Vielfältiger Einsatz der Leitz PMM-C Ultra bei kleinen Präzisionsteilen

Bevor ein Präzisionsformteil, eine Sonderschraube oder ein Bewegungselement im Endprodukt verbaut werden kann, muss es mehrere Prozessschritte durchlaufen. Den Anfang markiert die Entwicklung bei SFS intec mit einer Konstruktionszeichnung des Kunden. Das Ziel: in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden vor allem die Funktion des jeweiligen Teiles auf wirtschaftliche Weise sicherstellen. Sei es eine Verzahnung für den Kettenantrieb eines Motors, eine Miniaturschraube für ein Mobiltelefon oder ein Getriebeteil für eine Bohrmaschine. Zum anderen ist es Aufgabe der Entwicklung das Teil so auszulegen, dass es mithilfe der Pulvermetallurgie oder der Kaltmassivumformung hergestellt werden kann – Technologien, die am Standort Heerbrugg zum Einsatz kommen. Vor allem bei komplexen Geometrien greift SFS intec auf die Pulvermetallurgie zurück. Geht es darum, Teile mit hohen Festigkeitswerten in großen Serien herzustellen, macht sich SFS intec die Kaltmassivumformung zunutze. 

Messtechnik im Werkzeugbau

Entscheidend für die Qualität der Teile, die über Kaltmassivumformung gefertigt werden – wie Ritzel für Anlasser oder Gurtsysteme – ist jedoch auch die Beschaffenheit des Werkzeuges. Die korrekte Auslegung von Matrize und Stempel liegt in der Verantwortung der Konstruktion im technischen Büro bei SFS intec. Schleifen, Senkerodieren, Drehen und Fräsen gehören zu den Aufgaben der Mitarbeiter des Werkzeugbaus. Geprüft werden die Werkzeuge mit zwei Brown & Sharpe Koordinatenmessgeräten der Reihe Chamäleon, die seit 2000 zum  Maschinenpark des Unternehmens zählen. Bis zur Anschaffung der Leitz PMM-C Ultra fünf Jahre später wurden auf diesen Koordinatenmessgeräten viele Messaufgaben vorgenommen. Durch die stetig steigenden Kundenanforderungen – vor allem auf Seiten der Automobilindustrie – wuchsen die Ansprüche an die Koordinatenmessgeräte entsprechend. Das Bedürfnis nach einer präziseren Maschine kam auf, die auch komplexere Messaufgaben meistern sollte. Die Wahl fiel auf die Leitz PMM-C Ultra aufgrund ihres guten Preis-LeistungsVerhältnisses sowie ihrer hohen Genauigkeit und Geschwindigkeit. Insbesondere die hohe Genauigkeit im scannenden Modus überzeugte.

Die Leitz PMM-C Ultra bei SFS intec verfügt über eine volumetrische Längenmessabweichung von 0,4 + L/1000 µm  und ist im Klimaraum untergebracht. Entsprechend der Ausrichtung des Unternehmens auf kleine Teile, verwenden die Mitarbeiter im Bereich Messtechnik bei SFS intec auf der Leitz PMM-C Ultra standardmäßig Taster mit einem Durchmesser von 0,5 Millimetern. Neben PC-DMIS macht das Personal bei Verzahnungsgeometrien und komplexen Geometrien von der Messsoftware Quindos Gebrauch. Der Messbereich liegt bei 1200 mm x 1000 mm x 700 mm.

Support während der Entwicklung...

Der Einsatz der Leitz PMM-C Ultra gestaltet sich bei SFS intec vielfältig: Das KMG wird für die Messung von Lehren, Aufnahmen, Stichproben aus der Serienproduktion und komplexen Teile aus der Fertigung genutzt, außerdem für die Erstmusterprüfung und die Unterstützung bei Prozessanalysen. Große Stückzahlen von Teilen mit werkzeuggebundenen Maßen werden bei SFS intec mithilfe einer maschinellen 100%-Kontrolle geprüft, kleinere Chargen direkt durch den Produktionsmitarbeiter selbst mithilfe von Lehren. Die Vorteile der Lehren liegen im einfachen Handling und in der Zeitersparnis. Maßgeblich beteiligt an der Entwicklung der Lehren ist der Bereich Messtechnik. „Für die Überprüfung der in Serie produzierten Teile benötigen wir generell keine hochgenaue 3D-Messmaschine. Pressteile haben schließlich keine tausendstel Toleranz. Für die Kunden ist es wichtiger, dass alle Teile gleich sind und somit maschinell verbaut werden können. Eine funktionsorientierte Prüfung der Serienteile beispielsweise durch Lehren ist daher ideal. Mit den Lehren prüfen wir Verzahnungsgeometrien in der Produktion, z. B. das gesamte Profil, die Zahnbreite, den Innendurchmesser des Teils. Wesentlich ist, dass die Lehren exakt ausgelegt sind. Sie werden mit einer Toleranz von 5 µm hergestellt. Auf ein hochgenaues Koordinatenmessgerät wie die Leitz PMM-C Ultra sind wir somit bei der Messung der Lehren angewiesen“, erklärt Walter Vetter, Teamleiter des Bereichs Messtechnik bei SFS intec in Heerbrugg.

Während der Startphase eines Projektes nehmen die Messtechniker eine weitere wichtige Rolle ein: „Bei der Erstmusterprüfung nutzen wir das Leitz KMG beispielsweise ebenfalls“, sagt der Messtechniker Urs Köppel. Da die Durchlaufzeit für die Herstellung eines Erstmusters gering ist, muss auch die Messung des Musters schnell vonstattengehen. Lehren können in diesem Fall bei SFS intec nicht immer eingesetzt werden. Schließlich wird das Design in kleinen Abmaßen noch bis kurz vor Fertigstellung des Musters verändert, was eine termingerechte Fertigung von Lehren unmöglich macht. Die Leitz PMM-C Ultra ist für die Erstmusterprüfung daher das Richtige hinsichtlich Schnelligkeit und Präzision.

 

...und bei der Produktion.

Später während der Produktionsphase zieht das Messtechnik-Team erneut Nutzen aus der hochgenauen Messmaschine: „Mit der Leitz PMM-C Ultra unterstützen wir die unterschiedlichsten Bereiche in unserem Unternehmen. Das fängt bereits bei der Entwicklung an und geht mit der Produktion weiter. Stichproben aus der Serienproduktion prüfen wir mit diesem KMG“, so Urs Köppel. Ebenfalls auf den Granittisch gelangen komplexe Teile, die in der Produktion nicht geprüft werden können. Die Erkenntnisse, die das Team durch die Messung der komplexen Teile gewinnt, fließen direkt in die Produktion mit ein. Die Messtechniker sind so in der Lage, den Mitarbeitern in der Produktion wertvolle Hilfestellung zu geben. Sie definieren beispielsweise, ob die Matrize oder die Maschinenwerte verändert werden sollten. Am Ende stehen verbesserte Produktionsprozesse und somit eine hohe Qualität der Teile. Produktionsprozesse zu optimieren steht auch bei gezielten Prozessanalysen im Vordergrund. Bei bestimmten Prozessen, die zu Fehlteilen geführt haben, konnte dank der Leitz PMM-C Ultra der Vorgang genau unter die Lupe genommen und die Fehlerquelle beseitigt werden. „Für einen Kunden aus dem Dieselsektor haben wir ein Teil produziert, das aus einem Teller und einem Schaft bestand. Beim letzten Arbeitsschritt hat sich der Teller jedoch stets verbogen. Die einzelnen Schritte haben wir dann durchleuchtet, also das Teil nach jedem Schritt gemessen. Dabei sind herkömmliche Form- und Lagetoleranzen wie Parallelität und Rechtwinkligkeit nicht mehr gefordert. Dann müssen wir beispielsweise wissen, wie sich ein bestimmter Punkt auf der Oberfläche von Schritt zu Schritt verändert. Diesen Punkt müssen wir immer wieder an derselben Position feststellen können, in derselben Ausrichtung und Tiefe. Mit der Maschine von Leitz sind wir in der Lage, solche Analysen durchzuführen und den Produktionsprozess so zu verändern, dass das Teil letztlich stimmt. Bei dem besagten Teil fanden wir über unsere Untersuchungen heraus, dass wir außerhalb der Fertigteiltoleranz pessen müssen. Bei der Nachbearbeitung wurde Material weggedreht, das Material entspannte sich  dann in den Toleranzbereich hinein, in dem wir fertigen mussten“, erläutert Walter Vetter. Auch in diesem Fall hat sich die Leitz PMM-C Ultra als wichtiges Hilfsmittel für die Prozessverbesserung erwiesen. Und Walter Vetter fügt hinzu: „Ein weiterer Pluspunkt im Haus Hexagon Metrology zu bleiben, war die Kompatibilität zu den bestehenden Maschinen. Auf allen Maschinen nutzen wir PC-DMIS. Außerdem erhalten wir den Support von einem Unternehmen sowohl für die Anwender der Brown & Sharpe Maschinen als auch für die Nutzer der Leitz PMM-C Ultra. Dank der Leitz PMM-C Ultra können wir jetzt Messaufgaben realisieren, die vorher für uns nicht lösbar waren.“

Stetige Prozessverbesserung und Prozessbeherrschung sowie hohe Qualität sind Ziele, die sich SFS intec auf die Fahnen geschrieben hat. Die Leitz PMM-C Ultra hilft dem Messtechnik-Team Tag für Tag dabei, dieses Ziel in die Tat umzusetzen. Das hochgenaue Koordinatenmessgerät wird auch in Zukunft Einfluss darauf haben, dass bei SFS intec weiterhin reibungslos gepresst, gedreht, geschliffen, gerollt und gewalzt werden kann.