User Case

3D Messtechnik im Werkzeug-Prototypenbau & in der Produktion

Wie der US-Hartmetallwerkzeughersteller IMCO mit Alicona 3D Messtechnik Messzeiten in der Produktion um 75 % reduzierte

Die verlässliche Verifikation der Mikrogeometrie seiner Fräser ist eine der obersten Prämissen in der Forschungs- und Entwicklungsarbeit des US Hartmetallwerkzeugherstellers IMCO. Die hohe Messgenauigkeit, Wiederholbarkeit und einfache Handhabung des Schneidkantenmesssystems EdgeMaster haben das Management so beeindruckt, dass kurz nach der Investition für das Forschungs- und Entwicklungszentrum ein zweites Messsystem für die Produktion angeschafft wurde.

Matthew S. Osburn - Vizepräsident & Technischer Direktor bei IMCO

Matthew S. Osburn,
Vice President & Technical Director

"Particularly on the shop floor, simple handling is just important as measuring accuracy. Bruker Alicona understood that 100%"

Mikrogeometrie-Messung von Fräsern

„Vier Merkmale entscheiden über Standzeit und Bearbeitungsergebnis eines Schneidwerkzeugs. Das sind Werkstoff, Beschichtung, Makro- und Mikrogeometrie.“ Matthew S. Osburn, Vice President & Technical Director des US Hartmetallwerkzeugherstellers IMCO Carbide Tool Inc. weiß, wovon er spricht. Spezialisiert auf die Entwicklung von Fräsern mit mehreren Schneiden kennt er auch die Bedeutung der richtigen Messtechnik: „Die Schneide ist das Verschleißteil des Fräsers.“ Für IMCO ist die Mikrogeometrie seiner Hartmetallwerkzeuge so wichtig, dass ein eigenes Messsystem nur für die Verifikation der Kante im Einsatz ist. Mit dem EdgeMaster hat das renommierte Unternehmen sein bestehendes, „in die Jahre gekommenes Gerät gegen ein innovatives, etabliertes und hochgenaues Messsystem“ ausgetauscht. Osburn: „Unser Haus ist bekannt für seinen hohen Forschungs- und Entwicklungsanteil, und eine verlässliche Verifikation der Schneidkantenpräparation ist ein absolutes Muss in unserer Entwicklungsarbeit. Daher waren die wichtigsten Kriterien bei der Evaluierung geeigneter Messsysteme Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Messungen.“

Alicona EdgeMaster bei IMCO

Alicona EdgeMaster bei IMCO: Das Werkzeugmesssystem wird im internen Forschungs- und Entwicklungszentrum eingesetzt, wo eigene Schleif-, Hon- und Beschichtungsverfahren zur Kantenpräparation angewendet werden. „Danach protokollieren wir detailliert die entsprechenden Bearbeitungsergebnisse und können die Werkzeuggeometrie bei Bedarf einfach und schnell korrigieren“, sagt der Hersteller.

EdgeMaster werden sowohl in der Prototypenentwicklung als auch in der Produktion eingesetzt

Die Entscheidung, in ein Bruker Alicona Messsystem zur Prototypenentwicklung zu investieren, fiel IMCO leicht. „Ich habe das größte Vertrauen in die Messungen, die der EdgeMaster liefert“, erklärt Osburn. Dabei ist die Genauigkeit nur ein Vorteil, den der IMCO Vizepräsident in diesem Werkzeugmesssystem sieht. „Mit unserem alten Messgerät konnten wir nur den Radius unserer Werkzeuge messen. Jetzt messen wir wesentlich mehr Schneidkantenmerkmale in viel höherer Geschwindigkeit. Und wir profitieren enorm von der einfachen Benutzerführung.“
Fazit: Das Kantenmesssystem hat nicht nur das gehalten, was sich das Unternehmen in Sachen Genauigkeit und Verlässlichkeit der Messungen versprochen hatte. Nur kurze Zeit nach dem Invest war das Management so beeindruckt von der einfachen Bedienung und Messgenauigkeit auch unter Produktionsbedingungen, dass mittlerweile ein zweiter EdgeMaster in der Produktion eingesetzt wird.

Schneidkantenpräparation mit dem Alicona EdgeMaster

IMCO bietet Fräser mit bis zu 15 Schneiden. Höhere Spanabfuhr, bessere Wärmeentwicklung und größeres Zerspanvolumen selbst bei variablen Losgrößen unterscheiden den Hersteller von seinem Mitbewerb.

Verkürzte Prototypenentwicklung von Hartmetallwerkzeugen

IMCO bietet Fräser mit bis zu 13 Schneiden, die auch bei schwer zerspanbaren Werkstoffen eine überdurchschnittlich hohe Oberflächengüte erzielen. Höhere Spanabfuhr, bessere Wärmeentwicklung und größeres Zerspanvolumen selbst bei variablen Losgrößen unterscheiden den Hersteller von seinem Mitbewerb, so der Hersteller. IMCO Endkunden sollen demnach von größerer Produktivität und weniger Werkzeugwechsel profitieren. Diesen Mehrwert kann der Werkzeughersteller deshalb bieten, weil sich das Unternehmen nach eigenen Angaben sowohl in der Forschung & Entwicklung als auch in der Produktion „bis in letzter Konsequenz an die vier wichtigsten Merkmale eines modernen Werkzeugs“ hält und entsprechend hohe Ansprüche an die Qualität seiner Werkzeuge stellt. Eines dieser vier Hauptmerkmale ist die Mikrogeometrie einer Schneidkante, weswegen der Bruker Alicona EdgeMaster zur Messung von Form- und Konturtreue, Span- und Hinterschneidungswinkeln, Schartigkeit und Rauheit auf der bspw. Spanfläche eingesetzt wird. Diese Parameter entscheiden über die Kantenqualität und damit auch über die Qualität des bearbeiteten Werkstücks.

Entwickelt und getestet wird bei IMCO im internen Forschungs- und Entwicklungszentrum, wo eigene Schleif-, Hon- und Beschichtungsverfahren zur Kantenpräparation angewendet werden. „Alle Werkzeuge in der Prototypenentwicklung werden mit Bruker Alicona gemessen und dokumentiert. Danach protokollieren wir detailliert die entsprechenden Bearbeitungsergebnisse und können die Werkzeuggeometrie bei Bedarf einfach und schnell korrigieren. Auf diese Weise bringen wir die leistungsstärksten Schneidwerkzeuge auf den Markt“, erklärt Osburn.  

"Fokus-Variation ist mitentscheidend für anhaltenden Erfolg"

Ein anderer wesentlicher Punkt in der Prototypenentwicklung ist die nötige Flexibilität eines Messmittels, um unterschiedliche Werkzeugformen, Typen und Größen messen zu können. Bei IMCO geht es vor allem um Fräser mit unterschiedlichen Größen und verschiedenen Steigungswinkeln. Osburn: „Es ist ein Leichtes, mit dem EdgeMaster diese Bandbreite abzudecken.“ Er sieht in der richtigen Messtechnik einen ausschlaggebenden Faktor, der sicher stellt, dass kontinuierlich neue Produkte in der richtigen Qualität und zur richtigen Zeit marktreif sind. Gleichzeitig werden Werkzeuge, die bereits im Portfolio sind, regelmäßig optimiert. Seine Überzeugung: „Die Technologie der Fokus-Variation ist mitentscheidend für unseren anhaltenden Erfolg.“  

Produktionsmitarbeiter schwören auf einfache Handhabung

Die Kombination von robuster und produktionstauglicher Technologie, hoher Mess- und Wiederholgenauigkeit plus einfacher Handhabung hat dazu geführt, dass nur wenige Monate nach dem Invest ein zweites EdgeMaster System für die Produktion angeschafft wurde. „In der Forschung und Entwicklung werden sehr genaue Vorgaben für eine ideale Kantenpräparation spezifiziert. Sobald Neuentwicklungen vom Prototypenstadium in die Fertigung gehen, ist es eine logische Konsequenz, zur Qualitätssicherung dieselbe Technologie wie in der Entwicklung anzuwenden“, so der technische Direktor Osburn. „Mit dem Messsystem stellen wir sicher, dass unsere Kunden Werkzeuge mit exakt der Geometrie und Schneidkantenpräparation erhalten, die in der Forschung erarbeitet und definiert wurde“, erklärt er. Er sieht im EdgeMaster nicht nur ein ideales System in punkto Messgenauigkeit, sondern auch in Sachen Handhabung und Bedienung. „Das System hat so gut funktioniert und war so einfach zu bedienen, dass wir begonnen haben, auch unser Produktionsteam anzulernen. Und sie lieben den EdgeMaster! Wir kennen kein System, das so einfach zu bedienen und dessen Handhabung so schnell erlernbar ist“, schildert er. „Gerade in der Produktion ist die einfache Handhabung genauso wichtig wie die Messgenauigkeit. Das hat Bruker Alicona zu 100% verstanden.“

Alicona EdgeMaster zur Verifizierung von Schneidkantenparametern

Der Alicona EdgeMaster dient IMCO zur Verifizierung von Schneidkantenparametern wie Radius, Konturgenauigkeit, Spanwinkel und Zerspanung von Schaftfräsern. Auch Rauheitsmessungen zur Überprüfung der Oberflächenbeschaffenheit werden durchgeführt.

75 % weniger Zeitaufwand für Messungen in der Fertigung

Einfaches Einspannen der Werkzeuge oder single-button Lösungen schaffen diese einfache Benutzerführung. Hochauflösende Messungen auch bei Vibrationen, Fremdlicht oder Temperaturschwankungen ergänzen die Produktionstauglichkeit. Laut Osburn gewinnt IMCO durch die Messungen in der Produktion auch einen Vorteil für die Forschung & Entwicklung. „Für unsere Forschung ist es ein zusätzlicher Benefit, dass wir alle Messungen für zukünftige Referenzen speichern und jederzeit abrufen können“, führt er aus. So ist sichergestellt, dass IMCO Kunden Werkzeuge in konsistent hoher Qualität mit idealer Schneidkantengeometrie erhalten. Osburn über den ROI für IMCO: „Die Bruker Alicona Technologie ist einzigartig. Wir haben eine Reduktion der Messzeiten von mehr als 75% in der Fertigung erzielt. Diese Zeitersparnis führen wir in erster Linie auf den EdgeMaster zurück.“

 

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