Brillant in der GFK-Zerspanung

era-contact ist Hersteller von Elektrokupplungen. Bei der Produktion erzielt das Unternehmen deutliche Prozessvorteile mit Bohrern und Fräsern aus PKD von ISCAR.

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Die PKD-Fräser von ISCAR erzielen eine hohe Abtragsrate.

era-contact, ein Unternehmen der aichele GROUP, ist ein global aufgestelltes inhabergeführtes Unternehmen. Mit 90 Jahren Erfahrung agiert es erfolgreich in den Branchen Bahn, Automotive, Baumaschinen sowie in der Mess- und Medizintechnik und im Maschinen- und Anlagenbau.

era-contact ist Weltmarktführer für elektrische Bahnkupplungen und Systemlieferant bei Produkten und Lösungen für die Segmente Kabelkonfektion, Steckverbindungs- und Kontaktsysteme. Neben dem Stammsitz in Bretten, Baden-Württemberg, betreibt das Unternehmen weitere Produktionsstandorte in den USA, in China, Tunesien und in der Türkei.

Bretten ist der zentrale Ausgangspunkt für die weltweite technische Entwicklung und Konstruktion sowie wichtiger Produktionsstandort. Die 170 Mitarbeiter der era-contact am Standort Bretten produzieren Aufträge bis zu einem mittleren Stückzahl-Segment. Hier werden unter anderem die Kontaktträger aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) für die elektrischen Kupplungen gefertigt.

Die Kontaktträger für Elektrokupplungen in der Bahnindustrie aus GFK besitzen einen Glasfaseranteil von 30 Prozent. Dies stellt hohe Anforderungen an die Zerspanung.

Die ultrastabilen und hochisolierenden Komponenten kommen in Zügen zum Einsatz. Die darin eingesetzten Kontakte fungieren als Informationsübertragungssysteme sowohl für Ethernet-Signale, für Signale rund um die Passenger-Informations-Systeme, für Steuerungs- beziehungsweise Bussignale sowie als Energieüberträger für Hochstromanwendungen.

Dabei müssen die Kontaktträger große thermische Belastungen aufnehmen und den hohen Spannungen widerstehen. Dank eines hohen Glasfaseranteils von 30 Prozent übernehmen die Komponenten diese Aufgaben problemlos.

Anspruchsvolle Bearbeitung

So widerstandsfähig die Kontaktträger sind, so anspruchsvoll ist die Bearbeitung der Bauteile. Insbesondere in der Zerspanung sind deswegen leistungsstarke Werkzeuge erforderlich. Bis dato setzten die Brettener Bohrer und Fräser aus Vollhartmetall (VHM) ein.

„Der Werkstoff ist hoch abrasiv und der starke Glasfaseranteil machte die Werkzeuge schnell stumpf. Wir hatten einen hohen Verschleiß und in Folge geringe Standzeiten“, skizziert Andreas Stehle, stellvertretender Leiter der Vorfertigung der era-contact in Bretten, die Herausforderung.

Zudem drohte durch die hohe Belastung Werkzeugbruch. „Das Material ist sehr teuer. Wenn ein Bohrer bricht, wandert das Bauteil in den Ausschuss“, sagt er. Außerdem beklagten die Zerspanungsexperten zu hohe Werkzeugkosten.

Also musste Abhilfe geschaffen werden. Produktionsleiter Robert Dost und Andreas Stehle haben schnell einen geeigneten Projektpartner gefunden. „Mit Iscar besteht eine lange und gute Kooperation. Wir haben die Werkzeuge aus Ettlingen schon seit vielen Jahren erfolgreich im Einsatz“, sagt Dost. Im Zuge dessen entstand die erfolgreiche Zusammenarbeit mit Martin Matthes, Technik und Verkauf beim ISCAR-Vertragshändler WKZ.

ISCAR hat Fräser und Bohrer (rechts) als PKD-Sonderwerkzeuge für die effiziente Bearbeitung eines Bauteils aus dem Faserverbundwerkstoff GFK bei era-contact entwickelt.

Maßgeschneidert auf die Anwendung

„Wir haben uns die Bearbeitung vor Ort angeschaut und gesehen, dass die Probleme in der Prozesssicherheit und Standzeit liegen. Da wir bereits über Erfahrungen in der GFK-Bearbeitung verfügen, haben wir eine PKD-Lösung vorgeschlagen“, schildert Martin Matthes.

Wenig später hat ISCAR in Ettlingen erste Testwerkzeuge konstruiert, die PKD-Sorte auf den Glasfaseranteil ausgesucht und die Geometrie auf das Bauteil ausgelegt. So entstanden die Fräser und Stufenbohrer als Sonderlösungen, speziell auf die Anwendung in Bretten zugeschnitten. Diese umfasst neben einem hohen Materialabtrag auch das Einbringen von bis zu 240 Bohrungen pro Bauteil. Die Bohrerspitze ist aus Voll-PKD und äußerst verschleißarm. Die Werkzeugträger sind aus Hartmetall und teilweise PKD-bestückt.

Die PKD-Stufenbohrer von ISCAR überzeugen unter anderem durch lange Standzeiten.

Diese Entwicklung hat nur wenige Wochen gedauert. Darauf folgte eine ausführliche Testphase. „Wir haben die Fräser und Bohrer optimiert, Geometrien und Verjüngungen angepasst“, sagt Martin Matthes. Darüber hinaus haben die Experten den After-Sales-Service geregelt.

Die Bohrer können nachgeschliffen werden. Dies spart deutlich Kosten. „Unsere Qualitätssicherung prüft, ob ein Nachschliff möglich ist oder ob Werkzeuge neu bestückt werden müssen. Ein Nachkauf wird dabei stets begründet“, so Matthes. era-contact setzt drei verschiedene Stufenbohrer in den Abmessungen 6,5/8/9, 7,5/10/12 und 12 x 14 Millimeter ein. Die Fräser besitzen PKD-bestückte Schneidplatten und stehen in der Variante 7,5/9/20 Millimeter sowie als Wendelschaftfräser mit 40 Millimetern Durchmesser zur Verfügung.

Mit der Leistung sehr zufrieden

Die PKD-Bohrer von ISCAR bringen die Bohrungen zuverlässig ein. Nacharbeiten sind nicht erforderlich.

era-contact ist mit der Leistung der ISCAR-Werkzeuge vollauf zufrieden. „Wir konnten die Standzeit mehr als verdoppeln und erzielen deutlich weniger Verschleiß. Das rechnet sich“, schildert Andreas Stehle. Mit den Bohrern werden Vorschübe bis 1.000 Millimeter pro Minute bei 10.000 1/min Umdrehungen gefahren, früher waren es 420 Millimeter pro Minute bei gerade einmal 2.400 1/min Umdrehungen.

Auch die Fräser liefern eine sehr gute Performance. Andreas Stehle setzt sie mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 800 mm/min und 4.400 1/min Umdrehungen ein. Damit sind sie doppelt so schnell wie die Vorgänger. Die Fräser erzielen Tiefen bis zu drei Millimeter. Die Vorfertigung spart dadurch deutlich Zeit.

Durch die PKD-Fräser von ISCAR hat era-contact die Bearbeitungszeit des anspruchsvollen Bauteils deutlich verkürzt.

Eine wichtige Rolle spielt für era-contact die Zuverlässigkeit in der Bearbeitung. Die kleinsten Fehler können zu teurem Ausschuss führen. Andreas Stehle legt ein Bauteil in den Maschinenraum, schließt die Tür und startet den Prozess. „Früher musste ich beispielsweise das Bauteil mit dem Fräser zwei Mal anfahren. Jetzt genügt ein Arbeitsgang, um die erforderliche Menge abzutragen. Das Werkzeug besitzt eine sehr hohe Stabilität“, schildert er.

Auch die Stufenbohrer haben die Zerspanungsexperten überzeugt. Das Einbringen der Bohrungen erfolgt in einem Arbeitsgang ohne Nachbearbeitung. „Die Werkzeuge erzielen auch nach dem Nachschliff sehr gute Ergebnisse mit hoher Maßhaltigkeit“, sagt Stehle. „Beim reinen Fräsen und Bohren sind wir jetzt um das Doppelte schneller.“ Darüber hinaus spart era-contact spürbar Werkzeugkosten. „Eine Sonderlösung von ISCAR ersetzt vier Standardwerkzeuge“, freut sich Robert Dost.

Partnerschaftlich im Umgang

Großen Wert legt der Produktionsleiter auf eine gute Zusammenarbeit im Projektteam. „Wir brauchen eine partnerschaftliche Kooperation, um unseren hohen Qualitätsanspruch umsetzen zu können“, meint er. Den Service von ISCAR bezeichnet er als sehr gut. Er schätzt den persönlichen Kontakt, die engagierte Beratung und die schnelle Reaktionszeit.

Martin Matthes, Technik und Verkauf beim ISCAR-Vertragshändler WKZ

„Ist zum Beispiel ein Nachschliff erforderlich, wird das Werkzeug persönlich abgeholt, in Ettlingen überprüft und schnell wieder geliefert“, schildert er und ergänzt: „Wir pflegen eine ständige Kooperation und einen offenen, ehrlichen Kontakt, der auf Teamarbeit basiert.“ Und diese Partnerschaft wird fortgeführt. ISCAR testet bereits Werkzeuge, die bei era-contact künftig einen noch anspruchsvolleren Werkstoff erfolgreich bearbeiten sollen.

Kontakt:

www.iscar.de