Frezen MMC Hitachi Tool vervangen slijpproces bij Harting

Harting Applied Technologies uit Espelkamp (D) heeft voor de fabricage van materieel het slijpen met schijven vervangen door geautomatiseerd hardfrezen. Om de efficiëntie en procesbetrouwbaarheid te verhogen werden samen met MMC Hitachi Tool de freesprocessen geanalyseerd en geoptimaliseerd. Het resultaat: Een langere levensduur van het materieel, betere oppervlakken, kortere productiecycli en, in vergelijking met het slijpen, 60 procent lagere productiekosten.

“We zijn gespecialiseerd in het ontwerpen, ontwikkelen en creëren van geavanceerde spuitgietmatrijzen, pons- en buiggereedschappen en in gespecialiseerde machines en productieprocessen voor de microtechnologie”, legt Managing Director Volker Franke uit. Hij is verantwoordelijk voor de bewerkingsprocessen bij Harting. 

Verbetering voor bewerking hardmetaal

Op het gebied van frezen had Harting al een redelijk hoog niveau bereikt, maar bij de bewerking van hardmetaal was nog veel ruimte voor verbetering. Het betrof vooral de wens naar kortere productietijden, die geenszins met een verminderde standtijd betaald moest worden. Met betrekking tot de rentabiliteit van het project, rees op dit punt de kwestie om het slijpen door frezen te vervangen. Experimenten van het bedrijf hadden geen verbetering gebracht. Daarom werd contact gezocht met MMC Hitachi Tool. De procesoptimalisatie van de Japanse gereedschapsfabrikant werkt nauw samen met hun klanten aan efficiënte bewerkingsstrategieën.

Schijven

Na de bij MMC Hitachi Tool verplichte 1st-analyse, vonden daarna de eerste algemene testen plaats. Deze waren zo veelbelovend dat Harting de inzichten wilde overbrengen naar de dagelijkse praktijk. Voor dit doel werd een testproduct van een schijf geselecteerd, een met vergelijkbare geometrie maar verschillende afmetingen, die bij Harting veel wordt geproduceerd. In het verleden werden deze schijven geslepen. Deze schijf bestaat uit een hittebestendige staalvorm X38CrMoV5-1 (1.2343). Na de voorbehandeling wordt deze tot 54 HRC gehard en worden de oppervlakken van 0,2 mm tot 0,02 mm voorgeslepen en vervolgens afgewerkt tot de uiteindelijke maat. In de totale afmeting ligt de vastgestelde tolerantie voor deze oppervlakken tussen 0 mm en -0,01 mm.

Aanvankelijk vond een haalbaarheidsanalyse plaats. Tevens werden verschillende gereedschappen en snijwaarden getest, bewerkingstijden, slijtagegedrag en oppervlakken vergeleken, en keer op keer getest op een nog betere prestatie. Men begon met verschillende frezen en uiteindelijk kwam men bij de EHHR-frees (Epoch High Hard Radius). Deze werd ook getest in verschillende diameters. Al snel bleek 8 mm doorsnee ideaal te zijn voor het teststuk.

EHHR-frees

Het resultaat overtrof alle voorgaande. De EHHR is een hardmetalen frees met zes groeven van MMC Hitachi Tool. De frees heeft zijn eigen ATH-coating, is licht polygonaal en is ontworpen voor harde metaalbewerking. De diameter van de in 120 graden gezette zijkanten, lopen iets taps toe in vergelijking met de eindmessen. Dit zorgt voor een hoog verspanend volume en garandeert tegelijkertijd een lange standtijd. Samen met de zes snijkanten van het gereedschap kan men tot hoge snelheden komen en worden zo korte bewerkingstijden verkregen. De hoge snijsnelheden die mogelijk zijn met de EHHR waren volgens Harting indrukwekkend: Tot 350 m/min bij voorbewerking en meer dan 500 m/min bij nabewerking van grote onderdelen.  

In totaal waren slechts twee EHHR-frezen met een diameter van 8 mm voldoende om een complete set duwmachines tot eindafmetingen te bewerken: één voor de voorbewerking en de tweede voor de afwerking. Zelfs na de laatste schijf was het gereedschap zo weinig versleten dat het nog binnen de tolerantiegrens bleef. Men zou best meer schijven hebben kunnen frezen voordat de EHHR de tolerantie had overschreden. Dat is echter niet getest.

Vanwege de verschillende onderdelen worden op dit moment op de afdeling materieel bij Harting de EHHR gebruikt met diameters van 6, 8 en 12 mm. Tegenwoordig worden alle schijfsoorten automatisch vervaardigd volgens dit gezamenlijk ontwikkeld patroon door Harting en MMC Hitachi Tool. Voortaan zal de bewezen productiestrategie worden gebruikt bij volgende projecten en als productiestandaard worden verklaard. Ondertussen wordt Harting Applied Technologies voor meer dan 80 procent in zijn behoeften aan freesgereedschap voorzien door de Japanse gereedschapsfabrikant. Naast de kwaliteit van de tools is de competentie van MMC Hitachi Tool cruciaal voor procesontwikkeling. Deze is steeds meer van belang voor Westfalen.

60% kostenbesparing

In het kader van het door MMC Hitachi Tool speciaal voor de gereedschap- en matrijzenindustrie ontwikkelde productieconcept ‘Production 50’, werd aan het einde van het project, als testafsluiter, een rentabiliteitsberekening uitgevoerd. Deze is gebaseerd op waarden van het voormalige vlakslijpen en brengt daartegenover nauwkeurig de kosten van de nieuwe freesprocessen in kaart. Resultaat: In verhouding tot vlakslijpen levert frezen een kostenbesparing van 60 procent op. “Bovendien zijn er de aanzienlijk kortere productietijden, vallen de knelpunten weg die de productie met slijpen ondervond en wordt extra flexibiliteit bereikt door de omschakeling naar frezen. We hebben nu een doorbraak bereikt in de geautomatiseerde bewerking van hardmetaal”, zegt Dr. Volker Franke tevreden. “We zijn precies daar gekomen waar we wilden zijn met betrekking tot parallelliteit, hoekigheid, slijtage en procesbetrouwbaarheid. Qua oppervlakken en toleranties zijn we zelfs beter dan de voorwaarden, ook in vergelijking met slijpen.”