Höhere Qualität, niedrigere Kosten muss kein Widerspruch sein.

Bei der Produktion von Rillmatrizen aus Pertinax ist der Fräserverschleiß ein hoher Produktionskostenanteil. Zusätzlich bedeutet Werkzeugverschleiß im Produktionsprozess immer eine schleichende Abnahme der Qualität. Schwankende Parameter der Rillkanäle bedeutet keine Prozesssicherheit für die stanzende Industrie und somit auch Störungen bei der Befüllung von Automatenverpackungen. Die Anforderung ist kostengünstige Produktion in konstanter Qualität und für diese Anforderung gibt es die passende Lösung. Denn Werkzeugverschleiß und Maschinenrüstzeit sind die größten Kostentreiber bei der Produktion von Rillmatrizen aus Pertinax.

CITO aus Schwaig bei Nürnberg hat hierzu eine Studie im hauseigenen DFG (Die Future Group) CENTER durchgeführt. Getestet wurde die Standzeit von in der Branche sehr häufig eingesetzten Graviersticheln im Vergleich zu speziell entwickelten Highspeed Kanalfräsern. Der Test fand mit identischen Fertigungsparametern statt. Gefräst wurden Kanäle mit einer Breite von 1,3 mm und einer Tiefe von 0,5 mm. Als Testmaterial wurde CITO BROWN Standard (einfach glasverstärkt) verwendet. Das Eintauchen ins Material fand horizontal statt. Bereits nach 100 m Frässtrecke zeigte der Gravierstichel erhebliche Verschleißerscheinungen und damit einhergehende Qualitätseinbußen bei der Kanalbreite sowie ein Ausfransen der Kanalkante.

Mit dem CITO Highspeed Fräser konnten mehr als 1.100 Meter ohne nennenswerte Veränderung der Kanalqualität gefräst werden. Bei anhaltend hoher Qualität konnte die Standzeit der Werkzeuge um über 1.000 % gesteigert werden. Der schnelle Verschleiß von herkömmlichen Graviersticheln führt zu erhöhten Kosten. Längere Standzeiten von Qualitätswerkzeugen reduzieren nicht nur die Kosten für Werkzeugverschleiß, sondern erhöhen auch die Effektivität durch geringere Stillstandzeiten der Fräsmaschinen aufgrund notwendiger Werkzeugwechsel. Dieser bessere Kosten-Nutzen-Effekt macht sich nicht nur bei der Produktion von Rillmatrizen bemerkbar.

Die Konsequenz der konstant gleichbleibenden Rillkanalqualität zeigt sich letztlich an der Performance der Faltschachtelklebemaschine und der Abpackanlagen. Gleichbleibende Rückstellkräfte oder die gleichbleibende und symmetrische Ausprägung der Rillung erhöhen den reibungslosen Output der Verpackungs- und Aufrichtmaschinen und bringen somit einen echten Nutzen am Ende der Produktionskette.

Was bedeutet das nun in der leistungsorientierten Produktion von Stanzformen? Bisher war es schwierig, den richtigen Zeitpunkt des Fräsertausches zu bestimmen. Es gab dafür keine entsprechend genauen Messvorrichtungen. Mit dem Messgerät CITO CounterControl wurde bei der Studie die fortlaufende Qualitätssicherung während des Fräsens durchgeführt, um Abweichungen der Rillkanäle zu prüfen und entsprechende Gegenmaßnahmen zu treffen. Übertragen auf die Produktion können somit nicht nur Abweichungen in der Endkontrolle festgestellt werden, sondern schon vorher durch Bestimmung des richtigen Zeitpunktes für einen Fräserwechsel die Qualität verbessert werden. Dadurch ergeben sich auf der Kostenseite zusätzlich starke Einsparungen.

Für die Studie wurden folgende Parameter verwendet:

Vorschub:

66 mm / Sekunde

Eintauchgeschwindigkeit:

1 mm / Sekunde

Drehzahl:

50.000 U/min

Bearbeitungstiefe:

0,5 mm

Frässtrategie:

Gleichlauf

Gefräste Meter / Platte:

100,16 Meter

Eintritte Fräser / Platte: 200

30 U/min

Gefräste Platten / Gesamt:

11

Gefräste Meter / Gesamt:

1.101,76 Meter

Eintritte Fräser / Gesamt:

2.200

Der herkömmliche Gravierstichel war bereits nach 100 m Produktionsleistung soweit verschlissen, dass die allgemein gültige Toleranz in der Nutkanalbreite von 0,05 mm unterschritten wurde. Der Nutkanal mit einem Nennwert von 1,30 mm betrug nur noch 1,25 mm. Nach weiteren 100 m Frässtrecke war der Gravierstichel soweit abgenutzt, dass nur mehr eine Kanalbreite von 1,18 mm erreicht werden konnte. Nach der Laufleistung von weiteren 100 m, also bei insgesamt 300 m, war nur noch eine Kanalbreite von 1,14 mm Breite zu messen. Bei Testende nach 1.100 m Frässtrecke wiesen die mit dem CITO Highspeed Fräser gefrästen Nutkanäle eine Breitenabweichung von 0,02 mm auf und lagen damit immer noch im Toleranzbereich.

Fazit des Tests ist: Gleichbleibende Qualität und Prozesssicherheit bei gleichzeitiger Reduzierung der Kosten sind erreichbar. Eine Win-win-Situation für Stanzformenproduktion, die stanzende Industrie und verpackende Betriebe.

Jürgen Mariën