Mehrspindlige Bearbeitungszentren

Warum es sich lohnt, mit mehr als einer Spindel zu bearbeiten

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Am Beispiel einer Knochenplatte ließ sich bereits zeigen, dass der Einsatz eines Bearbeitungszentrums mit zwei Spindeln die erhofften Vorteile bringt Bild: SW
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Kostendruck bei gleichzeitig hohen Anforderungen an die Qualität prägen die Fertigung in der Automobil- sowie Luft- und Raumfahrtindustrie. Lösungen mit Mehrspindlern bringen dort Vorteile. Die Erfahrungen lassen sich auf die Medizintechnik übertragen.

Amelie Kneer
Schwäbische Werkzeugmaschinen,
Schramberg-Waldmössingen

Mehrspindlige Bearbeitungszentren haben sich in Branchen wie der Automobilindustrie oder der Luft- und Raumfahrt bewährt und erhöhen dort den Output bis auf das Vierfache. Darüber hinaus brauchen sie wenig Platz in der Fertigung und senken den Energiebedarf, was sich insgesamt positiv auf die Stückkosten auswirkt. Sowohl Automobilindustrie als auch Luft- und Raumfahrt stehen unter Kostendruck und müssen anspruchsvolle Vorgaben an die Qualität erfüllen. Insbesondere Großunternehmen sind in diesen Branchen Vorreiter, optimieren ihre Prozesse und führen innovative Fertigungstechnologien ein.

Von doppelspindligen Maschinen, die sich hier durchgesetzt haben, können aber auch andere Branchen profitieren: Für die Maschinen reicht die Hälfte der Aufstellfläche – verglichen mit einspindligen Maschinen. Die Energiekosten senken sie um mehr als 30 %. Und wenn Produktionsleiter heute die Gesamtkosten betrachten, spielen der Flächenverbrauch neuer Maschinen, deren Energieeffizienz und die Flexibilität für kleine Losgrößen eine wichtige Rolle – auch in der Medizintechnik.

In dieser Branche sind die kleinen Losgrößen eine Herausforderung. Mehrspindler, wie sie die Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH, kurz SW, aus Schramberg-Waldmössingen baut, bieten aber auch hier Vorteile. Gerade wenn die Zykluszeiten für ein Teil lang sind – was häufig vorkommt –, kann die Maschine auf der einen Seite Bauteil A produzieren, während ein Bediener die andere Seite des Doppelschwenkträgers für Bauteil B umrüstet. Intelligente Rüststrategien mit standardisierten Rohteilen, Schnellwechseleinsätzen sowie Nullpunktspannsysteme verkürzen die Rüstzeiten. Das alles macht die Fertigung flexibel genug, um auch Produkte mit vielen Varianten zu produzieren. Mit einer integrierten Automation können zusätzlich über RFID-Chips an den einzelnen Paletten die Aufträge einfach zugeordnet werden.

Für Medizinprodukte gibt es maßgeschneiderte Konzepte

Durch die horizontal angeordneten Frässpindeln fallen die beim Bearbeiten entstehenden Späne frei nach unten. Be- und Entladung erfolgen hauptzeitparallel entweder manuell oder mit einer Automatisierung, bis hin zu vollautomatischen autarken Produktionszellen. Eine integrierte Automation mit bis zu 24 Schubladen und wegschwenkbarem Roboter ermöglicht den 24/7-Betrieb sowie mannlose Schichten. Ein Team von SW-Spezialisten für Anwendungen in der Medizintechnik entwickelt hierfür maßgeschneiderte Konzepte, zu denen auch die bauteilbezogene Programmierung gehört.

Hohe Anforderungen an die Nachverfolgbarkeit galten in der Medizinbranche schon vor dem Inkrafttreten der MDR. Auch Automobilindustrie sowie Luft- und Raumfahrt mussten mit solchen Anforderungen umgehen, so dass es mittlerweile sehr wirtschaftliche Lösungen für Dokumentation und Traceability der Bauteile gibt. SW bildet diese Lösungen in den Maschinen ab. Sie erfassen die Bearbeitungsdaten für jedes Bauteil systematisch bis auf NC-Satz-Ebene. Intelligente Filter verdichten die Daten, so dass sich eine fehlerfreie Fertigung nachweisen lässt und die lückenlose Nachverfolgbarkeit gewährleistet ist. Die Daten helfen den Anwendern aber auch, die Overall Equipment Effectiveness (OEE) zu verbessern, indem sie die Verfügbarkeit der Maschinen steigern. Die Software der SW-Maschinen erfasst Betriebs-, Zustands- und Instandhaltungsdaten und speichert sie über gesicherte Mechanismen in der Cloud ab.

Die dort abgelegten Daten werten sowohl Algorithmen als auch SW-Spezialisten aus und wandeln sie in nutzbare Informationen um: Durch Condition Monitoring wird Verschleiß frühzeitig erkennbar. Anwender können auf Basis dieser Informationen vorausschauend Instandhaltungsmaßnahmen einplanen und die Verfügbarkeit ihrer Maschinen steigern.

www.sw-machines.de


Auch medizinische Werkstücke lassen sich in autarken Fertigungszellen zerspanen: Der 6-Achs-Roboter belädt und entlädt den Doppelschwenkträger hauptzeitparallel. Das ermöglicht den 24/7 Betrieb sowie mannlose Schichten
Bild: SW

Über die Maschinen

Die Mehrspindler von SW sind monolithische Grundmaschinen mit einer Box-in-Box-Fräseinheit. Diese reagiert kaum auf thermische Einflüsse, und wenn, dann sehr symmetrisch. Der Gantry-Aufbau mit beidseitigen Antrieben und fluidischem Gewichtsausgleich steigert die Dynamik und verkürzt unproduktive Nebenzeiten.

Die Baureihe BA 2 mit einem Spindelabstand von 200 mm und einem Arbeitsraum von 200 mm /350 mm /300 mm eignet sich für die Fertigung kleiner und mittlerer Bauteile aus Stahl.

Nicht-magnetische Metalle wie Titan oder auch verschiedene Kunststoffe lassen sich mit der Baureihe BA W02 bearbeiten, die mit Linearmotortechnik ausgestattet ist und einen Spindelabstand von 250 mm aufweist.

Die Baureihen BA 3 mit 300 mm Spindelabstand, XYZ von 300 mm / 450 mm / 375 mm sowie die BA 4/Ba W04 mit 400 mm Spindelabstand, XYZ von 400 mm / 500 mm /425 mm, decken größere Werkstücke ab. Je nach Baureihe sind die mit zwei oder vier Spindeln (3er und 4er Baureihe) verfügbar.

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