Shop gewinnt die Pole-Position im 5

Das in Köln ansässige Unternehmen Toyota Gazoo Racing Europe (TGR-E) ist die Produktions-„Rettungsmannschaft“ im Motorsportteam des japanischen Automobilherstellers. Die Kernkompetenzen des Unternehmens liegen in der Entwicklung, Erprobung und Fertigung komplexer Komponenten für Motoren, Fahrwerke und Kühlsysteme bis hin zu kompletten Fahrwerkseinheiten – inklusive aller Formen – für Renn- und Rallyefahrzeuge. Dies alles geschieht mit höchster Flexibilität, Präzision und Qualität und in den meisten Fällen in kleinsten Losgrößen.

Für die leistungsstarke Trockenbearbeitung komplexer Verbundbauteile hat das Unternehmen seinen Maschinenpark um eine neue Portalmaschine DMG Mori DMU 200 erweitert. Das offene CNC-System Siemens SINUMERIK 840D sl der Maschine sorgt für dynamische, präzise und flexible Prozesse.

Die Autos des Toyota Gazoo Racing Teams belegen Spitzenplätze bei Rennen wie den 24 Stunden von Le Mans. Am Standort Köln produziert das Unternehmen Kernkomponenten für drei erfolgreiche Fahrzeuge der FIA-Rallye-Weltmeisterschaft und ist an der Entwicklung leistungsstarker Toyota-Straßenfahrzeuge beteiligt.

TGR-E ist außerdem ein Profitcenter, das sein breites Leistungsspektrum – vom Engineering bis zur Fertigung – externen Unternehmen anbietet. „Um dies zu wettbewerbsfähigen Konditionen zu erreichen, müssen wir unseren hochspezialisierten Maschinenpark – insbesondere im Bereich der CNC-Bearbeitung – bestmöglich auslasten und im Idealfall mannlose Prozesse ab Stückzahlen ab zwei Stück generieren, wo immer wir können“, sagt Marcel Voigt, Senior Manager, Produktion und Supply Chain Management.

Dies beflügelte die Investition in die neue DMG Mori-Portalmaschine. Ziel von TGR-E ist es, seine großen Maschinen für sehr große Komponenten wie komplette Fahrgestelle freizuhalten und mittelgroße Teile auf einer etwas kompakteren Maschine mit geringeren Stundensätzen ausschließlich in der Trockenbearbeitung zu bearbeiten. Mit Verfahrwegen von 2.000 × 2.000 × 1.200 mm (XYZ) eignet sich die Portalmaschine DMU 200 ideal für die fünfachsige Bearbeitung von Strukturteilen für Rennfahrzeuge und anderen Verbundbauteilen. Diese werden dann mit höchster Kosteneffizienz in Einfach- und Mehrfachaufspannung bearbeitet.

Eine Herausforderung sind schwer zu bearbeitende Verbundwerkstoffe aus mehreren kombinierten Schichten, beispielsweise aus Carbon- oder Kevlar-Fasern. Es muss verhindert werden, dass sich die einzelnen Schichten voneinander lösen (Delamination) und die Fasern nicht reißen. Noch komplizierter ist die Bearbeitung von Verbundteilen mit Einsätzen aus Titan und anderen schwer zerspanbaren Materialien. Solche Einsätze erfordern entsprechendes Prozess-Know-how, geeignete Bearbeitungsstrategien und Werkzeuge sowie ein leistungsstarkes CNC-System, das den Bediener in jeder Situation unterstützt.

TGR-E und DMG Mori arbeiten seit Jahren zusammen, um die Grundlage für eine solche Bearbeitung zu schaffen, und die Ergebnisse können in der Maschinenwerkstatt besichtigt werden. Die Ultraschalltechnologie der Sauer GmbH, ein Unternehmen der DMG Mori-Gruppe, ist ein wesentlicher Schlüssel für eine schonendere und effizientere Bearbeitung von Verbundwerkstoffen und anderen Materialien wie Keramik oder Nickelbasislegierungen. Die zweite Generation der Technologie unterstützt das ultraschallunterstützte Fräsen mit definierter Schneide. Durch die gezielte Überlagerung der Werkzeugrotation mit hochfrequenten Vibrationen werden die Prozesskräfte um bis zu 40 Prozent reduziert. Dies ermöglicht höhere Vorschübe und Zustellungen, längere Werkzeugstandzeiten und deutlich verbesserte Oberflächen. Delamination und Faserriss werden verhindert.

Mittlerweile repariert das Unternehmen auch größere, komplexere Fahrwerksteile, um Zeit und Kosten noch weiter zu senken. Dies geschieht, indem Schichten an beschädigten Stellen teilweise abgetragen und wieder aufgebaut werden. Dies erweitert das Einsatzspektrum der neuen Portalmaschine und erhöht gleichzeitig deren Volumen und Rentabilität.

„In unserer Verbundbearbeitung haben wir uns für eine offene SINUMERIK 840D sl von Siemens entschieden, um uns die Integration und Nutzung solcher neuen Technologien und Funktionalitäten zu erleichtern“, sagte Voigt.

Das effiziente Wälzschälen von geraden und schrägen Innen- und Außenzähnen ist eine weitere innovative Anwendung, die TGR-E ausschließlich seiner SINUMERIK 840D sl anvertraut. Dank der Offenheit der Steuerung war es dem Maschinenbauer möglich, die benötigte Spezialtechnik und Compile-Zyklen in den NC-Kern zu integrieren. Die oft sehr komplexen Programme werden von TGR-E auf einem CAD/CAM-System erstellt. Anschließend werden sie bei der Auftragsplanung offline simuliert und optimiert, bevor sie an die Maschinensteuerung(en) übertragen und anschließend über das Netzwerk eingefahren und ausgeführt werden. All dies erfordert ein leistungsstarkes und einfach zu bedienendes Steuerungssystem.

Die SINUMERIK 840D sl mit SINUMERIK Operate bietet in der App-basierten Multitouch-Bedienoberfläche CELOS von DMG Mori eine Reihe zusätzlicher Funktionen und Möglichkeiten zum Bedienen, Beobachten, Einrichten und Programmieren der Maschine. Bereits nach einem kurzen Feldtest kam Patrick Garbe aus dem Team erfahrener Senior-Operatoren zu dem Schluss, dass es „sehr klar strukturiert ist, eine intuitive Bedienung ermöglicht, den Anforderungen der Praxis entspricht und zusätzlichen Nutzen bringt.“ Besonders beeindruckt hat ihn die Übertragung der NC-Programme und Dateien zwischen dem zentralen Server und den Maschinen über Ethernet, die komfortable Programmverwaltung und -bedienung sowie die einfache Gestensteuerung auf dem großen Multitouch-Display.

Schnelles Wechseln zwischen Anwendungen und einfaches Zoomen und Scrollen innerhalb von Anwendungen während der Bearbeitung sind Stand der Technik bei der Multitouch-Bedienung. Dies gilt für verschiedene Maschinenfunktionen oder einen PDF-Viewer, der beispielsweise Ausdrucke für die Aufspannung einspart.

Das Anlegen neuer Werkzeuge an der Maschine erfolgt intuitiv und der Bediener hat alle wichtigen Daten im Blick. Durch die automatische 3D-Werkzeugradiuskompensation von SINUMERIK bleiben die Daten stets aktuell und eine manuelle und damit fehleranfällige Berechnung entfällt.

Das Einrichten und Prozessvermessen von Bauteilen vereinfacht und beschleunigt programmierbare Messzyklen. DMG Mori nutzt sie auch für sein „L-Messtaster-Paket“, das die verfügbaren Messmöglichkeiten insbesondere bei sperrigen oder schwer zugänglichen Geometrien deutlich erweitert.

Auch bei der Entwicklung der Kollisionsvermeidung hat Siemens Fortschritte gemacht. Die von TMG verwendete Version bildet die Maschinenkomponenten als Schutzbereiche im Arbeitsbereich in Form einfacher geometrischer Körper ab. Diese werden dann in den Steuerungsarten JOG, MDA und AUTO überwacht und können in einer 3D-Darstellung auf der Benutzeroberfläche visualisiert werden. Optional unterstützt die Steuerung auch die Kollisionsüberwachung von Maschine, Spannmitteln, Werkzeugen und Werkstück(en) und sorgt so für einen einfachen und effizienten Schutz vor Kollisionen in jeder Situation.

Die Retract-Funktion verbessert zudem den Schutz von Maschine, Werkzeug und Werkstück, indem sie auf Knopfdruck ein automatisiertes und sicheres Zurückziehen von Werkzeugen an Unterbrechungsstellen ermöglicht.

Dank der Option „Executive from External Storage“ (EES) ist TMG bestens gerüstet, sehr große Teileprogramme direkt von externen Speichermedien auszuführen. EES erweitert die Speicherkapazität der Maschine auf die Größe des externen Speichermediums, ermöglicht schnelle Satzsuchen und Satzsprünge und ermöglicht so eine schnelle Erledigung von Arbeiten. Damit trägt SINUMERIK Operate maßgeblich dazu bei, die Bearbeitung komplexer Bauteile noch sicherer und effizienter zu machen.

Die Erkenntnisse aus dem Praxistest sind durchweg positiv und Voigt kann sich eine zuverlässige, saubere und wirtschaftliche Methode der Trockenbearbeitung vorstellen, auch wenn es um die Herstellung von Aluminiumformen für Verbundbauteile geht. Die Ultraschalltechnologie könnte dazu beitragen, die Bildung von Aufbauschneiden, die heutzutage bei solchen Prozessen auftreten, zu reduzieren oder zu verhindern.

Mit der offenen SINUMERIK 840D sl hat sich DMG Mori für eine leistungsstarke und einfach zu implementierende Steuerung mit allen erforderlichen Funktionen entschieden. Damit ist TGR-E bestens aufgestellt, um in einem erweiterten Marktumfeld weiterhin von der Pole-Position zu starten und sich gegen die Konkurrenz zu behaupten.

Für Informationen zu Toyota Gazoo Racing Europe besuchen Sie bitte tgr-europe.com oder rufen Sie +49 2234 1823 0 an. Für Informationen zu Siemens besuchen Sie siemens.com oder rufen Sie 847-640-1595 an.

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