich High-Speed-Cutting zusammen. Optimiert man die gesamte Prozesskette, lassen sich dramatische Effizienzgewinne realisieren, wie das Beispiel eines Kunden zeigt: Früher hat er acht Tage bis zum fertigen Modell gebraucht, nun produziert er es nach mehreren Optimierungsprojekten in etwas mehr als acht Stunden“, berichtet