Den richtigen Weg in einer sich wandelnden Werkzeugbaubranche wählen

Laut den Firmeninhabern Tim und Mike Rietsma hängt die Wachstumsstrategie von True Die Inc. in Zeeland, Michigan, möglicherweise mit der Zukunft des Formen- und Formenbaus selbst zusammen.

Tim Rietsma und sein Bruder Mike gründeten im Jahr 2000 ihre Formen- und Formenbauwerkstatt mit dem Wunsch, die stolze Tradition ihres Berufs im Bereich des handwerklichen Werkzeugbaus fortzuführen. Doch mit der Einführung der sich weiterentwickelnden Werkzeugmaschinentechnologie entstanden neue Vorgehensweisen, und bald standen die Brüder vor einer unerwarteten Herausforderung für ihr Geschäft und ihre Ideale.

Der Beruf des Werkzeugmachers hatte sich verändert. Qualifizierte Werkzeugmacher wurden knapp. Während der Beruf schon immer auf der Ausbildung qualifizierter und vielseitiger Werkzeugmacher beruhte, begannen die technischen Schulen, Kandidaten für Jobs in der einfachen Maschinenbedienung auszubilden.

Es dauerte nicht lange, bis Mike Rietsma zu seinem Bruder Tim bemerkte: „Weißt du, Schmiede sieht man auch nicht mehr, es sei denn, man geht in ein Museum.“

Tim Rietsma sagte: „Als wir unser Unternehmen gründeten, hatte ich fünfzehn Jahre Erfahrung im Formenbau und mein Bruder zwanzig Jahre Erfahrung im Stanzformenbau. Den Werkzeugmacher, den wir in den 1990er Jahren hatten, ich glaube nicht, dass wir diese Art von Person jemals wieder sehen werden.“

Technologie hat einen doppelten Vorteil

Contour Tool & Engineering, der ursprüngliche Name des Unternehmens, wurde kürzlich mit einer neuen Eigentümerinvestition, der Hinzufügung neuer Kapazitäten für Rundproduktwerkzeuge und einem erneuerten Engagement im Werkzeugbau in True Die geändert. Als Contour Tool ist das Unternehmen eine zentrale Anlaufstelle für OEMs, die ein integriertes Wissen und einen integrierten Ansatz für den Bau von Formen für spritzgegossene Kunststoffteile benötigen. Laut True Die, Inc. kann die Unternehmensführung nun besser genutzt werden.

„Wenn wir ein Werkzeug entwerfen und bearbeiten, denken wir darüber nach, was in das fertige Teil einfließt“, erklärt Tim Rietsma. „Wir sehen bei jedem Schritt ein Problem und können es lösen. Sobald das erledigt ist, ist der Rest die Bearbeitung. Es kam schon vor, dass Arbeitsvermittlungsdienste auf mich zukamen und mir ihre Dienste anboten. Ich sage ihnen, dass ich einen Formenbauer oder Formenbauer brauche. Sie kommen mit jemandem zurück, der eine Technikschule besucht hat und weiß, wie man eine einfache Maschine bedient, um ein Teil zu schneiden. Dann sagen sie: „Nun, das ist doch das, was Sie hier tun, oder?“ Teile abschneiden?‘“

Für das Führungsteam von True Die haben sich zwei Entscheidungswege herauskristallisiert: Investieren Sie in neuere Basismaschinen, die einem Maschinenbediener die Möglichkeit geben, ein Teil zu schneiden, oder investieren Sie in leistungsfähigere Maschinen-/Steuerungspakete, die es den Mitarbeitern ermöglichen, ihre Fähigkeiten, ihre Karriere usw. auszubauen das Unternehmen.

Im Jahr 2014 kaufte das Unternehmen seine erste ROMI-Maschine, angetrieben von seiner ersten Siemens-CNC. Das vertikale Bearbeitungszentrum ROMI D1000AP war mit dem Steuerungs- und Antriebspaket Siemens Sinumerik 828D ausgestattet.

„Wir wollten ursprünglich eine höhere Geschwindigkeit und Genauigkeit“, erinnert sich Tim Rietsma. „Mit den Formen schneidet man beide Hälften des Werkzeugs aus, dann müssen beide Hälften auf ein Tausendstel Zoll genau aneinander passen. Wenn Ihre Maschine das nicht kann, müssen Sie viel Zeit mit einer Handschleifmaschine auf einer Werkbank verbringen.“

Der Verzicht auf das Tischschleifen erwies sich als eine der unmittelbaren Amortisationen der ROMI-Siemens-Investition. Schleifbedingte Abweichungen in Präzision und Oberflächengüte wurden bald vermieden und die Rentabilität des Unternehmens durch die erhöhte Durchsatzkapazität gesteigert.

„Vor drei Jahren wurden die meisten unserer Oberflächenbearbeitungsarbeiten mit einer Vorschubgeschwindigkeit von etwa 50 bis 60 Zoll pro Minute durchgeführt“, sagt Rietsma. „Mit der Kombination von Siemens und ROMI erreichen einige unserer Vorschubgeschwindigkeiten bereits fast 200 Zoll pro Minute; Und was aus der Maschine kommt, ist ein Teil, das in viel kürzerer Zeit geschnitten wird, und das bietet dem Kunden gleichbleibend hohe Qualität.“

Das neue Maschinen-/Steuerungspaket hat dem Unternehmen weitere wichtige Erträge gebracht, die die Investition von Tag zu Tag besser aussehen lassen.

Bohren in einem Durchgang

Das vertikale Bearbeitungszentrum ROMI D1000AP verfügt über eine integrierte Kühlung beim Hochgeschwindigkeitsbohren. Das Kühlmittel fließt durch den Bohrer, um die Metallspäne aus den Spannuten zu spülen. Hartmetallbohrer halten viel länger und die Bohrzyklen wurden von fünf Minuten auf dreißig Sekunden verkürzt.

Jetzt kann die Werkstatt ein Loch in einem Durchgang bohren, anstatt wiederholte Auf- und Abgänge durchzuführen, um Metallspäne aus dem Loch und dem Bohrer zu entfernen. „Der Preis für ein Werkzeug kann also bei fünfundzwanzig Dollar für jedes der fünf Löcher liegen“, erklärt Tim Rietsma. „Unabhängig von der Geschwindigkeit können wir fünf dieser Löcher in der Zeit bohren, die früher für die Herstellung eines Lochs benötigt wurde.“

Allein diese Funktion gibt True Die, Inc. die Flexibilität, die Margen des Unternehmens zu erhöhen oder Aufträge strategisch zu bepreisen, um neue Geschäfte zu gewinnen, und manchmal auch beides.

Schneller ans ZielAuf Schritt und Tritt haben die Formen- und Gesenkprofis von True Die etwas Bemerkenswertes an der Sinumerik 828D CNC entdeckt, die ihr neues ROMI-Bearbeitungszentrum antreibt.

Eine wichtige Entdeckung war die Möglichkeit, die Maschine so zu programmieren, dass die zum Schneiden eines Teils benötigte Zeit minimiert wird. Eine Funktion namens „Advance Surface“ ermöglicht es der Werkstatt, die Formschnittgeschwindigkeit, Genauigkeit und Oberflächenqualität für die effizienteste Bearbeitungsbewegung zu optimieren. So kann beispielsweise die Maschinengeschwindigkeit (Geschwindigkeit) verringert werden, wenn der Werkzeugweg das präzise Schneiden scharfer Ecken erfordert (Genauigkeit), und beschleunigt werden, wenn die Bearbeitung durch grobe Schnitte erfolgt, um ein Teil mit den exakten Endanforderungen (Oberflächenqualität) herzustellen.

„Es ist eine Funktion, die alle Steuerungen übertrifft, die ich je gesehen habe“, sagt Rietsma. „Mit ein paar kurzen Klicks auf die Steuerung kann ich der Maschine sagen, dass ein bestimmter Block nicht so wählerisch in Bezug auf die Toleranz ist. Ich kann praktisch sagen: „Öffnen Sie die Toleranz“, und das erhöht die Geschwindigkeit der Maschine in dieser Sequenz. Wir können gleichzeitig die für die Form erforderliche Oberflächenbeschaffenheit und die maximale Geschwindigkeit der Maschine erzielen.“

Mehr als einfach zu bedienen Nahezu jede CNC-Marke auf dem Markt behauptet, einfach zu bedienen zu sein, aber wenn man sie sieht, dann glaubt man, sagt Tim Rietsma. „Siemens hat alle Konkurrenten überholt. Die CNC bietet volle grafische Unterstützung. Sie sehen, was Sie tun, während Sie ein Programm eingeben. Bei vielen anderen Steuerelementen schaut man sich das Buch an und versucht herauszufinden, was die Dinge bedeuten.“

Allerdings war die Investition in eine benutzerfreundlichere Siemens-Steuerung, die eine fortschrittliche ROMI-Maschine antreibt, für True Die, Inc. nicht das Endziel. Die größeren Ziele waren die Befähigung der Mitarbeiter in der Werkstatt, die Verbesserung des Geschäfts und ein Beitrag zu einem Werkzeugmacherberuf, der auf der Entwicklung von Wissen und Fähigkeiten aufbaute.

Über die „Konversation“ hinaus ermöglicht die Siemens-ROMI-Investition den Mitarbeitern des Shops, ihr Wissen und ihre Fähigkeiten auszubauen. „Wir lernen immer noch an der Maschine, jede Woche“, sagt Tim Rietsma. „Als die Maschine den Boden berührte, mussten wir Teile herstellen. Wir hatten keine Zeit, die CNC zu lernen. Und im Laufe der Wochen lernen wir dann noch ein bisschen mehr. Mit der Sinumerik 828D sind keine Grenzen gesetzt.“

Weitere nachgewiesene Vorteile der Maschinen-/Steuerungsinvestition waren die schnellere Produktion von Formen mit gleichbleibender Qualität; Sie nutzen ihre neu gewonnene Flexibilität, um auf derselben Maschine unterschiedliche Teile für unterschiedliche Kundentypen herzustellen. die Möglichkeit, alle Werkzeuge im Werkzeughalter zu benennen und aufzurufen; Reduzierung des Formenrippenschneidens von einem 20-stündigen Offline-EDM-Prozess auf einen 1,5-stündigen Fräsprozess an der Maschine; Der stundenlange Neustart der Referenzfahrt am Morgen entfällt, da ein Absolutwertgeber von Siemens die exakte vorherige Einstellung beibehält. und die Möglichkeit, frühere Haas- und Fanuc-Dateien ohne Verluste in die Siemens-Steuerung herunterzuladen und eine größere Bearbeitungsflexibilität zu gewinnen.

Vorausschauen Brian Brown, Inhaber und Präsident von True Die, Inc., ist besonders stolz auf die Position und Einstellung des Unternehmens zur Ausbildung von Werkzeugmachern. Er ist selbst gelernter Werkzeugmacher und setzt sich leidenschaftlich für den Schutz und das Wachstum des Handwerks durch die Einführung leistungsfähigerer Technologien und eine fundiertere Ausbildung ein.

„Unser Unternehmen verfügt über ein staatlich anerkanntes Ausbildungsprogramm“, betont Brown. „Und unser Geschäft wird durch Unternehmen wie Siemens und ROMI gefördert, die die Herausforderungen unserer Branche verstehen. Um unser Markt-/Produktangebot weiter zu verbessern, haben wir gerade unser zweites ROMI zur Bearbeitung von Rundwerkzeugen für die Tiefziehindustrie gekauft: eine C420-Drehmaschine mit einer Sinumerik 828D-Steuerung, die ausschließlich für das Hartdrehen verwendet wird.

Dieser Ansatz minimiert die Notwendigkeit, Rundwerkzeuge nach der Wärmebehandlung innen/außen zu schleifen. Beim Hartdrehen können vergleichbare Oberflächengüten und Toleranzen wie beim Schleifen erzielt werden, es ist jedoch ein wesentlich effizienterer Prozess.“

Das Handwerk des Werkzeugmachers mag sich verändert haben, aber für True Die, Inc. besteht der Weg in die Zukunft darin, in eine offenere Technologie zu investieren, die Wissen und Fähigkeiten aufbaut, erfinderisches Denken fördert und karriereorientierte Mitarbeiter belohnt, die neue Ideen in die Werkstatt einbringen Boden.

Mikroprozessorbasierte Steuerung für eine Werkzeugmaschine, die die Erstellung oder Änderung von Teilen ermöglicht. Eine programmierte numerische Steuerung aktiviert die Servos und Spindelantriebe der Maschine und steuert die verschiedenen Bearbeitungsvorgänge. Siehe DNC, direkte numerische Steuerung; NC, numerische Steuerung.

Flüssigkeit, die den Temperaturaufbau an der Schnittstelle zwischen Werkzeug und Werkstück während der Bearbeitung reduziert. Liegt normalerweise in Form einer Flüssigkeit vor, z. B. einer löslichen oder chemischen Mischung (halbsynthetisch, synthetisch), kann aber auch Druckluft oder ein anderes Gas sein. Aufgrund der Fähigkeit von Wasser, große Mengen an Wärme zu absorbieren, wird es häufig als Kühlmittel und Träger für verschiedene Schneidpasten verwendet, wobei das Wasser-zu-Massen-Verhältnis je nach Bearbeitungsaufgabe variiert. Siehe Schneidflüssigkeit; halbsynthetische Schneidflüssigkeit; Schneidflüssigkeit mit löslichem Öl; synthetische Schneidflüssigkeit.

Prozess, bei dem leitfähige Materialien durch kontrollierte Anwendung eines gepulsten elektrischen Stroms verdampft werden, der zwischen einem Werkstück und einer Elektrode (Werkzeug) in einer dielektrischen Flüssigkeit fließt. Ermöglicht die Bearbeitung von Formen mit hoher Genauigkeit ohne die inneren Spannungen, die bei der herkömmlichen Bearbeitung häufig auftreten. Nützlich bei der Herstellung von Stanzformen.

Geschwindigkeit der Positionsänderung des Werkzeugs als Ganzes relativ zum Werkstück während des Schneidens.

Rillen und Zwischenräume im Körper eines Werkzeugs, die die Entfernung von Spänen vom Schnittpunkt und das Auftragen von Schneidflüssigkeit auf diesen ermöglichen.

Bearbeitung mit mehreren auf einer Welle montierten Fräsern, im Allgemeinen zum gleichzeitigen Schneiden.

Bearbeitungsvorgang, bei dem Material vom Werkstück durch eine angetriebene Schleifscheibe, einen Stein, ein Band, eine Paste, ein Blech, eine Verbindung, einen Schlamm usw. entfernt wird. Es gibt verschiedene Formen: Flächenschleifen (erzeugt flache und/oder quadratische Oberflächen); Rundschleifen (für äußere zylindrische und konische Formen, Hohlkehlen, Hinterschnitte usw.); spitzenloses Schleifen; Anfasen; Gewinde- und Formschleifen; Werkzeug- und Fräserschleifen; spontanes Schleifen; Läppen und Polieren (Schleifen mit extrem feiner Körnung, um ultraglatte Oberflächen zu erzeugen); Honen; und Scheibenschleifen.

Einpunktschneiden eines Werkstücks mit einem Härtewert von mehr als 45 HRC.

Wert, der sich darauf bezieht, wie weit sich das Werkstück oder der Fräser linear in 1 Minute bewegt, definiert als: ipm = ipt 5 Anzahl der effektiven Zähne 5 U/min. Auch Tischvorschub oder Maschinenvorschub genannt.

Drehmaschine zum Sägen, Fräsen, Schleifen, Verzahnen, Bohren, Reiben, Ausbohren, Gewindeschneiden, Plandrehen, Anfasen, Nuten, Rändeln, Drehen, Abstechen, Auskegeln, Kegelschneiden sowie Nocken- und Exzenterschneiden als Stufen- und Geradeausdreher. Es gibt sie in verschiedenen Formen, von manuell über halbautomatisch bis hin zu vollautomatisch, wobei die Haupttypen Motordrehmaschinen, Dreh- und Konturdrehmaschinen, Revolverdrehmaschinen und numerisch gesteuerte Drehmaschinen sind. Die Motordrehmaschine besteht aus Spindelstock und Spindel, Reitstock, Bett, Schlitten (komplett mit Schürze) und Querschlitten. Zu den Merkmalen gehören Gang- (Geschwindigkeits-) und Vorschubwählhebel, Werkzeughalter, Verbundauflage, Leitspindel und Umkehrleitspindel, Gewindeschneidrad und Eilganghebel. Zu den speziellen Drehmaschinentypen gehören Durchgangsdrehmaschinen, Nockenwellen- und Kurbelwellendrehmaschinen, Bremstrommel- und Rotormaschinen sowie Spinn- und Pistolenlaufmaschinen. Für Präzisionsarbeiten werden Werkzeug- und Tischdrehmaschinen eingesetzt; erstere für Werkzeug- und Gesenkarbeiten und ähnliche Aufgaben, letztere für kleine Werkstücke (Instrumente, Uhren), normalerweise ohne Kraftvorschub. Modelle werden typischerweise nach ihrer „Schwingung“ oder dem Werkstück mit dem größten Durchmesser, das gedreht werden kann, bezeichnet. Bettlänge oder der Abstand zwischen den Mittelpunkten; und PS erzeugt. Siehe Drehmaschine.

CNC-Werkzeugmaschine zum Bohren, Reiben, Gewindeschneiden, Fräsen und Bohren. Wird normalerweise mit einem automatischen Werkzeugwechsler geliefert. Siehe Automatischer Werkzeugwechsler.

Bearbeitungsvorgang, bei dem Metall oder anderes Material durch Krafteinwirkung auf einen rotierenden Fräser entfernt wird. Beim Vertikalfräsen wird das Schneidwerkzeug vertikal auf der Spindel montiert. Beim Horizontalfräsen wird das Schneidwerkzeug horizontal montiert, entweder direkt auf der Spindel oder auf einem Dorn. Das Horizontalfräsen wird weiter in das konventionelle Fräsen unterteilt, bei dem sich der Fräser entgegen der Vorschubrichtung oder „nach oben“ in das Werkstück hinein dreht. und Gleichlauffräsen, bei dem sich der Fräser in Vorschubrichtung oder „nach unten“ in das Werkstück dreht. Zu den Fräsvorgängen gehören Plan- oder Flächenfräsen, Schaftfräsen, Planfräsen, Winkelfräsen, Formfräsen und Profilfräsen.

Der minimale und maximale Betrag, um den eine Werkstückabmessung von einem festgelegten Standard abweichen darf und dennoch akzeptabel ist.

Das Werkstück wird in einem Spannfutter gehalten, auf einer Planscheibe montiert oder zwischen Spitzen befestigt und gedreht, während ein Schneidwerkzeug, normalerweise ein Einschneidewerkzeug, entlang seines Umfangs oder über sein Ende oder seine Fläche in das Werkstück eingeführt wird. Dies erfolgt in Form eines geraden Drehens (Schneiden entlang der Peripherie des Werkstücks); Kegeldrehen (Erzeugung eines Kegels); Stufendrehen (Drehen unterschiedlich großer Durchmesser am gleichen Werkstück); Anfasen (Abschrägen einer Kante oder Schulter); zugewandt (ein Ende abschneiden); Drehgewinde (normalerweise extern, können aber auch intern sein); Schruppen (großer Metallabtrag); und Endbearbeitung (letzte Lichtschnitte). Wird auf Drehmaschinen, Drehzentren, Spannmaschinen, Schraubautomaten und ähnlichen Maschinen durchgeführt.