True greatness is T-shaped

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industrial

Wahre Grösse mit T-Profil

22 Eine wichtige Rolle spielte bei der Entscheidung auch der partnerschaftliche Umgang, den sich Metalex sogar vertraglich zusagen liess.

Das Hochtechnologie-Unternehmen Metalex erweitert sein Center for Advanced Large Manufacturing mit Starrag-Portalbearbeitungszentrum Droop+Rein T

Viele gemeinsame Nenner zeichnen die langjährige Partnerschaft des US-Herstellers Metalex Manufacturing Inc. mit der Schweizer Starrag Group aus: Beide sind Spezialisten für extrem grosse Bauteile etwa aus Aluminium, Edelstahl oder Titan für sehr anspruchsvolle Branchen. Nun will der Job-Shop aus Ohio mit der vierten Starrag-Maschine weiter wachsen: Was hat Metalex mit dem neuen 6-Achs-Portalbearbeitungszentrum der Droop+Rein-T-Baureihe vor?

»Gut Ding will Weile haben und vortreffliche Sachen werden ohne grosse Mühe und Arbeit nicht erworben.« Diesen rund 350 Jahre alten Rat des Dichters Hans Jakob Christoffel von Grimmelshausen befolgten auch die Metalex Manufacturing Inc. aus Cincinnati (Ohio) und das Bielefelder Werk der Starrag Group. Zwar wurden sie bei ihrem gemeinsamen, partnerschaftlichen Projekt unter anderem von der Corona-Pandemie ausgebremst, doch nun ging das Portalbearbeitungszentrum T 60 80 DT TT60 HR100 C im Center for Advanced Large Manufacturing, einer extra dafür gebauten Erweiterung des Hauptwerks in Form einer gigantischen Halle, in Betrieb.

Es ist eines der grössten bisher gebauten Portalbearbeitungszentren der Droop+ Rein-T-Baureihe: Diese Maschinen eignen sich dank optimaler steifer Bauweise und dank des hydrostatischen Führungskonzepts besonders zur Hochpräzisionsbearbeitung von extrem grossen Werkstücken mit komplexer Geometrie in einer Aufspannung, bei denen es auf das Einhalten von sehr engen Toleranzen ankommt. Für sie spricht laut Heiko Quack, Director Sales Large Projects aus Bielefeld, dass diese Maschinen »sehr flexibel, effizient und präzise Werkstücke aus unterschiedlichsten Materialien fünfachsig fertigen«.

Zuschlag erst nach intensivem Benchmark

Damit entsprach Starrag exakt den Wünschen des amerikanischen Kunden: Metalex suchte eine Maschine, die nicht nur die aktuellen Produktionsbedürfnisse befriedigt, sondern auch alle Anforderungen der kommenden Jahre erfüllt. Dies sind die Herausforderungen, denen Metalex sich als Lohnfertiger für qualitativ hochwertige und komplexe Bauteile und somit auch sein Maschinenlieferant stellen muss. Obwohl das Unternehmen bereits drei Starrag-Werkzeugmaschinen besass, entschied es sich erst nach intensivem Benchmark für ein Portalbearbeitungszentrum der Droop+Rein-T-Baureihe. Eine wichtige Rolle spielte bei der Entscheidung auch der partnerschaftliche Umgang, den sich Metalex sogar vertraglich zusagen liess (siehe Interview mit Heiko Quack).

Das Bearbeitungszentrum besitzt eine Z-Schieberfräseinheit mit integrierter C-Achse und einer grossen Auswahl von Fräsköpfen. Ausserdem erhielt es zwei Drehtische und Drehwerkzeughalter aus dem Produktbereich Dörries, die sich bereits seit Jahren in einer Starrag-Maschine als zuverlässige und produktive Komponenten bei Metalex bewährt haben.

Es ist XXL in Reinkultur, wie ein Blick auf die aussergewöhnlichen Abmessungen des Arbeitsraums (X: 19.000 mm; Y: 9.000 mm; Z: 3.000 mm) beweist. Hier lassen sich auch sehr grosse Werkstücke dank des enormen Platzangebots problemlos in einer Aufspannung bearbeiten. Hochflexible, fünfachsige Bearbeitung ermöglichen die beiden kontinuierlichen Universal-Gabelfräsköpfe. Sie eignen sich für die schwere Zerspanung mit bis zu 2.400 Nm Fräsmoment. Aber möglich ist auch der Einsatz von Motorfrässpindeln mit hoher Drehzahl, die sich in der Ausführung mit Frässpindelwechsel automatisch einwechseln lassen. Um noch flexibler und universeller arbeiten zu können, orderte Metalex als sechste Achse (W) einen über 5.500 mm kontinuierlich verfahrbaren Querträger.

Zwei Tische senken die Nebenzeiten

Als eigentlichen Clou der XXL-Maschine bezeichnet Verkaufsleiter Quack die spezielle Tischkonstruktion mit zwei grossen Tischen (6.000 mm × 8.000 mm): »Auf ihnen kann das Bedienpersonal getrennt voneinander arbeiten – auf einem Tisch wird ausserhalb des Arbeitsbereichs vorgerüstet oder gemessen und auf dem anderen zerspant.«

Das Bearbeiten von überlangen Werkstücken geschieht im gekoppelten Tandembetrieb, der die Tische auf 18.000 mm verlängert. Jeder Tisch besitzt zudem einen integrierten Drehtisch (Durchmesser: 6.000 mm), der dank der beiden 111-kW-Hauptantriebe auch die Drehbearbeitung von Bauteilen bis zu einem Gewicht von 200 t ermöglicht. Der Drehtisch lässt sich aber auch als C-Achse zum präzisen Positionieren beim Fräsen und Bohren nutzen. Quack ist sich daher sicher, dass diese Maschine in ihrer Multifunktionalität, ihrer Grösse und in ihrer Konfiguration einzigartig ist.

Aktuell erlaubt das System den Einsatz von Werkzeugen mit CAT-60-, CAT-50-, Capto-C8, HSK-100- oder HSK-63-Aufnahme, die den jeweiligen Bearbeitungskopf mit dem gerade benötigten Werkzeug versorgen.

»Wir haben bereits eine sehr gute Auslastung auf der neuen Maschine!«

Kevin Kummerle, CEO Metalex

Schnelles Aluminium-Fräsen mit Drehzahl 18.000 min-1

Für universelle Einsatzmöglichkeiten sorgen auch die insgesamt elf Bearbeitungsköpfe, die Metalex mit der Maschine orderte. Doch der Alltag in Ohio bewies, dass auch das bei einem flexiblen Lohnfertiger manchmal noch nicht ausreicht. Noch während der Inbetriebnahme kam die Anforderung zum Fräsen von grossen Aluminiumringen für einen Aerospace- Kunden auf. Starrag und Metalex untersuchten also die Möglichkeiten einer Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und der daraus erzielbaren Produktivitätssteigerung. Das Resultat: Nach erfolgreichen Erprobungstests lieferte und integrierte Starrag rechtzeitig zum Produktionsstart eine neue Motorspindel (18.000 min-1) für den 5-Achs-Gabelfräskopf. »Dieses Beispiel zeigt, dass ein Hersteller, der im Vorfeld selten die Möglichkeit hat, genaue Vorgaben zu machen, durch das richtige Maschinenkonzept und die enge Zusammenarbeit mit dem Maschinenlieferanten flexibel auf neue Anforderungen reagieren kann«, betont der Vertriebsleiter. »Mit der Extraspindel ist er in der Lage, einen Produktivitätssprung in der Bearbeitung dieser Ringe zu machen.«

Doch wie sieht es mit der Produktivität aus, wenn in einer Maschine mit einem Wechselsystem für zwölf Bearbeitungsköpfe plötzlich einer oder mehrere hinzukommen – steigen dann die unproduktiven Nebenzeiten? Diese Situation hat Starrag bei der Entwicklung vorhergesehen. Quack: »Das Bearbeitungszentrum besitzt ein elektronisches Verwaltungssystem für Köpfe. Ich schleuse also z. B. einen Winkelfräskopf XY aus, um ihn gegen einen Gabelfräskopf auszuwechseln. Metalex kann somit 30 Bearbeitungsköpfe vorhalten und immer die eben benötigten für einen Job reinnehmen.« Das zahlt sich nun aus, denn in Ohio sind Kopf 13 und 14 in der Diskussion.

Auf schnelles Tempo ist das Roboter-Werkzeugwechselsystem ausgelegt.

Roboter sorgt für schnellen Werkzeugwechsel

Auf schnelles Tempo ist auch das Roboter- Werkzeugwechselsystem ausgelegt: Lohnfertiger brauchen oft nicht nur Platz für viele Werkzeuge, sondern auch die Möglichkeit zum Einsatz unterschiedlichster Werkzeugsysteme. Aktuell erlaubt das System den Einsatz von Werkzeugen mit CAT-60-, CAT-50-, Capto-C8, HSK-100- oder HSK-63-Aufnahme, die den jeweiligen Bearbeitungskopf mit dem gerade benötigten Werkzeug versorgen. Skepsis ist verständlicherweise bei derartigen Grossprojekten, immerhin das grösste Invest in der Firmengeschichte, immer im Spiel: Rechnet sich die teure Investition in das Center for Advanced Large Manufacturing, für das Metalex eine riesige Halle mit extrem schwingungsarmem, 7.000 Tonnen schwerem Fundament bauen liess? Die mehrere Millionen US-Dollar teure Investition scheint sich aber gelohnt zu haben. So hörte Heiko Quack noch während der Inbetriebnahme aus den USA: »Wir haben bereits eine sehr gute Auslastung auf der neuen Maschine!« So sieht es auch Metalex-CEO Kevin Kummerle, der schon über weitere Investitionen nachdenkt.