Wasserstrahl als erste Wahl

Mit einer Wasserstrahlschneidanlage von STM hat das fränkische Unternehmen Werkzeugbau Leiss GmbH die Herstellungszeiten von Extrusionsblasformen und Zubehörteilen für den Blasprozess rapide gesenkt.

03. Mai 2019

Noch vor vier Jahren hat Werkzeugbau Leiss im Maskenbau »mit Kanonen auf Spatzen geschossen«, wie Geschäftsführer Daniel Leiss selbst sagt. Das Unternehmen mit 65 Mitarbeitern aus dem fränkischen Ludwigsstadt, nahe der Grenze zu Thüringen, stellt Extrusionsblas- und Streckblasformen sowie sämtliche Peripherieteile für den Blasprozess her. Dazu gehören neben den eigentlichen Formen die Masken und Stanzeinheiten, Schneidplatten, Grundplatten sowie Blasdorne, Düsen und Kerne für die Blasköpfe. Aus den Formen werden Flaschen und Behälter mit Volumina von fünf Millilitern bis 30 Litern geblasen. In guten Jahren baut Werkzeugbau Leiss 250 Neuwerkzeuge mit mehr als 1.000 Kavitäten, wobei ein Neuwerkzeug 1-fach (ein Formnest) bis zu 16-fach (16 Formnester) sein kann.

Seine Werkzeuge liefert das Unternehmen an Bläser, die damit Shampooflaschen, Ölkanister oder Spielzeug herstellen. »Die meisten unserer Kunden bedienen all diese Branchen parallel«, weiß Daniel Leiss. Auch das Erstellen von Artikeldesigns für die Kunden, das über den klassischen Formenbau hinausgeht, ist Teil des Portfolios von Werkzeugbau Leiss.

Der Werkzeugbauer war immer überall höchst profitabel – nur im Maskenbau gab es Nachholbedarf. »Gerade durch die Einfachheit der Teile war es weder wirtschaftlich gewesen, ein NC-Programm dafür zu schreiben, noch aufgrund der Genauigkeitsanforderungen mittels Drahterodiermaschine zu arbeiten«, beschreibt Leiss die Schwierigkeit. Zudem war der hohe Anteil an manueller Bearbeitung im Bereich des Maskenbaus ein Problem für die Wirtschaftlichkeit und die Flexibilität innerhalb dieser Abteilung. Denn die eingesetzten Fertigungsverfahren – gepaart mit dem hohen Anteil manueller Bearbeitung – waren extrem zeitaufwendig.

Die beiden geschäftsführenden Gesellschafter Fritz und Daniel Leiss haben sich dann überlegt, wie der Maskenbau wirtschaftlicher werden kann. Anfangs hatten sie das Laserschneiden und das Wasserstrahlschneiden im Auge. Beide Verfahren haben sie sich genauer angesehen. Nach wenigen Messebesuchen und der Recherche in Fachzeitschriften stand fest: Eine Wasserstrahlschneidanlage muss her. Denn die Konturteile konstanter Dicke sind perfekt dafür geeignet, da mit dem Verfahren locker Materialien bis 40 Millimeter Stärke geschnitten werden können und dabei keine Hitze in das Werkstück eingebracht wird.

Auf der Intec im Februar 2015 hat der Werkzeugbauer den Anlagenbauer STM mit Sitz in Schweinfurt kennengelernt. Jens Wagner, Vertriebsleiter von STM, erinnert sich: »Wir haben gleich auf der Messe einen Termin in Schweinfurt ausgemacht, dort haben wir dann mit typischen Anwendungsfällen von Werkzeugbau Leiss die Anlage vorgeführt.«

Kompetenter Partner

Damals hat sich Daniel Leiss mehrere Anbieter am Markt angeschaut. Aber die Entscheidung fiel letztendlich auf STM. Vor allem das Maschinenkonzept und der Messeauftritt haben ihn überzeugt: »Man hat sich viel Zeit für uns genommen, und die Gespräche waren kompetent und technisch fundiert.« Auch die Nähe des Service-Stützpunktes in Schweinfurt sei in letzter Konsequenz mit ausschlaggebend gewesen, meint Daniel Leiss.

So wurde die neue Wasserstrahlschneidanlage immer konkreter und im Sommer 2015 wurde eine Premium-Cut-Anlage mit einem 1 mal 2 Meter großen Arbeitsbereich und einem 3D-Schneidkopf nach Ludwigsstadt geliefert und in Betrieb genommen. Eine besondere Herausforderung: Die Pumpe, die sehr viel Lärm macht, sollte ins Kellergeschoss. Allerdings stand hierfür nur eine kleine Öffnung zur Verfügung, durch die normalerweise das Rundmaterial ins Lager gelangt. »Wir mussten die Pumpe fast komplett zerlegen und dann mit dem Kran durch die Öffnung abseilen«, erklärt Jens Wagner, »aber am Ende haben wir es geschafft.«

Seither ist das Unternehmen wieder um eine Technologie reicher. Neben der Wasserstrahlschneidanlage befinden sich in den Hallen Bearbeitungszentren, Anlagen zum Drehen, Bohren und Fräsen, Maschinen zum Erodieren, Schleifen, Polieren und Schweißen, außerdem hat der Werkzeugbauer eine eigene Härterei. »Wir beziehen nur das Rohmaterial und die Normalien extern. Alles andere stellen wir in der Regel selbst her«, betont Daniel Leiss. Die hohe Fertigungstiefe ist vor allem der Investitionsbereitschaft und der Offenheit gegenüber neuen Verfahren zu verdanken. »Das zahlt sich aus«, ist Jens Wagner überzeugt.

Seit das Unternehmen die Wasserstrahlschneidanlage von STM einsetzt, hat sich der Herstellungsprozess im Maskenbau enorm verkürzt und vereinfacht. Während ein Maskenarm – wie alle Peripherieteile in der Regel aus Aluminium – früher gesägt, vorgefräst, mit Bohrungen versehen, geschruppt und geschlichtet werden musste, übernimmt heute die Wasserstrahlschneidanlage diese Prozessschritte. Und das in viel kürzerer Zeit.

Nebenbei hat der Werkzeugbauer festgestellt, dass die Anlage auch im Neuwerkzeugbau punkten kann. In die Formen werden Kühlkanäle eingebracht, die mit Stopfen verschlossen werden. Im Jahr werden Tausende von Verschlussstopfen aus Kupfer und Aluminium gebraucht; und jeder wird einzeln konstruiert, programmiert und hergestellt. Früher wurden die Kühlverschlüsse mittels Drahterodieren hergestellt – ein hochgenaues, extrem zeitaufwendiges Verfahren. »Mit der Premium-Cut-Anlage geht es viel schneller und die Stopfen sind für die Anwendung genau genug«, erläutert Daniel Leiss. »Denn sie werden ohnehin mit einem Aufmaß von 0,3 Millimetern in die Kühlkanäle eingepresst«, fügt er hinzu.

Auch an Flexibilität hat das Unternehmen gewonnen. Denn wenn früher ein Maskenarm beim Kunden gebrochen ist, hat es »drei oder vier Tage gedauert, bis wir den ersetzen konnten«, so der Geschäftsführer. »Jetzt hat er das Teil am nächsten Tag.« Darüber hinaus lobt Daniel Leiss die Bedienung der Anlage: »Für jemanden, der schon jahrelang konstruiert, ist das kinderleicht und absolut selbsterklärend.« In Sachen Nutzerfreundlichkeit habe sich einiges getan, bestätigt Jens Wagner, der Bediener solle schließlich schnell zum Ergebnis kommen.

Bei Leiss läuft die STM-Wasserstrahlschneidanlage täglich 6 bis 18 Stunden. Tagsüber werden Kleinteile und Kurzläufer bearbeitet und abends die Langläufer, die der Bediener kurz vor Feierabend einspannt. Bei dieser Auslastung ist auch der Verschleiß an der Maschine häufig ein Thema. Schließlich wird hier mit einem Gemisch aus Sand und Wasser mit 4.000 bar geschnitten – pro Stunde werden rund 20 Kilogramm Sand verbraucht. Verschleißteile wie Dichtungen oder Zylinder wechselt der Werkzeugbauer selbst. »Das war Thema der Schulung, die wir im Vorfeld hatten«, sagt Daniel Leiss. Nur zur Wartung kommt einmal im Jahr ein Servicetechniker von STM nach Ludwigsstadt.

Trotz der hohen Nebenkosten durch die Verschleißteile ist Daniel Leiss zu 100 Prozent zufrieden: »Es hat wirklich alles top geklappt.« Der Geschäftsführer würde jederzeit wieder eine Anlage von STM kaufen. Aktuell ist allerdings die Auslastung für eine weitere Wasserstrahlschneidanlage nicht da. Daniel Leiss versichert: »Es ist eine enorme Investition, aber wir haben es nie bereut. Und für uns hat es sich jetzt schon gerechnet.«

Hedwig Unterhitzenberger

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Extrusionsblasformen

Beim Extrusionsblasformen wird Kunststoffgranulat in einer Maschine geschmolzen. Das zähflüssige Material wird über eine Düse-Kern-Kombination extrudiert, so dass sich daraus ein Schlauch formt. Dann schließt das Werkzeug (zwei Formhälften) und der Schlauch wird oben abgeschnitten. Im zweiten Schritt fährt ein Blasdorn von oben hinein und bläst das zähflüssige Polymer an die Wandung der Formen. Gleichzeitig kühlt der Kunststoff an der Form ab und der Artikel kann zur notwendigen Folgebearbeitung weitertransportiert werden.

Erschienen in Ausgabe: 03/2019
Seite: 46 bis 48