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Schneller Feinschneiden

Oktober 2014 — Feinschneiden ist bei der Etampa AG eine Frage der Überzeugung. Das ausgefeilte Verfahren liefert Teile mit einem hohen Glattschnittanteil, bei dem herkömmliche Stanzteile nicht mithalten können. Und das jetzt mit einer deutlich höheren Ausbringung als bisher.

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Stanzen oder Feinschneiden? Nicht selten stellt sich vor Produktionsstart genau diese Frage. Als Faustregel gilt dabei: je dicker das verwendete Material, desto größere Kräfte werden beim Pressen benötigt. Und immer dann, wenn die Schnittflächen besondere Anforderungen erfüllen müssen, wenn der Glattschnittanteil hoch ist oder wenn die Schnittkanten gleichzeitig Funktionsflächen sind, dann kommt das Feinschneiden zum Zuge. Das Resultat sind äußerst rechtwinklige Schnitte und Glattschnittanteile bis zu 100 Prozent; dank der hohen Form- und Maßgenauigkeit können weitere Bearbeitungsschritte wie beispielsweise das Entgraten oder Schleifen teilweise komplett entfallen.

Und noch eines ist wichtig: während bis vor einiger Zeit noch die Rede davon war, dass der Stanzprozess grundsätzlich schneller von statten geht als das Feinschneiden, belehrt uns die XFT 2500 Speed Feinschneidepresse von Feintool eines Besseren. Der schweizerische Präzisionshersteller fürs Stanzen und Feinschneiden, die Etampa AG, hat die neue Maschine ausprobiert. Und ist zum Überzeugungstäter geworden.


Das Beste aus zwei Welten

Die neue Maschine nutzt sowohl das flexible Verfahrensprofil hydraulischer Pressen als auch die hohe Arbeitsgeschwindigkeit mechanischer Pressen. Beide Pressenbauarten haben ihre eigenen Charakteristika: Mechanische Pressen sind zwar sehr schnell, arbeiten aber mit einem weitgehend starren Geschwindigkeitsprofil; die Positionen der oberen und unteren Totpunkte des Kniehebels sind darüber hinaus nicht veränderbar. Das bedeutet, dass sie nur über einen kleinen Wirkbereich für die Umformung verfügen. Bei hydraulischen Pressen wiederum besteht zwar die Möglichkeit, das Geschwindigkeitsprofil und den Wirkbereich flexibler einzustellen, nachteilig ist jedoch ihre sehr ungünstige Energiebilanz. Im Gegensatz dazu punktet die frei programmierbare Stößelbewegung der servomechanischen Feinschneidpresse sowohl mit einem großen Maß an Flexibilität als auch mit einer günstigen Energiebilanz.


Investition in Spitzentechnologie

Walter Sahli, Vice President of the Board des Traditionsunternehmens: „Diese Presse tut sehr viel für uns. Mit ihr können wir mehrere Produktionsschritte verbinden, die vorher in separaten Arbeitsgängen erledigt werden mussten. Uns als Präzisionshersteller ist es wichtig, in Spitzentechnologie zu investieren, denn nur so können wir unseren Kunden verlässlich technologisch führende Produkte zusichern.“

Begeistert habe die hohe Flexibilität der Maschine, die kurzen Umrüstzeiten, die extrem hohe Energieeffizienz, die maximale Prozess-Sicherheit und nicht zuletzt die hohe Lebenserwartung der Werkzeuge. „Alles Garanten für eine hohe und qualitativ gleichbleibend gute Produktionstaktrate“, so Sahli weiter.


Ausgeklügeltes Energie-Management

Jürg Ochsenbein, Projektleiter Pressenentwicklung bei Feintool, erläutert das kluge Energie-Management: „Der Energieverbrauch der Maschine liegt deutlich niedriger als bei vergleichbaren Modellen anderer Bauart, auch wenn während der kurzen Zeitspanne des Feinschneide- und Umformprozesses viel Energie benötigt wird. Die Maschine verbraucht in jeder Phase des Hubes nur genau die Energie, die für den jeweiligen Vorgang erforderlich ist. Dabei spielen die beiden Torquemotoren eine wichtige Rolle, das sind spezielle Servomotoren, die sich durch hohe Drehmomente und tiefe Nenndrehzahlen auszeichnen. Sie arbeiten mit einem hohen Wirkungsgrad und einer sehr hohen Dynamik.“

Zur Abdeckung der Spitzenlast verfüge die Presse über elektrische Speicher, was die Belastung des kundenseitigen Werksnetzes durch Stromspitzen deutlich reduziere. „Der elektrische Speicher dient der Energie-Rückgewinnung, die fällt immer dann an, wenn die Geschwindigkeit reduziert oder die Maschine gestoppt wird, und wenn der Stößel vom oberen zum unteren Totpunkt zurückläuft. Beim Feinschneiden wird dann genau diese Energie aus dem Zwischenspeicher genutzt.“ Ein weiterer Grund für die vergleichsweise niedrige Anschlussleistung seien die geringeren mechanischen Verlustleistungen durch den Wegfall der hydraulischen Kupplungs-Bremskombination und der Einsatz von effizienten Planetengetrieben.


Flexible Bewegungsabläufe

Roland Wyder, Application Engineer im Hause Etampa, ist vom Servo-Antrieb der neuen Feinschneid-Presse überzeugt: „Der Servo-Antrieb bedeutet unter anderem, dass wir die Prozess- und Bewegungsabläufe im Werkzeug wesentlich besser definieren können, die Hub-Bewegungen sind flexibel programmierbar.“ So gebe es je nach Werkzeug und je nach Anforderung an das zu fertigende Teil innerhalb eines Hubes unterschiedliche, optimale Geschwindigkeiten für die einzelnen Stößelweg-Abschnitte, die mit höchster Präzision auf zwei Millisekunden genau eingestellt werden können: „Es gibt die Öffnungs- und die Schließgeschwindigkeit und die Tast- und die Schnitt- oder Arbeitsgeschwindigkeit.

Das Öffnen zum Ausräumen der fertigen Teile geschieht im optimalen Fall so schnell wie möglich, beim Tasten hingegen stellt man die Geschwindigkeit so ein, dass die Maschine immer noch abgebremst werden könnte. Das ist immer dann wichtig, wenn die Sensoren feststellen sollten, dass irgendwo im Werkzeug noch Teile oder Abfälle festhängen; das Tasten dient ja schließlich der Bruchsicherung des Werkzeuges. Diese Flexibilität ist bei mechanischen Maschinen älterer Generationen nicht gegeben, da ist die Stößeldynamiküber den Kniehebelantrieb vordefiniert.“


Maschinengebundene Räumkonzepte

Darüber hinaus biete die Maschine insgesamt mehr Platz für die Werkzeuge, da der Werkzeug-Einbauraum im Vergleich zum Vorgängermodell vergrößert worden sei – einer der Gründe dafür, dass von Grund auf neue Werkzeuge erdacht und auch realisiert werden können, so Wyder. Ebenso erwähnenswert ist das maschinengebundene Räumkonzept: „Das unterstützt unter anderem Out-of-Strip-Operationen. Dabei kann das ausgeschnittene Teil außerhalb vom Streifen zum Beispiel geprägt, gebogen oder einfach lageorientiert abgelegt werden. Anders als beim Ausblasen, das für ganz kleine Teile noch immer die effizienteste Methode ist, wird beim mechanischen Ausräumen ohne Druckluft und mit weniger Lärm gearbeitet.

Die Ausbringung erfolgt damit wesentlich teileschonender. Da nur die Räumschaufeln individuell für die jeweiligen Werkzeuge konzipiert und konstruiert werden, bleibt das Räumkonzept in jedem Fall kostengünstig.“


Höhere Hubzahlen müssen zur Produktionsumgebung passen

Und wie fällt das Fazit nach gut einem halben Jahr Arbeit mit der neuen Maschine aus? Sahli: „Bestens. Wir sind sehr zufrieden und wir lernen sehr viel dazu. So kommt es bei der Produktion nicht nur auf höhere Hubzahlen an, sondern auch darauf, dass die Produktionsumgebung zur Geschwindigkeit der Maschine passt.

Höhere Produktionsgeschwindigkeiten bringen immer auch größere Bandschwingungen mit sich, und die wiederum können bewirken, dass der Streifen unruhig läuft. Dies muss dann mit bestimmten Dämpfungselementen wieder ausgeglichen werden.“ Wichtig sei auch, dass die gesamte Teilelogistik rund um den Produktionsprozess funktioniere: „Wenn ich schneller produziere, müssen beispielsweise auch die internen Transportzyklen für die fertigen Teile angepasst werden, damit kein Rückstau entsteht.“ Wichtig sei auch die Erkenntnis gewesen, dass es trotz höherer Produktionsgeschwindigkeiten nicht notwendigerweise mehr Coil-Wechsel gebe: „Wir verbrauchen zwar mehr Material, dafür sind die Coils an sich aber auch deutlich größer als vorher.“ Derzeit werden pro Jahr bis zu ca. 1500 Tonnen Stahllegierung verarbeitet, Tendenz steigend. „Für die Zukunft sind wir mit unserer neuen Maschine bestens gerüstet“, freut sich Sahli.


Auf ganzer Linie überzeugt

Etampa, bereits seit vielen Jahrzehnten zufriedener Feintool-Kunde, ist die Entscheidung für die neue Maschine trotz der hohen Investitionskosten nicht schwer gefallen. Sahli: „Von der ersten Anschaffungsüberlegung bis zur tatsächlichen Bestellung waren es nur rund 4 Monate, bis zur Auslieferung hat es dann nochmals rund 5 Monate gedauert.“ Die Abnahme der Maschine sei nur 3 Wochen nach Anlieferung erfolgt: „Dabei wurden alle Funktionen gemäß Pflichtenheft geprüft, es wurden Performance-Tests gemacht, mehrere Produktionen wurden in Echtzeit angefahren. Das Ergebnis hat auf ganzer Linie überzeugt.“

Ute Zimmermann

Etampa ag

2540 Grenchen/Schweiz

Tel: +41 32 644 21

http://www.etampa.ch

Feintool Technologie AG

3250 Lyss/Schweiz

Tel.: +41 32 387 51 11

http://www.feintool.com

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