Revolutionäre Oberflächenqualität: Kern Micro HD ermöglicht hohe

Nov 09, 2023

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Die Herstellung hochpräziser Formeinsätze mit polierten Oberflächen bildet bei Vema die entscheidende Grundlage für den Erfolg der nachgelagerten Kunststoffspritzerei. Was im Jahr 2021 noch mehrere Prozessschritte und abschließende Handarbeit erforderte, ist seit 2022 dank des High-End-Bearbeitungszentrums Kern Micro HD, ausgestattet mit einem MHT-Medienverteiler, in einer einzigen Aufspannung ohne manuelle Nacharbeit möglich.

Wenn moderne Fahrzeuge sagen „Es werde Licht“, stecken nicht selten High-End-Objektive von Vema dahinter. Denn das mittelständische Familienunternehmen produziert diese Linsen in den unterschiedlichsten Formen für führende Automobilhersteller. Darüber hinaus zählen weitere anspruchsvolle Branchen wie die Sanitär- und Medizintechnik zum großen Kundenstamm des Unternehmens mit Hauptsitz in Krauchenwies, Deutschland.

Vema ist ein Komplettanbieter, der sich bereits bei seiner Gründung vor gut 40 Jahren einigen Grundsätzen verpflichtet hat, die auch heute noch Gültigkeit haben. Werkzeugmachermeister Werner Veser, Geschäftsführer und einer der Gründer, erklärt: „Mein Gründungspartner Josef Macho und ich waren uns von Anfang an einig. Zum einen bieten wir Beratung, Werkzeug-/Formenbau und Kunststoffspritzguss aus einer Hand. Zweitens bieten wir Präzision auf höchstem Niveau. Das hat sich damals als absolut richtig erwiesen und ist bis heute ein Garant für den Erfolg unseres Unternehmens.“

Was 1982 als Zwei-Mann-Betrieb in einer Garage begann, ist heute ein Familienunternehmen mit 75 Mitarbeitern, das sich 2012 mit dem Eintritt des Gründersohns Christian Veser neu aufstellte.

Gemeinsam mit seinem Vater setzte der Wirtschaftsingenieur den Bau neuer Hallen auf der grünen Wiese um, führte digitale Prozesse ein und sorgte durch verschiedene Maßnahmen für maximale Energieeffizienz in seinem Unternehmen. „Wir haben in allen Hallen Photovoltaik installiert und nutzen die Abwärme unserer Maschinen zum Erhitzen von Wasser, um nur einige Beispiele zu nennen“, sagt Christian Veser und fügt hinzu: „Aber auch sonst investieren wir in moderne Technologien.“ So hilft beispielsweise eine Ultraschall-Reinigungsanlage dabei, die rund 600 selbstverwalteten Formwerkzeuge sauber und einsatzbereit zu halten.

Mit einer weiteren Investition erfüllte sich Werner Veser im Jahr 2022 einen lang gehegten Traum, wie er schmunzelnd erzählt: „Ich habe mir Kern-Bearbeitungszentren seit 20 Jahren auf Messen angeschaut, konnte mich aber aufgrund der Nachfrage nicht dazu durchringen, sie zu kaufen.“ genau günstige Preise. Jetzt habe ich gemeinsam mit meinem Sohn nachgerechnet und wir sind sicher, dass sich die Investition in unser High-End Fünf-Achs-Zentrum Kern Micro HD lohnt.“

Ausschlaggebend seien vor allem die äußerst hochwertigen Ergebnisse hinsichtlich Oberflächengüte und Genauigkeit, die mit dem Kern Micro HD erzielt werden könnten. Ein Beispiel verdeutlicht, warum diese Kriterien so wichtig sind. Vema produziert für führende Automobilhersteller Kunststofflinsen, die in Scheinwerfern oder anderen Beleuchtungseinheiten im Innen- und Außenbereich zum Einsatz kommen. Damit das Licht optimal ein- und austritt, sind zum einen teure Kunststoffe mit einem hohen Transmissionswert (Lichtdurchlässigkeit) von 95 Prozent nötig. Andererseits sind perfekte Oberflächen gefragt – insbesondere bei Scheinwerfergläsern.

Diese Oberflächen im Kunststoff abzubilden ist nur mit Formeinsätzen möglich, die hochpräzise sind und insbesondere in den relevanten Bereichen höchste Oberflächenqualität bieten. Eine Anforderung, die bis vor einem Jahr nur durch manuelles Polieren erfüllt werden konnte.

Mit den früheren Abläufen war der Seniorchef nie wirklich zufrieden: „Abgesehen davon, dass ich niemanden kenne, der gerne mit der Hand poliert, sind einige Stellen an unseren Formen schwer zugänglich, sodass es zunächst nicht immer gepasst hat.“ gehen." Darüber hinaus ist es beim Polieren wichtig, scharfe Polierkanten zwischen den Linsen zu erzeugen, um beim späteren Einsatz in Fahrzeugen eine perfekte Lichtverteilung zu gewährleisten. Eine weitere Herausforderung, die manchmal wiederholte Nacharbeiten erfordert. „Seitdem wir den Kern Micro HD mit dem MHT-Medienverteiler verwenden, gibt es diese Probleme nicht mehr. Jetzt kommen immer perfekte Bauteile in polierter Oberflächenqualität direkt aus der Maschine, ohne Nacharbeit. Dadurch konnten wir die Durchlaufzeiten um 20 bis 30 Prozent reduzieren – bei besserer Qualität.“

Fräsen von Elektroden und Formeinsätzen

Erhöhte Produktivität: Hartfräsen statt Erodieren und Polieren

Bevor Kern den Zuschlag erhielt, verglichen Werner Veser und sein Mitarbeiter Luca Bornhorst – ein angehender Werkzeugmachermeister – viele Lieferanten. Aber: „Niemand war in der Lage, unsere gewünschten Musterwerkstücke mit vergleichbarer Oberflächenqualität herzustellen wie Kern“, sagt Bornhorst. Auch hinsichtlich der erreichbaren Präzision ist der Micro HD einzigartig. „Nach den ersten ‚Probeaufnahmen‘ auf unseren Kunststoffspritzgussmaschinen kommt es natürlich vor, dass die Ergebnisse nicht genau passen.“ An manchen Stellen ist der Kunststoff etwas zu dünn oder zu dick. Ergo müssen einzelne Bereiche der Formen nachbearbeitet werden, um die aufwendigen Tests im Lichtlabor zu bestehen. „Wir sprechen hier von ein bis zwei Hundertstel Millimetern am Formteil. Also spannen wir die Form erneut ein und fräsen sie erneut. Mit unserem Kern geht es auf den µm genau. „Am Ende stimmt es immer hundertprozentig“, freut sich der angehende Meister.

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Stand vom 23.03.2021

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Veser fügt hinzu, dass ihm auch die Beherrschung der Maschine wichtig war. Alle Fräsmaschinen im Unternehmen verfügen über eine Heidenhain-Steuerung. Das bedeutet, dass jeder Mitarbeiter die Fräsmaschinen bedienen kann. Das bringt Planungssicherheit ins Unternehmen.

Nach zahlreichen Tests und Vergleichen stand die Entscheidung für ein Micro HD also bereits in der Endphase. Nur ein wichtiges Kriterium konnte Kern noch nicht erfüllen: die Integration des MHT-Medienverteilers. Vema hatte bereits in der Vergangenheit sehr gute Erfahrungen mit diesem Minimalmengenschmiersystem gemacht und wollte auch in Zukunft nicht auf dessen Vorteile verzichten. Neben der Erhöhung der Standzeit der Fräswerkzeuge hat der Mediumverteiler auch einen wesentlichen Einfluss auf die erreichbaren Oberflächenqualitäten. Ganz zu schweigen vom grünen Fußabdruck des Unternehmens. Denn im Werkzeugbau werden weder Emulsionen noch Bearbeitungsöle benötigt.

Grundlage des MHT-Minimalmengenschmiersystems, das technisch und physikalisch anders funktioniert als herkömmliche Minimalmengenschmiersysteme, ist ein passgenauer Düsenkörper, mit dem jeder Werkzeughalter ausgestattet ist. Eine mit 16 kleinen Luftdüsen bestückte rote Hülse rotiert während des Fräsvorgangs nicht und sorgt so dafür, dass die leicht mit Aerosolen versetzte und mit einem Druck von sechs bar ausgestoßene Luft über das gesamte Werkzeug gezogen wird und dauerhaft für optimale Schmierung und Schmierung sorgt Kühlung an allen Schnittkanten. Gleichzeitig werden alle Späne effizient abgeblasen.

Für Kern und MHT Grund genug, gemeinsam an einer Lösung zu arbeiten. Vema-Chef Werner Veser erinnert sich und ist noch immer beeindruckt von der guten Zusammenarbeit: „Beide Unternehmen sind äußerst innovativ und immer offen für neue Technologien.“ Dementsprechend verlief die gemeinsame Arbeit gut.“ Trotz einiger technischer Herausforderungen – insbesondere beim automatisierten Werkzeugwechsel – ist es den Technikern von Kern und MHT gelungen, eine Lösung zu entwickeln, die perfekt funktioniert.

Da die Kern Micro HD alle Formeinsätze sowie die benötigten Kupferelektroden in einer Aufspannung und in zuverlässiger Qualität produziert, hat die Automatisierung auch in diesem Bereich Einzug gehalten. Aufgrund der mangelnden Grundgenauigkeit und Reproduzierbarkeit der Fräsmaschinen mussten sich die Werkzeugbauer bisher immer auf das richtige Maß hinarbeiten, was mit einer entsprechend hohen Ausschussquote verbunden war. „An eine autonome Produktion war daher nicht zu denken“, bestätigt Werner Veser: „Heute ist das anders.“

Der interne Werkzeug- und Werkstückwechselschrank mit 90 Werkzeugen und 30 Werkstücken ermöglicht nicht nur die Bearbeitung komplexer Formen – teilweise mit einer Laufzeit von 60 Stunden – Tag und Nacht. Auch viele Kleinteile produziert die Micro HD im 24/7-Betrieb. Sollten die 30 Werkstückrohlinge in Zukunft nicht mehr ausreichen, ist auch hierfür eine Lösung vorbereitet. Denn das High-End-Bearbeitungszentrum verfügt bereits über eine automatische Tür, an die ein externer Werkstückwechsler einfach angedockt werden kann.

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