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Wo die Innovation ihren Höhepunkt erreicht

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Stabilität und Präzision sind für Investitionen in CNC-Maschinen bei Peak Technology von entscheidender Bedeutung. Aus diesem Grund entschied man sich für die M35 G MILLTURN von WFL zur Herstellung komplexer und ultraleichter Kohlefaserverbundwerkstoffe.

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Peak Technology wurde 2007 von Dieter Grebner gegründet. Das Unternehmen beliefert sowohl die Formel 1 als auch die Luft- und Raumfahrtindustrie mit komplexen und ultraleichten Kohlefaserverbundwerkstoffen.

Elektrifizierung der Luftfahrt und autonome Flugzeuge sind allgegenwärtige Themen auf Peak. Mit 120 Mitarbeitern, die Teile für das Flugzeug der Zukunft herstellen, fragt sich das Unternehmen schon heute, wie die Luftmobilität in 10-20 Jahren aussehen wird. Peak umhüllt Hochdruckspeicher, Sicherungskörper und Strukturbauteile für Luft- und Raumfahrtprojekte mit Kohlefasern.

Peak versteht sich als Hersteller, denn die Faserverbundtechnologie beinhaltet viele komplexe manuelle Prozesse. Das Unternehmen verbindet traditionelle Handwerkskunst mit Hightech-Fertigung. Seit 2019 setzt Peak für die CNC-Fertigung eine M35 G MILLTURN von WFL ein. Zuvor mussten die Teile separat auf Dreh- und Fräsmaschinen bearbeitet werden.

"Wir wollten das Be- und Entladen auf ein absolutes Minimum reduzieren und die Fertigungsplanung vereinfachen", beginnt Matthias Lechner, Geschäftsführer Technik. "Außerdem haben unsere Kunden hohe Anforderungen an die Toleranzen und wir müssten uns für eine Komplettbearbeitung mit möglichst wenigen Aufspannungen entscheiden, um ihren Anforderungen gerecht zu werden

Freiformflächen mit Toleranzen von etwa 0,005 mm müssen zuverlässig eingehalten werden. Diese Vorgaben erfordern eine Klimatisierung des gesamten Produktionsbereiches sowie eine hochwertige Messtechnik. Die Losgrößen der einzelnen Aufträge variieren zwischen 10-30 Teilen.

"Unsere Kunden verlangen eine Just-in-time-Lieferung. Sie wollen nicht alle Teile auf einmal erhalten. Aus diesem Grund wird selbst bei Serien von 10 Teilen jede Woche nur ein einziges Teil auf einmal gefertigt. Gegenwärtig fertigen wir mit dem MILLTURN 10-15 verschiedene Teile, und die Zahl steigt täglich

Christian Brunner, Teamleiter der Abteilung Zerspanung, fügt hinzu: "Bei Peak Technology bearbeiten wir metallische Werkstoffe wie Titan, hochfeste Stähle und Aluminium sowie Bauteile aus Kohlefaser. Das wäre so viel einfacher, wenn wir nur ein MILLTURN hätten"

Die Zeit war gekommen, als das Unternehmen 2018 expandierte. Lechner erinnert sich gut daran: "Wir haben alle Wettbewerber auf dem Markt in ihren Fabriken besucht. Was uns an der MILLTURN am besten gefiel, war die schräge Bettkonstruktion und das massive Gussbett; eine sehr steife Maschine. Schließlich war für uns auch die Nähe zur WFL wichtig. Wir wollten nicht mit Händlern zusammenarbeiten, wie es viele andere internationale Unternehmen tun"

Brunner und Lechner sind sich einig: "Da wir sehr kleine Werkzeuge verwenden, ist eine Spindeldrehzahl von 16.000min-1 entscheidend. Die Standardausführung mit 12.000min-1 war nicht ausreichend. Glücklicherweise testete WFL bereits seit einiger Zeit eine Gegenspindelversion mit 16.000min-1, und einer ihrer Kunden hatte diese ebenfalls erfolgreich implementiert. Geschwindigkeit in Kombination mit hoher Stabilität und Präzision ist für uns eigentlich viel wichtiger als Bearbeitungsvolumen und Leistung"

Für Bauteile mit sehr kleinen Radien werden winzige Kugelfräser eingesetzt. Die Teile werden in einem Dreibackenfutter mit Backenschnellwechsel gespannt. Zur Prüfung wird derzeit ein Hainbuch-Spannsystem eingesetzt, das im Kraftspannfutter eingespannt ist. Teilweise werden die Werkstücke mittels eines Spanndorns innen gespannt. Sind die Werkstücke im Spannfutter eingespannt, sind die Spanndrücke frei programmierbar und können in kleinen Schritten während einer Aufspannung NC-gesteuert eingestellt werden. Ein Öffnen des Futters beim programmgesteuerten Einstellen des Drucks ist nicht erforderlich. Alle oben genannten Merkmale sind für die Fertigung dünnwandiger Werkstücke entscheidend.

"Wir sammeln jeden Tag mehr und mehr Erfahrungen", sagt Lechner. "Auch wenn wir viel über das 5-Achs-Fräsen wissen, müssen wir uns langsam an die neuen Möglichkeiten herantasten, die uns unsere Fräsbearbeitung immer wieder zeigt. Das ist eine ganz andere Dimension der Komplexität. Wir fräsen kontinuierlich in fünf Achsen auf der MILLTURN. Sie liefert exakte Ergebnisse, und wir sind sehr zufrieden"

Die Software im Visier

Doch zuvor gab es für WFL eine harte Nuss zu knacken: Der Nullpunkt im CAM-System und die Ist-Position in der Maschine sollten mittels Form Inspect von M&H automatisch verglichen werden. Ein Messtaster misst die Abmessungen des eingespannten Rohteils. Durch den Einsatz einer speziellen Softwarelösung kann so der Bearbeitungsnullpunkt entsprechend der Ist-Position des Rohteils direkt an der Steuerung korrigiert werden. Entspricht die Lage oder Form des Rohteils nicht exakt dem CAD, wird mittels einer Best-Fit-Berechnung die Idealposition ermittelt und das Koordinatensystem des CNC-Programms in die Idealposition verschoben oder gedreht, um ein konstantes Aufmass des gesamten Rohteils zu erreichen. Dies wiederum gewährleistet konstante Bearbeitungszugaben und kontinuierliche Schnittbedingungen während des gesamten Bearbeitungsprozesses. WFL und M&H arbeiteten bei der Anpassung des Systems eng zusammen. Es wurde anschließend von WFL gründlich getestet und ist unmittelbar nach der Auslieferung der Maschine voll funktionsfähig. Peak setzt auf seiner MILLTURN das Werkzeugsystem Capto C6 ein. Auch hier war die Stabilität der Schlüsselfaktor.

"Wir sprachen mit verschiedenen Branchenexperten und stellten fest, dass Capto unsere Anforderungen voll und ganz erfüllt", sagt Lechner über die genaue Analyse, die im Vorfeld der Investition durchgeführt wurde.

Die Werkzeuge werden mit Hilfe einer Voreinstellvorrichtung eingestellt. Die Werkzeugdaten werden auf einem Chip im Werkzeug selbst gespeichert. Beim Laden des Werkzeugs in die Maschine werden die Daten automatisch an die Steuerung übertragen und in der Werkzeugverwaltung gespeichert. Ziel von Peak ist es, alle Werkzeuge, die sie zur Bearbeitung ihrer Aufträge benötigen, in der Maschine zu belassen. Das aktuelle Werkzeugmagazin der M35 G MILLTURN umfasst 120 Werkzeugstationen und verfügt über genügend freie Plätze für Zwillingswerkzeuge.

Es dreht sich alles um Präzision

Die Maschine verfügt über Glasmaßstäbe in allen Linearachsen. Obwohl die MILLTURN bei der Abnahme innerhalb aller Toleranzwerte lag, verlangte Peak immer noch nach mehr Präzision, und die Experten von WFL sorgten dafür, dass jedes Mikron herausgerissen wurde.

Darüber hinaus wurde die Maschine mit einem speziellen Absaugsystem ausgestattet, das zur Absaugung von Ölnebel sowie des Staubes dient, der bei der Bearbeitung von Kohlefaserbauteilen entsteht.

Alle Maschinen sind mit dem ERP-System verbunden und übermitteln Laufzeiten sowie Ausfallzeiten in Echtzeit. Peak setzt die IoT-Lösung MindSphere von Siemens ein. Sie ermöglicht WFL auf Anfrage von Peak die Analyse von Sensordaten, wie zum Beispiel die Temperatur der Fräseinheit. So kann WFL frühzeitig auf mögliche zukünftige Serviceanforderungen reagieren.

Peak verlangt, dass alle CNC-Maschinen mit CAM-Systemen programmierbar sein sollten. Die Programmierung erfolgt mit dem CAD/CAM-System hyperMill. Komplexe Teile erfordern zwei bis drei Tage Programmieraufwand, während einfachere Teile innerhalb von Stunden gefertigt werden können. Darüber hinaus wird die Softwarelösung CrashGuard Studio von WFL für verschiedene Simulationen vor der Bearbeitung und insbesondere für die Simulation der Übergabe des Werkstücks an die Gegenspindel eingesetzt, da dies mit CAD/CAM-Systemen noch nicht möglich ist.

Peaks nutzt auch das Antikollisionssystem CrashGuard von WFL, um die Maschine, wertvolle Komponenten und Werkzeuge zu schützen. Die Fertigungsexperten von Peak erklären einstimmig: "CrashGuard ist angesichts unserer Anforderungen unverzichtbar. Die Investition zahlt sich bereits aus, wenn die Software eine Kollision verhindert"

www.peaktechnology.at

www.wfl.at

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