Zerspanung : Wie Werkzeugbauer Ingersoll bei Kostwein den Zerspanungsprozess optimiert

Im Jahre 1921 als Schlosserei gegründet, hat sich das junge Kärntner Unternehmen Kostwein mit der Erzeugung von Kühlkompressoren befasst. 1946 kam dann die Produktion von Holzbearbeitungsmaschinen hinzu. Der Einstieg in die Zuliefer-industrie fand 1956 statt. Das neugebaute Stammwerk wurde 1970 in Klagenfurt bezogen, und die Geschäftsführung traf die Entscheidung, in Zukunft nur noch als reiner Zulieferer für namhafte Firmen zu fungieren. Die Basis dafür war die strategische Überlegung: „Die Kernkompetenz der Kunden liegt in der Produktinnovation, die Kernkompetenz von Kostwein ist die Prozessinnovation, diese Produkte optimal herzustellen.“ Man versteht sich nun schon seit Jahrzehnten als strategischer Partner für das Outsourcing bei führenden Maschinenherstellern. Im Kundenstamm der Kostwein-Gruppe findet man namhafte Hersteller von Textilmaschinen, Verpackungsmaschinen, Druckmaschinen, Maschinen für die pharmazeutische Industrie und Werkzeugmaschinen. Aber auch Flugzeughersteller und Anlagenbauer von Windkraftanlagen zählen zu den zufriedenen Kunden.

Der Schwerpunkt der Fertigung von Kostwein Maschinenbau GmbH liegt in der Komplettfertigung von Maschinen und Modulen in Serien von 1-300 Stück/Jahr. Komplette Schweißkonstruktionen werden selbst gefertigt, aber auch die Weiterbearbeitung und Montage bildet einen integralen Bestandteil der Partnerschaften. Vor allem auch in der Fertigungsmöglichkeit von großen Bauteilen hat die Firma Kostwein einen Wettbewerbsvorteil. Fräsbearbeitungen sind bis zu einer Baugröße von 10mx3m möglich und Drehteile können bis zu einem Durchmesser von 2,80m bearbeitet werden.

Durch flexible und hervorragend geschulte Mitarbeiter sowie einem ausgeprägten Montage-Know-how ist man bei Kostwein in der Lage, Maschinen und Bauteile in kleinen Stückzahlen effizient und schnell zu fertigen. Die effektive Nutzung moderner Fertigungsmittel ist hierfür natürlich Grundvoraussetzung. Daher kann die Produktionsplanung bei der Fa. Kostwein auf mehr als 250 CNC-Maschinen zurückgreifen. Wie schon erwähnt, liegt aber der Focus der Unternehmensführung nicht nur auf leistungsfähigen Maschinen, sondern mindestens ebenso auf der Aus- und Weiterbildung der Mitarbeiter. So liegt die Ausbildungsquote weit über dem Durchschnitt vergleichbarer Unternehmen. Der Erfolg dieser Strategie ist belegt durch die Auszeichnungen: Staatspreis als bester Lehrbetrieb Österreichs in den Jahren 2008 und 2016 sowie auch als effizientester Produktionsbetrieb Österreichs als „Fabrik 2016“.

Der eigene Anspruch, langfristiger und geschätzter Partner für Schlüsselunternehmen des Maschinenbaus in Europa zu sein, führt natürlich auch dazu, an die eigenen Partner und Lieferanten höchste Anforderungen zu stellen. So werden von der Fertigungsleitung kritische Bearbeitungen, die noch keinen vollends zufriedenstellenden Prozess bieten, unter die Lupe genommen und gemeinsam mit den Werkzeugpartnern optimiert. 2014 wurde ein Werkstück für die Verpackungsindustrie einer Testreihe von Zerspanungstests mit Produkten der verschiedenen Präzisionswerkzeughersteller unterzogen. Bei dem Werkstück handelte es sich um eine äußerst labile Schweiß- konstruktion, so dass besonders leichtschneidende Werkzeuge gefordert waren. Weiterhin handelte es sich bei dem ausgewählten Werkstück um ein Bauteil mit hohen Stückzahlen, so dass eine Prozessoptimierung auch hohe wirtschaftliche Verbesserungen bringen würde. Von den Ingersoll Werkzeugspezialisten wurde für diese Bearbeitung ein GoldTrio-Eckmesserkopf mit Durchmesser 63 ausgewählt. Die Werkzeugserie zeichnet sich durch gute Tauchfähigkeit und einen besonders weichen Schnitt aus, und ist zudem durch drei nutzbare Schneiden wirtschaftlicher als die hochpositiven Varianten mit zweischneidiger Wendeschneidplatte.

Die Ingersoll Eckfräser wurden bei der Testserie als letzte Variante eingesetzt. Direkt zu Beginn der Zerspanungsversuche mit diesem Werkzeugtyp fiel das weiche und vibrationsarme Schneidverhalten der eingesetzten Eckfräser auf. Es blieb aber nicht nur bei dem optisch und akustisch positiven Eindruck, auch die Daten dieses Tests konnten voll überzeugen – es waren die besten Ergebnisse dieser Versuchsreihe. Sowohl im Schneidverhalten als auch in der Standzeit und der Prozesssicherheit konnten die GoldTrio-Eckfräser von Ingersoll neue Maßstäbe setzen.

Das Ergebnis dieser Testreihe wurde auch durch Einsätze der Eckfräser an weiteren Werkstücken bestätigt, so dass der GoldTrio-Eckfräser mittlerweile der Standard Eckmesserkopf in der gesamten Kostwein-Gruppe ist. Für Herrn Jörg Schrattel (Kostwein Tool Management) war klar, dass dieser gemeinsame Erfolg bei der Prozessoptimierung kein Einzelfall bleiben wird. „Ingersoll ist von der Idee über die Testeinsätze bis zur Produktion bei uns vor Ort“ lobte er vor allem das Engagement vom zuständigen Ingersoll Berater Thomas Schwarzenegger.

Bei der Analyse der Zerspanungsprozesse stieß die Fertigungsleitung der Kostwein Maschinenbau GmbH auf ein weiteres Werkstück mit Optimierungsbedarf. Es handelte sich um ein Bauteil für die Verpackungsindustrie. Man war vor allem mit der erzeugten Oberflächengüte der eingesetzten Scheibenfräser unzufrieden. Anfang des Jahres 2016 wurde Herr Thomas Schwarzenegger (Beratung und Verkauf Ingersoll) von Herrn Jörg Schrattel (Leitung Tool Management Kostwein) auf dieses Problem angesprochen und um einen Werkzeugvorschlag gebeten. Die Wahl der Werkzeugspezialisten von Ingersoll und Kostwein fiel auf einen Scheibenfräser der GoldSlot-Serie mit 10mm Schnittbreite und einem Durchmesser von 125mm.

Herzstück dieser Scheibenfräser-Serie ist die sogenannte Brückenplatte. Sie erlaubt eine besonders stabile Klemmsituation und eine maximale Einschraubtiefe der Klemmschraube. Das Ergebnis ist eine hohe Stabilität auch bei einseitiger Schnittbelastung. Die Erzeugung eines ebenen Nutgrundes ohne Dachform ist ein weiterer Vorteil dieser Serie. Dies wird erreicht durch einen speziellen Anschliff an der Wendeschneidplatte, der den Winkelfehler – entstehend durch die seitliche Freistellung der Wendeschneidplatte – kompensiert. Die geschliffenen Funktionsflächen der Wendeschneidplatten war auch einer der Hauptgründe von Herrn Schwarzenegger, sich für diese Werkzeugserie als Testwerkzeug zu entscheiden. Die Genauigkeit in Bezug auf Schnittbreite und Rundlauf sowie eine hohe Oberflächengüte sind durch die geschliffenen Funktionsflächen gewährleistet.

Der Einsatz des GoldSlot-Scheibenfräsers an dem Bauteil für eine Verpackungsmaschine zeigte, dass die theoretischen Überlegungen zur Auswahl dieser Werkzeugserie auch in der Praxis Bestätigung fanden. Die Oberflächengüte der bearbeiteten Nuten hatte sich drastisch verbessert. Umso erfreulicher wurde von Herrn Jörg Schrattel (Leiter Tool Management) zur Kenntnis genommen, dass auch der Vorschub und die Wirtschaftlichkeit durch das neue Werkzeug stark verbessert wurde. Durch das überzeugende Zerspanungsergebnis der Scheibenfräser ist seit Beginn 2017 auch der Ingersoll GoldSlot-Scheibenfräser das Standardwerkzeug für die Nutenbearbeitung bei der Kostwein-Gruppe.

Durch die ständig wechselnde Aufgabenstellung und die geforderte Flexibilität bei möglichst kurzen Terminen sind für die Fertigungsplaner bei der Kostwein Maschinenbau GmbH nicht nur leistungsfähige Werkzeuge notwendig, es ist weiterhin eine flexible und schnelle Anpassung der Werkzeugkombination an die Bearbeitungsaufgabe erforderlich. Hier haben sich seit vier Jahren die Ingersoll-D‘Andrea Verlängerungen bestens bewährt. „Die Verlängerungen sind äußerst flexibel und universell einsetzbar“, kommentiert Sarah-Jane Wölfl (Kostwein, Werkzeugvoreinstellung) die vielseitige Verwendbarkeit der Komponenten.

Auch die wirtschaftliche und flexible Bearbeitung von großen Bohrungen ist eine Aufgabenstellung, auf die Herr Thomas Schwarzenegger von der KostweinFertigungsplanung angesprochen wurde. Es herrschte schnell Einigkeit, dass die Vorbearbeitung der Bohrungen mit einem Fräswerkzeug im Zirkularfräsverfahren ausgeführt werden sollten. Durch die Programmierung der Bohrungsdurchmesser ist dieses Verfahren sehr flexibel, man kommt mit einer geringen Anzahl Werkzeugdurchmesser aus und es werden wenige Kettenplätze belegt. Punkte, die der angestrebten Flexibilität entgegen kommen.

Zum Einsatz für diese Bearbeitung wurden Hochvorschubwerkzeuge der Serie GoldQuadF ausgewählt. An einem Bauteil für eine Spritzgussmaschine wurde ein Werkzeug dieser Serie mit 80mm Durchmesser und 13mm Wendeschneidplatte getestet. Das ausgewählte Werkzeug überzeugte durch eine hohe Prozesssicherheit und deutlicher Reduzierung der Bearbeitungszeit, so dass geplant ist, auch dieses Werkzeug in Zukunft als Standardwerkzeug für die Bohrungsvorbearbeitung in der Kostwein-Gruppe einzusetzen.

Die GoldQuadF-Serie ist eine leistungsstarke und wirtschaftliche Linie von Hochvorschubfräsern mit radial angeordneten Wendeschneidplatten. Die Werkzeuge sind vielseitig einsetzbar und zwar zum Plan- und Konturfräsen im Maschinenbau, Werkzeug- und Formenbau sowie auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Der flache Anstellwinkel der Schneidplatten erlaubt hohe Vorschübe bis3mm pro Zahn und eine Schnitttiefe von 2 bzw. 3mm, je nach Wendeschneidplattenab-messung. Sowohl für stabile als auch instabile Bearbeitungssituationen bei der Fräsbearbeitung von Stahl, Guss und exotischen Materialien steht die passende Geometrie und die optimale Hartmetallsorte zur Verfügung. Auch eine weite und eine enge Teilung der Werkzeuge erlaubt die Anpassung des ausgewählten Hochvorschubfräsers an die Bearbeitungsaufgabe.

Durch ihre flexible Einsetzbarkeit und die vielen Wahlmöglichkeiten bei der Geometrie und dem Schneidstoff sind die vorab erwähnten Zerspanungswerkzeuge von Ingersoll Werkzeuge GmbH die optimalen Betriebsmittel für die Firma Kostwein Maschinenbau GmbH – die sich bedingt durch ihre Firmenphilosophie – als Spezialist und strategischer Partner für das Outsourcing bei Marktführern im Maschinenbau versteht. In einem Abschlussgespräch erklärt Herr Jörg Schrattel (Kostwein Tool Management) die Situation: „Der Konkurrenzdruck ist bei uns immer besonders groß, daher sind wir stets auf der Suche nach geeigneten Partnern. Für uns ist wichtig, dass die Zerspanungswerkzeuge und Wendeschneidplatten für ein breites Spektrum an Materialien und Werkstücken passen. Zudem benötigen labile Bauteile schneidfreudige Werkzeuge und auch hier kann Ingersoll das richtige Werkzeug bieten.“