Runter mit den Rüstzeiten - Werkzeugschrumpf- und -voreinstelltechnik macht Drehautomaten produktiver

Schrumpftechnik und Werkzeugvoreinstellung sorgen bei Langdrehautomaten für kurze Rüstzeiten und produktive Zerspanung.

Dental Direkt, Systemanbieter für den zahnmedizinischen Laborbedarf, hat seine Fertigung von Dentalprothetik-Teilen um ein Werkzeugschrumpf- und ein Voreinstellgerät von HAIMER ergänzt. Damit geht das Rüsten der Langdrehautomaten um ein Vielfaches schneller, und den Maschinen bleibt mehr wertvolle Zeit zum Zerspanen.

Die Zahnimplantologie ist mittlerweile erste Wahl, wenn es um Zahnersatz geht. Allein in Deutschland werden rund 1,3 Millionen Implantate jährlich gesetzt – Tendenz steigend (Quelle DGI, 2018). Auch Dental Direkt im nordrhein-westfälischen Spenge (siehe auch Info-Kasten) gehört zu den Anbietern von Dentalimplantologie. Jakob Röttger, Technischer Vertriebsleiter, stellt sein Unternehmen vor: „Dental Direkt ist zum einen der größte Hersteller von dentalem Zirkonoxid in Europa. Zum anderen sind wir auch ein Systemanbieter, der den kompletten Workflow in der Dentaltechnik abdeckt.“

Implantatprothetik – ein wachsender Geschäftsbereich

Zu den jüngsten Produkten im Dental Direkt-Portfolio gehört das Implantatprothetik-System DD Solid Connect. Es enthält Komponenten wie Prefab, Scanbody, Laboranalog, individuelle Abutments, Titanklebebasen sowie Labor- und Implantatschrauben. Die Produktion der Teile findet im 2015 eröffneten, über 1.500 Quadratmeter großen Fertigungs- und Technologiezentrum in Melle statt.

„Unser System für Implantatprothetik erfährt immer größeren Zuspruch“, freut sich Vertriebsleiter Röttger. Um die benötigten, wachsenden Stückzahlen zu erreichen, erweitert Dental Direkt permanent seinen Maschinenpark, der unter anderem Präzisions-Dreh- und Fräsmaschinen sowie derzeit acht Tornos Langdrehautomaten der Produktreihen Swiss GT 13, GT 26 und SwissNano mit Stangenlader enthält. Auf den Tornos-Maschinen entstehen vor allem hochpräzise, individuelle Abutments, Titanklebebasen sowie Labor- und Implantatschrauben. „Das sind – was Qualität und Präzision anbelangt – sehr anspruchsvolle Teile“, erklärt Röttger. „Um diese am Standort Deutschland wirtschaftlich herstellen zu können, erfordert es einen optimierten Produktionsprozess.“

Hohe Rüstzeiten bremsen die Produktivität

Was bei den anfangs kleinen Stückzahlen noch nicht so sehr ins Gewicht fiel, wurde mit dem wachsenden Bedarf an Drehteilen und deren Variantenzahl deutlich: Die Rüstzeiten der Langdreher sind viel zu hoch für eine wirtschaftliche Produktion. „Wir bedienen mittlerweile 37 unterschiedliche Implantatanschlüsse, so dass unsere Losgrößen nur zwischen 600 und 1000 Teilen liegen. Das heißt, wir müssen die Maschinen im Schnitt jeden zweiten Tag umrüsten.“

Bis vor kurzem bedeutete das einen ziemlichen Aufwand. Der Rüstprozess nahm mehrere Stunden in Anspruch, in denen die Werkzeuge auf der Maschine eingemessen werden mussten und die jeweilige Maschine stillsteht. Für die Verantwortlichen war daher klar: Wir müssen die Nebenzeiten reduzieren, um die Produktionszeiten auszubauen. Dann gehen auch die Stückkosten nachhaltig nach unten! 

Als praktikablen Weg dorthin machten sie den Kauf eines Werkzeugvoreinstellgeräts aus, das der Maschine mehr Zeit zum Zerspanen verschafft. Sie holten von verschiedenen Herstellern Angebote ein – und entschieden sich letztendlich für eine Lösung von HAIMER, dem europäischen Marktführer für Werkzeugspanntechnik.

Komplettlösung aus Schrumpf- und Werkzeugvoreinstelltechnik

Der Vorschlag von Thorsten Böker, dem zuständigen Technischen Verkaufsrepräsentanten von HAIMER, lautete: „Investiert in Schrumpf- und Werkzeugvoreinstelltechnik. Diese Kombination sichert zum einen höchste Genauigkeit und zum anderen einen schnellen, prozesssicheren Voreinstellprozess. Beim Rüsten auf der Maschine lassen sich damit etwa acht Minuten pro Werkzeug sparen.“

Voreinstellen ja, aber warum schrumpfen? Die Antwort von Thorsten Böker leuchtet ein: „Im Gegensatz zu den klassischen ER-Spannzangen überzeugen die HAIMER Schrumpfspannzangen durch eine hervorragende radiale Rundlaufgenauigkeit sowie durch einfachen, schnellen Werkzeugwechsel. So werden Schwingungen reduziert, was der erzeugten Oberflächengüte und den Standzeiten der Werkzeuge entgegenkommt. Außerdem haben sie zwei Anlageflächen, liegen dadurch präziser in der Aufnahme, was für mehr Steifigkeit und besseren Rundlauf sorgt.“ Die von HAIMER gelieferten Schrumpfspannzangen vom Typ ER 11, ER 16 und ER 20 lassen sich in die vorhandenen ER-Aufnahmen einsetzen und sind mit handelsüblichen ER-Spannmuttern kompatibel. Durch ihre geschlossene Form sind sie kühlmitteldicht, und ein Verschmutzen des Spannkegels ist ausgeschlossen.

Horizontales Werkzeugschrumpfen – ideal für kleine Werkzeuge

Auch der Schrumpfvorgang dauert nicht lange. Zumindest beim von Dental Direkt ausgewählten Schrumpfgerät HAIMER Power Clamp Nano NG i4.0, dessen horizontaler Aufbau die Handhabung vor allem bei kleinen Werkzeugen erleichtert. Für einfache Bedienbarkeit sorgt unter anderem das 7"-Touch-Display und die intuitive Software. „Da wir in unserer Fertigung auf Digitalisierung und durchgängigen Datenfluss großen Wert legen, entschieden wir uns für die i4.0-Version des Schrumpfgeräts“, erklärt Dental Direkt-Verkaufsleiter Röttger. Diese umfasst unter anderem einen Handscanner. Damit wird der auf jeder Schrumpfspannzange aufgebrachte Data-Matrix Code vor dem Schrumpfvorgang ausgelesen. Er liefert alle wichtigen Schrumpfparameter wie Leistung und Zeit, welche die intelligente NG Motorspule automatisch übernimmt. Die Luftkühlung sorgt schließlich für eine konturunabhängige und sichere Kühlung der Schrumpffutter und Schrumpfspannzangen. „Wichtig ist für uns auch die integrierte Längenvoreinstellung, mit der wir die Länge von Werkzeugen und Schwesterwerkzeugen wiederholbar aufs Hundertstel genau vorwählen können“, ergänzt Röttger.

Werkzeugvoreinstellung auf Knopfdruck

Zur Werkzeugvoreinstellung entschied sich Dental Direkt für das HAIMER Microset-Gerät UNO 20/40 automatic drive. Diese High-End-Variante bietet dank der vollautomatischen Werkzeugvermessung absolute Bedienerunabhängigkeit und kann nahezu ohne Anwenderkenntnisse genutzt werden. Jakob Röttger weiß aus Erfahrung: „Nach einer halben Stunde Einführung kann jeder von uns das Voreinstellgerät bedienen.“

Noch ist die digitale Übermittlung der Messdaten an die Drehmaschine nicht realisiert – aber vorbereitet. Sie wird entweder über die integrierten Postprozessoren oder wiederum mit QR-Code und Scanner stattfinden. Momentan nutzen die Bediener der Tornos Langdrehautomaten noch den ins Microset-Gerät UNO 20/40 automatic drive integrierten Drucker, der alle werkzeugbezogenen Daten auf Etiketten ausgibt. Diese werden dem Werkzeug zum Rüsten an die Maschine mitgegeben. Jakob Röttger erklärt ein wichtiges Detail: „Auf dem Voreinstellgerät ist für jedes Werkzeug und den jeweiligen Steckplatz auf der Maschine ein Offset-Wert hinterlegt. Der wird automatisch mitverrechnet, so dass beim Einrüsten des Werkzeugs in die Maschine genau der richtige Wert zur Verfügung steht. Das verspricht maximale Qualität und Zeitersparnis, auch bei komplexen Werkzeugen – so, wie wir uns das vorgestellt haben.“

Röttger und seine Kollegen aus der Fertigung sind mit dem neuinstallierten Gesamtsystem aus dem Hause HAIMER – bestehend aus Schrumpfspannzangen, Schrumpf- und Werkzeugvoreinstellgerät – sehr zufrieden: „Es ist wie bei unserem Implantatprothetik-System DD Solid Connect. Es gibt nichts Besseres, als dass alle Komponenten aus einer Hand kommen und optimal aufeinander abgestimmt sind. Mit dem HAIMER-System ist es uns gelungen, die Rüstzeiten um 50 % zu reduzieren.“