Dass sich ein Unternehmen einerseits universell aufstellen und gleichzeitig Spezialaufgaben mit Bravour meistern kann, beweist die Hempe GmbH aus dem niedersächsischen Wagenfeld: Mit Knowhow und einer Schnelllaufspindel hebt das Unternehmen sämtliche Geschwindigkeitsbegrenzungen auf. Dank der Zusammenarbeit mit der Unitools GmbH und der Tungaloy Germany GmbH legt SpinJet einen beachtlichen Start-Ziel-Sieg hin.
Eher idyllisch als hektisch gestaltet sich die Fahrt nach Wagenfeld, vorbei an Feldern, Gehöften und durch Alleen. Doch in der Produktionshalle der Hempe GmbH sieht es anders aus: Dort wird gedreht, gefräst, geschliffen – zum einen nach Zeichnung der Kunden aus Automobilindustrie, Pipelinefertigung oder dem Lokomotivbau. Oder für den Eigenbedarf, wenn es um die Produktion der selbst entwickelten Hochleistungsfeinstzerkleinerer für die Nahrungsmittelindustrie geht. „Für unsere Mitarbeiter macht es keinen Unterschied, ob sie nun Bauteile für die eigenen Produkte herstellen oder ob es sich um einen Kundenauftrag handelt: Sie holen stets das Beste aus Maschine und Material heraus“, erläutert Jörg Hempe, Geschäftsführer des mittelständischen Familienunternehmens mit aktuell 47 Mitarbeitern.
Um noch kürzere Lieferzeiten zu erreichen und damit noch wettbewerbsfähiger zu sein, müssen manchmal andere Wege eingeschlagen werden. Dazu Andreas Möller, Fertigungsleitung bei der Hempe GmbH: „Im Formenbau, für den wir ja auch viel arbeiten, hat sich in den vergangenen Jahren einiges verändert. Die Anforderungen sind enorm gestiegen, da müssen wir maschinen- und fertigungstechnisch immer auf dem neusten Stand sein. Das war unter anderem der Grund, weshalb wir unseren Maschinenpark mit zwei Hermle C12 aufgestockt haben, die dank ihrer Fünf-Achsen-Simultanbearbeitung, außerordentlichem Drehmoment und externer Programmierung gerade für anspruchsvolle Formteile Vorzüge bringen.“
Mehrere Stunden Erodieren
Einer der Hempe-Kunden verarbeitet beispielsweise Polyurethan-Schäume, die in speziellen Werkzeugformen in Form gebracht werden. „Weil der verwendete PU-Schaum sehr aggressiv ist, werden dafür entsprechende Werkzeugstähle verwendet. Da diese Schäume zudem schneller aushärten, muss die Luft kontinuierlich und schnell aus der Form abgeführt werden. Bei Lufteinschlüssen verändert sich die Federkonstante des Schaums, was die Qualität des Produktes verschlechtert“, so Andreas Möller.
Solange die 0,5 mm bis maximal 0,7 mm breiten Entlüftungsschlitze eine gerade Kontur mit gleicher Tiefe hatten, wurden bei Hempe kurzerhand Sägeblätter eingesetzt. Doch zunehmend wurden die Entlüftungen konturverfolgend, da blieb nur das Senkerodieren. „Bei zwölf Schlitzen kommen leicht mehrere Stunden reine Erodierzeit zusammen, was so manchen Liefertermin zur spannenden Angelegenheit machte!“, ergänzt Jörg Hempe.
Fräsen als Option
Fräsen schien den Spezialisten bei Hempe als Option einen Versuch wert. Und tatsächlich funktionierte es auch mit der Spindel der Hermle, die bis zu 18.000 U/min schaffte. „Wir passten die Schnittdaten und Vorschübe entsprechend an, doch die Ergebnisse waren durchwachsen. Fräser in den Durchmessern 0,5 bis maximal 1,0 Millimeter brauchen eigentlich höhere Drehzahlen, ab 35.000 Umdrehungen aufwärts“, weiß Andreas Möller.
Eine Maschine mit Hochleistungsspindel wäre aber tatsächlich keine Option gewesen. „Zumal sich die Komplettanschaffung schon im mittleren sechsstelligen Bereich angesiedelt hätte, die Hochleistungsspindel wesentlich empfindlicher und ausschließlich für Hochleistungsoperationen einsetzbar gewesen wäre. Dafür fehlte die Auslastung, um sie im Zweischichtbetrieb durchlaufen lassen zu können“, so Jörg Hempe.
Highspeed ist die Antwort
Da erinnerte sich Andreas Möller, von einer Schnelllaufspindel gelesen zu haben, die sich ganz einfach wie ein Werkzeug aus dem Magazin einwechseln lässt. Also sprach er Sebastian Klumpe, Technische Beratung und Vertrieb bei der Unitools GmbH aus Hagen am Teutoburger Wald, an. „Die Beziehung zwischen uns und der Firma Hempe besteht schon seit einigen Jahren. So liefern wir unter anderem Messmittel sowie Werkzeuge. Da Herr Möller etwas Kleines, Kostengünstiges und Handliches suchte, schlug ich ihm vor, doch einmal die SpinJet-Spindel von Tungaloy auszuprobieren“, so Sebastian Klumpe.
Also stellten er und Markus Feldhaus, Produktmanager Fräsen/Bohren bei der Tungaloy Germany GmbH, SpinJet vor und fuhren erste Tests damit. „Ohne zusätzlichen Anbau an der Maschine, lediglich mit dem vorhandenen Kühlmitteldruck von mindestens 20 bar und einer Volumenleistung von 15 Litern pro Minute beschleunigt die Turbine im Inneren der SpinJet-Spindel das Werkzeug – je nachdem welche der drei erhältlichen Varianten man wählt, auf bis zu 60.000 min-1“, so Markus Feldhaus. Während der Produktion wird die Spindel zusammen mit dem Werkzeug aus dem Werkzeugwechsler eingewechselt, was für die Hauptspindel eine schonende und energiesparende Pause bedeutet. Um die aktuellen Drehzahlen zu überwachen, lieferte Tungaloy auch gleich ein Drehzahl-Display mit, an das ein an der Spindel angebrachter Sender drahtlos die tatsächliche Drehzahl sendet.
Im harten Einsatz auf Herz und Nieren getestet
„Nach den erfolgreichen Tests mit der SpinJet-Spindel beobachteten wir den Prozess noch einen Monat, ehe wir uns entschieden, gleich zwei Maschinen damit auszurüsten. Seitdem sind beide Spindeln schon intensiv genutzt und auf Herz und Nieren geprüft worden“, so Andreas Möller. Neben der Performance begeistert auch der geringe Wartungsaufwand der Spindel. Um eventuell verharzte Rückstände der Emulsion zu entfernen, wird SpinJet nach längerer Nutzung kurz durchgespült. „Danach ist sie sofort wieder einsetzbar – bisher hat sie uns problemlos und ohne Ausfälle gedient“, weiß Andreas Möller.
Doch hat die Schnelllaufspindel tatsächlich den gewünschten Zeitvorteil eingefahren? Dazu Jörg Hempe: „Betrachtet man den vergleichsweise geringen Anschaffungspreis im Vergleich zu einer Hochleistungsspindel, ergibt sich aus dieser Sicht ja schon ein sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis. Noch entscheidender ist aber vielleicht, dass sich nun im Vergleich zum Erodieren alles komplett in einer Aufspannung erledigen lässt. Das schafft einen Zeitgewinn, der uns Aufträge termingerecht abarbeiten sowie besser unsere Kapazitäten verteilen lässt. Obendrein ist das qualitativ in Sachen Präzision die beste Option!“
Speedboost mit Hochdruck
Andreas Möller stellt den Vergleich zum herkömmlichen Fräsen an und kommt ebenfalls zu beeindruckenden Vorteilen: „Mit SpinJet sind wir jetzt tatsächlich in unserem Anwendungsfall 40 Prozent schneller als bisher. Zudem haben wir nun mit einer Maschine die Wahl zwischen Anwendungen, die eher ein hohes Drehmoment oder eben die hohen Drehzahlen verlangen. Für den Fall, in dem wir SpinJet einsetzen, ist das System schlichtweg fantastisch!“
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