Blindflug ade! Per präziser Messtechnik zu neuem Prozess­verständnis im Werkzeug- und Formenbau

Fabian Diehr im Gespräch mit Stefan Zecha und Daniel Gruber

Der technologische Fortschritt findet im Werkzeug- und Formenbau in den vergangenen Jahren nicht erdrutschartig, sondern im immer optimaler werdenden Zusammenspiel der einzelnen Fertigungs- und Organisationsbereiche statt. Nun präsentieren Zecha und Cimtrode mit der C-View Proof eine optische Prüfmaschine auf völlig neuem Niveau. Stefan Zecha, Geschäftsführer von Zecha, und Daniel Gruber, Geschäftsführer von Cimtrode, ordnen im Interview die verschiedenen Produkte ein und heben die Mehrwerte für Werkzeugmacher hervor.

Herr Gruber, Herr Zecha, wie kam es zur Kooperation Ihrer beiden Unternehmen?
Gruber: Zu Beginn haben wir die Messmaschinen für den Eigenbedarf entwickelt, für den Einsatz in unserer Graphitbearbeitung. Mit der Zeit sind dann Kunden auf die Geräte aufmerksam geworden, also haben wir sie 2009 auf den Markt gebracht und auch den Anwendern von Fräs- und Bohrwerkzeugen angeboten. Mancher Hersteller fand das zunächst gar nicht gut, da die gelieferte Qualität plötzlich recht einfach vom Nutzer überprüfbar wurde. Zecha hingegen war Kunde der ersten Stunde. Durch unsere enge Vernetzung im Bereich der Prüfmaschinen waren wir also seit Jahren in Kontakt und haben immer gesagt, wenn es mal ein Projekt gibt, wo wir richtig perfekt zusammenpassen, dann gehen wir das im Team gemeinsam an. Und das haben wir jetzt mit der Entwicklung der C-View Proof getan. 

Sie sprechen ja von einer ganzen Familie von optischen Prüfmaschinen, wie groß ist diese?
Gruber: Insgesamt gibt es drei verschiedene Versionen: Die C-View 75 für den Einstieg, die C-View 500, die oft im Bereich der Mikropräzision eingesetzt wird, und dann die neue C-View Proof, die wirklich ein Komplettpaket liefert und neue Maßstäbe setzt

Was macht die «Proof» so einzigartig?
Zecha: Die Messung auf der Spindel gibt es auf diesem Level sonst nirgendwo auf dem Markt. Und wir können Geometrien und Rundlauf tatsächlich in echt vermessen – ganz ohne Software­kompensation. Hochpräzise und mit der Original-Anzugskraft an der HSK-Aufnahme und mit unseren selbst gefertigten High-End-Spindeln auf allerhöchstem Niveau. Diese sind die entscheidenden Komponenten: Sie simulieren die genauen Bedingungen der HSC-Fräsmaschine und bieten eine stabile Basis für Messungen, da sie mit derselben Einzugskraft wie die Spindel in der Maschine arbeiten. Daher sind die C-View-Messungen repräsentativ für den tatsächlichen Fräsprozess und ermöglichen ein funktionales Überprüfen mit höchster Genauigkeit. So kann der Endnutzer außerhalb der Maschine messen, während man sich mit dieser voll aufs Fräsen konzentrieren kann.

Also schneller und genauer …
Zecha: Und planbar genau! Das erste Stichwort ist klar das Thema Rundlauf. Der definiert ja am Ende die Präzision bei der Fräsbearbeitung. Vor allem wenn automatisiert gefertigt wird und man mit Schwesterwerkzeugen arbeitet, kann unsere Maschine hier präzise prüfen und dem Werkzeugmacher die Möglichkeit geben, die Fräser zu selektieren, die im selben Toleranz­bereich liegen. 

Dazu kommt natürlich auch generell das Thema Eingangskontrolle.
Zecha: Klar, der Werkzeugmacher kann die gelieferte Ware nun direkt überprüfen. Da haben mir auch schon manche gesagt: Bist du verrückt geworden, wie kannst du so was anbieten? Aber ich finde das gut, wir versprechen ja Qualität. Und der Kunde kann sich damit selbst ein Bild machen und die Beschaffenheit unserer Produkte bewerten.

Lassen sich per C-View-Anwendung auch Werkzeugkosten sparen?
Gruber: Der Verschleiß der Bearbeitungswerkzeuge kann hier sehr schnell optimiert werden. Der Anwender sieht die Abnutzung deutlich früher und genauer. Er zerspant zuerst, kann dann den Fräser im eingespannten Zustand in die Prüfmaschine geben und hier genau erkennen, wo und weshalb eine Abnutzung entstanden ist. Bei einem Kugelfräser lassen sich so bei der Fünf-Achs-Bearbeitung einfach die Segmente weiternutzen, wo die Schneide noch gut ist – man muss einfach den Fräser in den intakten Bereich schwenken.

Dieses Vorgehen haben Sie gemeinsam ja bereits während der «Milling Challenge» demonstriert.
Zecha: Ja, bei diesem Event hatten wir 2021 eine Fräsmaschine 30 Tage durchlaufen lassen und mit Cimtrode als Partner nach 27 km Fräsbahnen die minimalen Form- und Oberflächenabweichungen des Bearbeitungswerkzeugs dokumentiert. Der wesentliche Lerneffekt entstand aber bereits beim Zusammenfügen des Iguana-Fräsers mit der HSK-Aufnahme. Wenn aus zwei Stücken eines wird, können sich im besten Fall die Toleranzen von Bearbeitungswerkzeug und Aufnahme aufheben, im schlechtesten Fall addieren … Genau das ist uns auch zunächst passiert und hat uns aber gezeigt, wie wichtig diese Messungen sind. Denn das Fügen von Fräser und Aufnahme sind tägliche Abläufe im Werkzeug- und Formenbau. Mit unseren Prüfmaschinen hat man nun die Möglichkeit, genau herauszufinden, wo eine solche Toleranz wirklich herkommt. So gesehen eine ganz wichtige Erfahrung. 

Raus aus dem «Blindflug», könnte man sagen …
Gruber: Genau. Durch den Einsatz der Maschine lernt der Anwender seine eigenen Prozesse noch mal besser kennen. Er deckt deutlich schneller unerwartete Toleranzen auf und spart letztlich auch extrem viel Zeit. Man erkennt nun einfach Dinge, die bisher nicht prüf- und messbar waren. 

Die Cimtrode-Messgeräte sind also ein wichtiger Baustein bei der hochpräzisen Fräsbearbeitung. Muss hier die Umgebungstemperatur bei der Messung kontrolliert werden? 
Zecha: Bei Fräsern für die Mikrobearbeitung fällt wegen der geringen Dimensionen der Bearbeitungswerkzeuge und durch den sehr niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten des Hartmetalls die Maß-Veränderung bei Temperaturschwankungen zum Glück vernachlässigbar gering aus. Dennoch gibt es die C-View-Geräte auch mit Temperatursensor.

Wenn man so genau arbeitet, lassen sich dann auch Rückschlüsse aufs bearbeitete Bauteil ziehen?
Zecha: Also Stichwort «Inverse Messung»: Das geht natürlich. Wenn man mikrometergenau weiß, wie das Werkzeug aussah, als es den letzten Span gemacht hat, weiß man auch, wie die gefräste Kontur dimensioniert ist – auch wenn man diese taktil gar nicht vermessen kann. Kurzum: Unsere Geräte wurden für diejenigen entwickelt, die es wirklich genau machen wollen! Und wenn man’s ganz genau macht, ergeben sich wieder weitere Vorteile durch unsere Mess-Systeme.

Gibt es auch einen speziellen Service für die Cimtrode-Messmaschinen?
Gruber: An sich muss nur nach einem Windows-Software-Update neu kalibriert werden. Ansonsten kann die Maschine langfristig genutzt werden. Es kommt natürlich auch immer auf das Umfeld an, in dem die Maschine genutzt wird. Spielen bei der Qualitätssicherung auch Zertifizierungsprozesse eine Rolle, dann muss das Gerät einmal im Jahr wieder zu uns, um kalibriert und gewartet zu werden. Aber auch hier haben wir einen guten Komplettservice mit Transportsystem entwickelt. Das Gerät kann einfach per Spedition oder Flieger geschickt werden. Zur Zertifizierung und Qualifizierung ist das einfach notwendig. Vor der Erstnutzung bieten wir natürlich Schulungen an und für Fragen sind wir auch immer erreichbar.

Mit wem kann ich denn bei Fragen sprechen?
Gruber: Mit Menschen, die selbst täglich mit der Maschine arbeiten. Bei Zecha sind die Maschinen im Einsatz und bei Cimtrode gibt es unseren Entwicklungsraum, wo unsere Maschinen logischerweise täglich genutzt werden. Daher sprechen mit dem Anwender immer Personen, die die Prozesse in- und auswendig kennen.