Spanlos in Form

Fokus - Drücken

Sie wollen Bleche schnell und wirtschaftlich zu einem rotationssymmetrischen Produkt formen und gleichzeitig Material sparen? Dann lohnt es sich, sich mit der Technik von Drückmaschinen auseinanderzusetzen. Auch wenn Drückmaschinen nach wie vor ein Nischenprodukt sind, ist es einen Versuch wert, einen genauen Blick auf sie zu richten. Wir haben uns einmal bei der Abacus Maschinenbau GmbH in Osnabrück Drückmaschinen der neuesten Generation angesehen.

17. Oktober 2017
Rotationssymmetrische Blechkörper wie dieser Posaunenschalltrichter können durch Drücken nahtlos hergestellt werden. Bild: hut
Bild 1: Spanlos in Form (Rotationssymmetrische Blechkörper wie dieser Posaunenschalltrichter können durch Drücken nahtlos hergestellt werden. Bild: hut)

Drückmaschinen wurden lange Zeit nur von einer relativ kleinen Anwendergruppe nachgefragt. Das führte dazu, dass auch die Modernisierung und Weiterentwicklung dieser Maschinen nicht so richtig voran ging. Die etablierten Hersteller und Lieferanten von Drückmaschinen hielten sämtlich an der althergebrachten Technik fest. Innovationen oder Neuentwicklungen waren in den Jahre zwischen 2008 und 2010 nicht zu erwarten. Die Kundschaft verlangte jedoch höhere Produktivität durch den Einsatz moderner Maschinen und auch eine bessere Produktqualität. In diese offensichtliche Lücke drängte der Osnabrücker Maschinenbauer Abacus. Wie sich herausstellte, hatten die Geschäftsführer Derk Weber und Thorsten Beling im Jahre 2009 mit ihrer Entscheidung, moderne Drückmaschinen zu entwickeln, nicht falsch gelegen. Es war trotzdem, wie sich Thorsten Beling erinnert, eine große Herausforderung, weil bis zu diesem Zeitpunkt bei Abacus nur Erodier-Bohrmaschinen und beim Partner WF Maschinenbau Fräsmaschinen gefertigt wurden.

Nachdem sich die Konstrukteure zunächst mit der bisher praktizierten Methode, Drückmaschinen zu bauen, beschäftigt hatten, entschieden sie sich nach gründlichen Analyse, Drückmaschinen völlig anders zu konstruieren. Erfahrungen mit CNCs waren bereits vorhanden. Deshalb gehörte zur ersten großen Änderung der Umstieg auf ihre bereits etablierte, eigene Steuerung für die Drückmaschinenserie. Weil Premo das lateinische Wort für ›ich rücke‹ oder ›ich presse‹ ist, war auch schnell der Name für die neuen Maschinen gefunden. Das erste Modell war die ›Premo 600‹ für Blechronden bis zu einer Größe von 600 mm Durchmesser. Diese Neuentwicklung, die im Jahre 2012 auf der Fachmesse Euroblech für Aufsehen sorgte, bezeichnet Thorsten Beling noch heute als einen wesentlichen Meilenstein in der Unternehmensgeschichte. Damit meint er die Kombination aus Maschinenbau, Antriebstechnik, Steuerungstechnik und Software, die vom ersten Kunden gut angenommen wurde. Produziert wurden Leuchtenreflektoren, die nicht nur in den Abmessungen vollkommen identisch sondern auch von einer hohen Oberflächenqualität sein mussten.

Auf Kundenwunsch: immer größer, immer stärker

Dieser erste Erfolg führte bei Abacus zur Verkaufsstrategie, nicht nur diese Maschinen in Europa, sondern weltweit anzubieten. Intensive Geschäftsbeziehungen zu Kunden aus den USA bestätigen die Richtigkeit dieses Vorhabens. Seit 2012 ist Abacus mit den Maschinen Dauergast auf der Euroblech in Hannover. Dort wurden dann seitens der Kundschaft weitere Wünsche geäußert, was die Leistungsfähigkeit der Maschinen angeht. So sollten nicht nur größere, sondern auch dickere Bleche (Ronden) verarbeitet werden können. Das führte zu den Weiterentwicklungen Premo 1000 und Premo 1200. Letztere kam in diesem Jahr auf den Markt und kann Stahlbleche bis zehn Millimeter Dicke verarbeiten. Für Edelstahl liegt die Maximaldicke bei rund acht Millimeter. Mit der Premo 1200 Gemini können nun sogar Ronden dieser Stärken mit 1.200 Millimeter Durchmesser verarbeitet werden.

Freie Programmierung mit CNCs

Als Hardware für die Steuerung ›Premo Kompakt‹ werden Komponenten aus dem Hause Beckhoff eingesetzt. Diese besitzen einen Softwarekern, Twincat, die es Abacus ermöglichen, ihre eingesetzten Servomotoren einzeln und direkt anzusteuern. Aus Sicht des technischen Geschäftsführers Derk Weber ist das ein großer Vorteil, weil »mit der in den Steuerung implementierten Drückparametern die Kontur der Drückrollen auch während der Produktion auf Verschleiß geprüft werden kann. Zusätzlich können während der Produktion über spezielle Mess-Sensoren die Druckkräfte, die auf die Rollen einwirken, genau überwacht werden. Diese Kräfte sind über eine spezielle Federvorspannung frei einstellbar.«

Der Einsatz dieser Technik garantiert, wie Thorsten Beling in diesem Zusammenhang nicht ohne Stolz erklärt, im Zusammenspiel mit der eingesetzten prozessorientierten Software exzellente Oberflächen mit kurzen Glanzzeiten. So wird eine perfekte Reproduzierbarkeit bei gleichzeitig hoher Wirtschaftlichkeit durch geringe Ausschussquoten erreicht. Aufwändige Nachbearbeitungsschritte zur nachträglichen Optimierung der Oberflächengüte entfallen so.

Servo statt Hydraulik

Die PC-Steuerung selbst ist mit Touch-Screen-Eingabe ausgestattet, die den Bediener nicht nur ›führt‹, sondern auch unterstützt. Ein lernendes Programmiersystem, das ›Premo-Agent‹, lässt weiteren Spielraum für eine große Anzahl möglicher Produktvarianten. Thorsten Beling kommt in diesem Zusammenhang sofort auf die große Anzahl möglicher Teile zu sprechen, die mit Drückmaschinen hergestellt werden können. Dazu gehören Felgenschüsseln, Raketen- und Flugzeugtanknasen, Kochtöpfe und Blumenschalen, Lampenschirme, Urnen, Schalltrichter für Blechblasinstrumente und Metalleinsätze für Thermoskannen. Sogar Fingerhüte und Metallhülsen mit wenigen Millimetern Durchmesser sind möglich.

Was aber ist neu an diesen Abacus-Drückmaschinen? Neben den bereits erwähnten CNCs wurden auch die Antriebe geändert. Statt der bisher üblichen, aber störanfälligen Hydraulikantriebe setzte man bei Abacus von Anfang an auf servoelektrische Antriebe in allen Achsen. Dazu der Konstrukteur Peter Middeldorf: »Das sind nun in unserer neuesten Maschine, der Premo 1200 Gemini, bei 16 Achsen auch 16 Servo-Antriebe. Das führt zu hoher Positioniergenauigkeit und Wartungsfreundlichkeit, aber auch zu mehr Energieeffizienz. Vergleichsmessungen bei Kunden haben ergeben, dass der Einsatz von Servomotoren Energieeinsparungen bis 50 Prozent ermöglicht.«

Erwähnenswert sind auch die vertikale Hauptspindel und ein (bei der Premo 600) Vierfach-Werkzeugrevolver, der vier Bearbeitungsrollen gleichzeitig aufnehmen kann. Die Zeit zum Werkzeugwechsel beträgt dann weniger als zwei Sekunden. Dabei sind die Hauptrevolver unabhängig voneinander frei schwenkbar. So kann der Bediener im laufenden Prozess jede auch noch so geringe Abweichung schnell und einfach korrigieren.

Stufenlos drücken

Der stufenlose Drückprozess hat darüber hinaus einen weiteren großen Vorteil: Es wird so möglich verschiedene Radien innerhalb eines Werkstücks zu bearbeiten. »Das spart«, wie Derk Weber verspricht, »viel Produktionszeit, und damit Aufwand und Kosten, weil kein Werkzeugwechsel vorgenommen werden muss.«

Mindestens genau so wichtig sind nach Ansicht von Derk Weber die hohe Qualität der Oberflächen und das präzise Einhalten vorgegebener Wandstärken. Das stellt insbesondere dann eine große Herausforderung dar, wenn mit dem Nachschub an zu bearbeitenden Ronden ein Chargenwechsel oder eine leicht veränderte Materialqualität verbunden ist. In solchen Fällen ist häufig ein leichtes Nachjustieren des Druckes an den Rollen nötig, um erneut identische Radien herzustellen.

Immer synchron zum Revolver

Was aber macht die von Abacus völlig neu durchkonstruierten Maschinen auf dem Weltmarkt so erfolgreich? Es ist, wie der Konstrukteur Peter Middelhoff erklärt, die Kombination aus unterschiedlichen und neu entwickelten, bis dato nicht im Drückmaschinenbau eingesetzten Bauteilen und Bauelementen. Dazu gibt es eine neu patentierte technische Neuheit in dieser Maschinenart: eine frei programmierbare Hochstell-/Bördelrolle, die in jeder Stellung und in jedem Winkel synchron zum Revolver arbeitet.

Ein achtfacher Nebenrevolver, der neben Schneidmessern, Einlegehilfen und Drückhilfen ebenfalls vielseitig Verwendung findet und optional mit einer Minimalmengenschmierung für die Zerspanung ausgestattet werden kann, vervollständigt die Liste der neuen Konstruktionselemente.

Hans-Ulrich Tschätsch

Fachjournalist aus Essen

Blechexpo Stand 8517

Erschienen in Ausgabe: 06/2017