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Stimmiges Gesamtkonzept

: Alzmetall


Die Implantierung neuer, zukunftsweisender Technologien ist ein wesentliches Kriterium für die Wettbewerbsfähigkeit. Deshalb hat die Krenhof AG den Werkzeugbau strategisch neu ausgerichtet und in die Fräs-Drehtechnologie für die Fertigung der hochgenauen Formen und Werkzeugeinsätze investiert. Mit der GS 1200/5-FDT von Alzmetall hat sich die steirische Gesenkschmiede für ein Bearbeitungszentrum entschieden, das sowohl eine dynamische 5-Achs-Bearbeitung als auch eine vollständige Drehbearbeitung ermöglicht. Autor: Ing. Robert Fraunberger / x-technik

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Das Fräs-Drehzentrum GS 1200/5-FDT von Alzmetall steht im Zentrum der strategischen Ausrichtung des Werkzeugbaus von Krenhof.

Das Fräs-Drehzentrum GS 1200/5-FDT von Alzmetall steht im Zentrum der strategischen...

Die steirische Krenhof AG hat sich auf die Herstellung komplexer Schmiedeteile aus Stahl spezialisiert. „Wir sind ein Produzent von qualitativ hochwertigen Gesenkschmiedeteilen. Konkret heißt das Endkonturnähe und möglichst geringe Streuungen bei Maßen, beim Gefüge und schließlich beim Liefertermin der Schmiedeteile“, fasst Franz Krammer, Leitung Werkzeugbau und Lehrlingsausbildung, die Tätigkeiten der Krenhof AG zusammen. Die in Familienbesitz befindliche Aktiengesellschaft beschäftigt rund 300 Mitarbeiter.

Die 0,2 bis 8,0 kg schweren Bauteile mit einer maximalen Dimension von Ø 250 mm, einer Länge von 400 mm und einer Höhe von 160 mm werden in Mittelserien von 2.000 bis 500.000 Stück auftragsbezogen produziert. In Summe verlassen 15 Millionen Schmiedeteile pro Jahr, bei einem Materialeinsatz von 26.000 t Stahl, die beiden Werke in Köflach.

Langjährige Erfahrung im Schmiedeprozess

„Schmiedeteile bieten die beste Dauerfestigkeit und können bei hoch beanspruchten Bauteilen Sicherheit und Gewichtsersparnis bringen“, erklärt Krammer. Die Schmiedetemperatur liegt, abhängig vom Material, zwischen 1.000 und 1.200 °C. Bei diesen Temperaturen wird Stahl plastisch verformbar und letztlich mittels unterschiedlicher Pressen – je nach Geometrie und Material sind das Exzenterpressen, Spindelpressen oder Schmiedehämmer – mit mehr oder weniger Umformschritten in die entsprechende Form gebracht.

„Um hochqualitative Bauteile herstellen zu können, ist beginnend bei der Konstruktion über den Werkzeugbau,
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Der Drehtisch mit einer Aufspannfläche von Ø 1.200 x 1.000 mm bietet eine Drehzahl von 560 min-1 bei einer Tischbelastung von maximal 2.500 kg.

Der Drehtisch mit einer Aufspannfläche von Ø 1.200 x 1.000 mm bietet eine...

den Schmiedeprozess, der Wärmebehandlung bis hin zum Qualitätsmanagement langjährige Erfahrung nötig“, so Krammer weiter. Speziell eine entsprechende Wärmebehandlung ist neben der Geometrie das zweite wesentliche Kriterium für ein hochwertiges Gesenkschmiedeteil.

Die Kunden der Steirer kommen vor allem aus dem Umfeld der Automobilindustrie. „Beispielsweise ist jeder Allrad-PKW von BMW mit Teilen von Krenhof ausgestattet. Wir schmieden aber auch für die Bauindustrie, Kettenindustrie, Landmaschinen, Eisenbahn und den Maschinenbau“, weiß Krammer. Rund drei bis fünf Prozent vom Umsatz wird noch mit den ursprünglichen Handwerkzeugen Made in Austria erwirtschaftet. Diese Tradition reicht bis zur ersten Nennung als Huf- und Nagelhammerschiede ins Jahr 1692 zurück.

Werkzeugbau als Basis

99 Prozent der Formen und Werkzeugsätze fertigt man bei Krenhof selbst. Der hauseigene Werkzeugbau beschäftigt alleine 40 Mitarbeiter und sichert die nötige Flexibilität für einen wirtschaftlichen Schmiedebetrieb. Ein moderner Maschinenpark mit verschiedenen CNC- und HSC-Maschinen sichert letztendlich auch die Präzision am Schmiedeteil.

Die Genauigkeiten der gefertigten Werkzeuge liegen im Hundertstel-Bereich – am fertigen Bauteil im Zehntel-Bereich. „Das sind für eine Warmumformung hervorragende Werte.
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Der Drehtisch mit einer Aufspannfläche von Ø 1.200 x 1.000 mm bietet eine Drehzahl von 560 min-1 bei einer Tischbelastung von maximal 2.500 kg.

Der Drehtisch mit einer Aufspannfläche von Ø 1.200 x 1.000 mm bietet eine...

Wir garantieren höchste Qualität auch bei großen Serien“, betont Krammer, der das mit viel Know-how in der Herstellung der Form – mit speziellen Strategien, Beschichtungen oder Aufschweißungen – begründet.

Bei Krenhof setzt man daher ausschließlich auf hochqualitative Lieferanten. Neuestes Mitglied im Maschinenpark ist seit Sommer 2015 eine GS 1200/5-FDT der Firma Alzmetall aus dem bayrischen Altenmarkt an der Alz.

Komplettbearbeitung als Ziel

Bereits vor zwei Jahren ist bei Krenhof die Entscheidung für eine Erweiterung der technologischen Möglichkeiten gelegt worden. „Wir wollten unseren Werkzeugbau strategisch neu ausrichten, um zukünftig mehr Werkzeuge produzieren zu können, aber vor allem die Maßhaltigkeit und Qualität der Schmiedeteile weiter zu verbessern“, so Krammer. Daher wurde geplant, sowohl neue Werkzeugmaschinen als auch neue Bearbeitungsstrategien zu implementieren.

Bisher setzte man im Fräsen ausschließlich auf 3-achsige Konzepte. Neben einer Erweiterung im Bereich CNC-Drehen liebäugelte der Werkzeugbauleiter aber auch mit der 5-Achs-Technologie im Fräsen. Man ließ sich mit der Investition aber bewusst Zeit, um möglichst alle infrage kommenden Konzepte genau unter die Lupe nehmen zu können. „Letztendlich konnten wir sogar beide Technologien mit unserer neuen GS 1200/5-FDT von Alzmetall vereinen. Wir haben eine Maschine gefunden, mit der wir 5-achsig simultan fräsen
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Links der Schmiederohling und rechts das fertige Werkstück.

Links der Schmiederohling und rechts das fertige Werkstück.

können, die aber auch eine vollwertige Drehfunktion und somit eine Fünf-Seiten-Komplettbearbeitung unserer Bauteile ohne Umspannung bietet“, freut sich Franz Krammer. Rudolf Fluch, Geschäftsführer der TMZ GmbH, die seit Juni 2015 für den Vertrieb der bayrischen Bearbeitungszentren in Österreich zuständig ist, ergänzt: „Der Einstieg in die 5-Achs-Technolgie bei Krenhof ist technisch zwar der schwerste, jedoch für das Teilespektrum mit Sicherheit die optimale Lösung.“ Vor allem die vollwertige Drehfunktion war für den Werkzeugbauleiter ausschlaggebend.

Ausführliche Tests im Vorfeld

Aufgrund der Komplexität des Projektes wollte man bei Krenhof auch nichts dem Zufall überlassen. Deshalb testete man im Vorfeld alle zur Auswahl stehenden Maschinenkonzepte. „Wir haben sowohl einen drehsymmetrischen als auch einen prismatischen Bauteil getestet. Die GS 1200/5-FDT hat bei beiden Bauteilen die besten Ergebnisse erzielt. Vor allem die Genauigkeit im Raum war beeindruckend. Zudem hat uns die steife Bauweise überzeugt “, begründet Krammer die Entscheidung.

Doch nicht nur der stabile Maschinenbau ist ausschlaggebend, sondern auch eine hohe Achsdynamik, die bei der GS-Baureihe von Alzmetall aufgrund spezieller Konstruktionsmerkmale zustande kommt. „Das Fahrwerk unterscheidet sich markant zu anderen Konzepten, da es in allen drei Achsen mittels Linearführungen 4-fach geführt wird und somit für die hohe Steifigkeit der Maschine verantwortlich ist. Die drei Linearachsen
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Steuerungsseitig ist die GS 1200/5-FDT bei Krenhof mit einer Heidenhain TNC 640 ausgestattet.

Steuerungsseitig ist die GS 1200/5-FDT bei Krenhof mit einer Heidenhain TNC...

werden jeweils mit zwei Kugelgewindetrieben angetrieben. In Kombination mit dem 3-fach Torque-Konzept (Anm.: 2 x in der A-Achse, 1 x in der C-Achse) bietet die GS 1200/5-FDT zusätzlich auch eine exzellente Achsdynamik“, geht Rudolf Fluch ins Detail.

Eilgangsgeschwindigkeiten von 60 m/min am Toolcenterpoint in der X-, Y- und Z-Achse belegen das eindrucksvoll. Der Drehtisch bietet in der C-Achse mit einer Drehzahl von 560 min-1 eine vollwertige Drehfunktion und das bei maximalen Tischbelastungen von 2.500 kg.

Die Kombination machts möglich

„Um auch dynamisch mit hohen Vorschüben bei geringer Zustellung arbeiten zu können, ist eben die Kombination aus stabilem Maschinenbau bei gleichzeitig dynamischen Achsbewegung notwendig. Die 18.000er Spindel passt da genau zu unseren Formen“, erklärt Krammer.

Zu einem stimmigen Gesamtkonzept zählt laut Krammer auch die Betreuung. „Alzmetall hat eine sehr hohe Fertigungstiefe und eine ähnliche Firmenstruktur wie wir. Auch die weiterführende Beratung bezüglich Bearbeitungsstrategien, Spannkonzepte und CAM-Software war neutral und sehr umfangreich. Die Kompetenz und das Know-how der Ansprechpartner ist eben sehr hoch.“ Das war für Krammer sehr wichtig, denn, wie bereits erwähnt, die komplexe Thematik der Fräs-Drehbearbeitung war für Krenhof völlig neu. Deshalb hat man das einem sehr jungen Team an Werkzeugbautechnikern übergeben, das sich neben der Maschinenkinematik
zusätzlich mit den weiterführenden Themen wie Programmierung, Aufspannvorrichtungen etc. beschäftigen musste. „Aufgrund der sehr guten Schulungen (Anm.: eine Woche bei Alzmetall und eine Woche nach Inbetriebnahme bei Krenhof) konnten wir bereits nach drei Tagen die ersten Späne produzieren“, erinnert sich Krammer.

Die Betreuung geht aber weiter und ist nicht mit der Schulung zu Ende: „Auch eine weiterführende Fertigungsbegleitung, wie es bei Alzmetall vorgesehen ist, ist gerade bei einem so komplexen Thema notwendig“, ergänzt Rudolf Fluch.

Abschließend zeigt sich Franz Krammer mit der Entscheidung, in eine neue Technologie zu investieren, sehr zufrieden: „Unsere strategische Ausrichtung, den Werkzeugbau rund um die GS 1200/5-FDT neu aufzustellen, war richtig. Aufgrund der neuen Fertigungsmöglichkeiten sind wir für die Aufgaben der Zukunft gerüstet.“

Das Fräs-Drehzentrum GS 1200/5-FDT von Alzmetall steht im Zentrum der strategischen Ausrichtung des Werkzeugbaus von Krenhof.
Der Drehtisch mit einer Aufspannfläche von Ø 1.200 x 1.000 mm bietet eine Drehzahl von 560 min-1 bei einer Tischbelastung von maximal 2.500 kg.
Der Drehtisch mit einer Aufspannfläche von Ø 1.200 x 1.000 mm bietet eine Drehzahl von 560 min-1 bei einer Tischbelastung von maximal 2.500 kg.
Links der Schmiederohling und rechts das fertige Werkstück.
Steuerungsseitig ist die GS 1200/5-FDT bei Krenhof mit einer Heidenhain TNC 640 ausgestattet.
Mit neun Schmiedelinien erzielt Krenhof einen Output von 15 Millionen Schmiedeteilen pro Jahr.
Krenhof hat die neue Fräs-Drehtechnologie bewusst in die Hände eines ein jungen Teams gelegt, v.l.n.r.: Rudolf Fluch und Franz Krammer sowie Matthias Wiendl und Michael Wolbart, die für die GS 1200/5-FDT zuständig sind.


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Dreh-Fräszentren, Werkzeug- und Formenbau

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