1.000 Tonnen im Griff

Technik/Oberflächen und Kanten

In der Umformtechnik für den Automobilbau benötigt ein Zulieferer Werkzeugbeschichtungen, die kein Limit scheuen. Eine neue Hochleistungsschicht schraubte die Standzeit in der Serienfertigung auf das Vier- bis Fünffache.

17. Oktober 2017
Achim Boos (r.), Leiter des Werkzeugbaus bei Ernst, und Robert Karle von Oerlikon Balzers begutachten einen Ziehring und ein geformtes Gehäuse. Bild: Oerlikon Balzers
Bild 1: 1.000 Tonnen im Griff (Achim Boos (r.), Leiter des Werkzeugbaus bei Ernst, und Robert Karle von Oerlikon Balzers begutachten einen Ziehring und ein geformtes Gehäuse. Bild: Oerlikon Balzers)

Ein rhythmisches Wummern schallt durch die gut bestückte Produktionshalle von Ernst Umformtechnik im badischen Oberkirch-Zusenhofen bei Offenburg. Im Sekundentakt formen Stanzautomaten, Transfer- und Stufenpressen mit bis zu 10.000 Kilonewton Druckkraft viele Hunderttausende Teile im Monat um. Dabei müssen Qualität und Prozesse absolut stimmen – weltweit.

Die Ernst-Gruppe produziert in Deutschland, Frankreich, USA und China nach standardisierten Prozessen und Werkzeugkonzepten auf Basis eines weitgehend baugleichen Maschinenparks. So lassen sich Werkzeuge international verlegen, um in derselben Güte an anderer Stelle zu produzieren. Lean Management wird systematisch verfolgt, alle Arbeitsabläufe werden permanent überprüft und dokumentiert, um immer effizienter zu werden.

Die Beschichtung als wesentliche Komponente

Dahinter stehen Auftraggeber hauptsächlich aus der Automobilindustrie, die mit Adleraugen auf perfekte Qualität achten. Gerade in der Hochlaufphase, wenn die Stückzahlen eines Produkts in die Höhe schießen, gilt es stets einen reibungslosen Fertigungsprozess sicherzustellen. Dies ist gerade der Fall für ein spezielles Gehäuse (Material: S 380 MC) eines Doppelkupplungsgetriebes, das mit dem Ziehring eines Transferwerkzeugs in Form gebracht wird.

Rund 25.000 Stück und mehr werden davon pro Monat hergestellt. Dies geht prozesssicher nur mit Einsatz von Beschichtungen und Schmierstoffen. »Ansonsten käme es aufgrund der extrem hohen Werkzeugbelastungen zu abrasivem Verschleiß und Beschädigungen im Ziehring, was wiederum zu Riefen im Bauteil und somit zu Ausschuss führen würde«, erläutert Achim Boos, Leiter des Werkzeugbaus in Zusenhofen.

CrAlN- ersetzt TiCN-Beschichtung

Deshalb wurde zunächst bei der Werkzeugentwicklung eine TiCN-Standardbeschichtung verwendet. Geht es aber später um strikte Lieferzeiten für größere Mengen und damit um Steigerung von Standzeiten, Verkürzung von Rüstzeiten und Kostenreduzierung, dann sind Hochleistungsschichten gefragt. Hier hatte Robert Karle, Kundenberater von Oerlikon Balzers, schon früh eine Empfehlung: Balinit Formera.

Für die CrAlN-basierende Schicht sprachen gute Argumente: Speziell entwickelt für hochfeste Stähle und anspruchsvolle Anwendungen in der Metallumformung, bietet sie bei hoher Schichthaftung und Mikrohärte besten abrasiven Verschleißschutz und widersteht auch modernen, hochfesten Stählen. Gegenüber CVD-Schichten punktet sie mit einer mikrometerdünnen Dicke und ermöglicht so höchste Maßhaltigkeit.

Vier- bis fünffache Standzeit

Erste Erfahrungen bestätigten die Erwartungen: Balinit Formera übertraf die Standzeit im Vergleich mit der TiCN-Schicht auf das Vier- bis Fünffache. »Potenzial für mehr ist klar vorhanden. Die Schicht ist ein aussichtsreicher Kandidat für ähnliche anspruchsvolle Anwendungen«, glaubt Achim Boos.

Dazu könnte es recht bald Gelegenheit geben: Ernst will bis 2019 allein in den Standort Oberkirch mehr als 30 Millionen Euro investieren und vor allem die Produktion erweitern. Der Bau eines neuen Gebäudes soll Ende 2017 beginnen. Darin sollen auch Pressen mit 16.000 Kilonewton Druckkraft arbeiten – für Leistungen am Limit.

Blechexpo Stand 9106

Erschienen in Ausgabe: 06/2017