Fortschrittliche Werkzeughaltung sichert die Teilequalität für High-End-Lohnfertigung

Dec 21, 2023

Von dem Moment an, als Norbert Kozar, CEO, im Jahr 2007 die Leitung von Precision Swiss Products Inc. übernahm, steuerte er den in Milpitas, Kalifornien, ansässigen Lohnfertiger auf den Weg, in wenigen Jahren sowohl die ISO 13485-Zertifizierung als auch die AS 9100-Zertifizierung zu erreichen. Von diesem Zeitpunkt an konzentrierte sich Kozar darauf, nur noch Aufträge auszuführen, bei denen es um extrem schwierige Komponenten und Materialien ging – eine Strategie, die dem Unternehmen bis heute zum Erfolg verholfen hat.

Die Strategie bringt Herausforderungen mit sich.

Was die Aufgaben bei Precision Swiss Products so schwierig macht, ist eine Kombination aus engen Toleranzen von nur ±0,00015 Zoll (0,0038 mm) und komplizierten, komplexen Geometrien, die bis zu einem halben Dutzend Arbeitsgänge mit sehr kleinen Werkzeugen erfordern können. Der Großteil der Fräsarbeiten in der Werkstatt Fräser und Bohrer haben einen Durchmesser von deutlich unter 12,7 mm und die meisten sind mit Hartmetall und Diamant bestückt/beschichtet. Die Leistung solcher Werkzeuge hängt laut Kozar von hochpräzisen Werkzeughaltesystemen ab.

„Je enger die Toleranz, desto wichtiger ist die Kontrolle des Rundlaufs. Daher müssen die von uns verwendeten ER-Spannzangen und -Halter eine gleichbleibende Präzision bieten“, sagte er. „Außerdem bedeutet weniger Werkzeugunrundheit eine längere Werkzeuglebensdauer. Für uns führt jeder 0,0001 Zoll [0,003 mm] Unrundheitsfehler zu einem erheblichen Prozentsatz an verkürzter Werkzeuglebensdauer.“

Für ein Teil, das das Unternehmen bearbeitet, wird ein Schaftfräser mit einem Durchmesser von 0,010 Zoll (0,25 mm) auf einem Fünf-Achsen-Fräser verwendet. „Bei sehr dünnen Teilwandstärken könnte ein auslaufender Fräser tatsächlich übermäßige Spannungen in diese Wände einbringen, weil „Das Werkzeug schlägt im Wesentlichen gegen die Wand, anstatt sie zu schneiden, was die Integrität des Teils beeinträchtigt“, sagte Kozar.

Precision Swiss Products verfügt über 45 Maschinen, davon 19 Schneckenmaschinen im Schweizer Stil. Zur weiteren Ausstattung gehören Drahterodiermaschinen, sieben Drehzentren (von denen zwei mit einem Roboter automatisiert sind und Teile rund um die Uhr bearbeiten), vier Fünf-Achsen-Fräsmaschinen, zwei HMCs und vier VMCs. Und bei all diesen Maschinen sind 90 Prozent der Spannzangenhalter der Werkstatt Rego-Fix Super-Hochpräzisions-ER16-Spannzangen.

Zusätzlich zu seinen ER-Spannzangen verlässt sich die Werkstatt auf Rego-Fix powRgrip (PG)-Werkzeughalter für ihre Fräsmaschinen und wird die Halter bald in ihre Schweizer Schraubmaschinenbetriebe integrieren, auf denen derzeit sicheres, rutschfestes Rego-Fix IntRlox MX läuft Mini-Nüsse. Für eine schnelle und präzise Werkzeugmontage hat Precision Swiss Products außerdem eine Torco-Block-Tisch-Werkzeugmontage-Assistenteneinheit von Rego-Fix erworben, die die Drehmomentschlüssel der Werkstatt vor Beschädigungen bewahrt.

„Das PG-System und die ER-Spannzangen sind nicht nur kostengünstiger als Schrumpfschläuche“, sagte Kozar, sondern „tragen auch erheblich dazu bei, die Lebensdauer des Schneidwerkzeugs zu verlängern und gleichzeitig die Qualität der Teile weiter zu verbessern. Was die Rego-Fix-Halter von allen anderen von uns verwendeten Typen unterscheidet, ist die Konsistenz.“ Leistung und Haltekraft sowie die Produktion der geringstmöglichen TIR-Menge.“

Er führte weiter aus, dass die Werkstatt beispielsweise für ihre diamantbestückten Bohrer hochpräzise Spannzangen verwenden müsse. „Wenn wir versuchen würden, schlampige, minderwertige Spannzangen zu verwenden“, sagte Kozar, „würden sich unsere Bohrer mit Spitzen buchstäblich selbst zerstören. Aus diesem Grund müssen wir Rego-Fix verwenden.“

Das Werkzeughaltesystem Rego-Fix PG beruht auf der Interaktion zwischen Halter und Spannzange, um die Werkzeugklemmkraft zu erzeugen. Im Gegensatz zu anderen Spannsystemen, bei denen Hitze oder Hydraulik zum Ausdehnen des Materials verwendet werden, nutzt das PG-System die mechanischen Eigenschaften des Haltermaterials, um eine enorme Spannkraft mit einem Rundlauffehler unter 0,0001 Zoll (0,003 mm) zu erzeugen. Das Pressen von PG-Einheiten dauert weniger als 10 Sekunden in ein Werkzeug einsetzen oder aus der Halterung entnehmen. Da keine Hitze zum Einsatz kommt, sind die Werkzeuge nach einem Werkzeugwechsel sofort einsatzbereit.

Die Arbeitsbereiche der Swiss-Style-Maschinen der Werkstatt, insbesondere kleinerer Modelle, bieten den Bedienern nur begrenzten Platz zum Auswechseln abgenutzter oder kaputter Werkzeuge. Deshalb sichert Precision Swiss Products sie mit intRlox MX Mini Nuts, die garantieren, dass die Schraubenschlüssel nicht einmal von den Muttern rutschen richtig eingerastet. Diese kleineren ER-Spannzangenmuttern verfügen über ein rutschfestes Design, das abgerundete Sicherungsnuten verwendet, die sich um die Mutternprofile herum und nicht um die Stirnflächen befinden. Schraubenschlüssel greifen an den Seiten der Muttern, und durch Anziehen oder Lösen werden die Schraubenschlüssel vorübergehend fixiert.

Laut Kozar ersetzte Precision Swiss Products als starker Anwender von ER-Spannzangenmuttern ständig Drehmomentschlüssel, die von den Bedienern durch inkonsistentes und zu starkes Anziehen beschädigt wurden. Um dieses Problem zu lösen, nutzt die Werkstatt ihre Torco-Block-Tischgerät-Montagehilfeeinheit, die über einen eingebauten Drehmomentmesser und austauschbare Anzeigeringe für verschiedene Halter der ER-Serie verfügt. Zusammengenommen machen diese Merkmale den Bedarf an individuellen Drehmomentschlüsseln für jeden Werkzeughalter überflüssig. Das Gerät eliminiert daher die schädlichen Folgen übermäßiger Unrundheit, die durch zu hohes Drehmoment entstehen.

Dank Pat Murphy und den Mitarbeitern von Western Tool & Supply Co. sowie Kenbil Engineering Inc. stieß Precision Swiss Products zum ersten Mal auf Rego-Fix-Produkte. Zuvor hatte Kozar über wärmeschrumpfende Werkzeughalter nachgedacht, war jedoch besorgt über schädliche Dämpfe aus Restkühlmittel auf die beheizten Halter, was ihn zur Rego-Fix-Werkzeughalteralternative führte.

Derzeit ist Precision Swiss Products hinsichtlich der von ihm bedienten Marktsegmente zu etwa 60 Prozent im Medizinbereich, zu 30 Prozent in der Luft- und Raumfahrtbranche und zu 10 Prozent in der Halbleiterbranche tätig. Das Unternehmen beschäftigt etwa 100 Mitarbeiter und ist ein Unternehmen mit einem Umsatz von etwa 14 Millionen US-Dollar, ein Wert, den es zum Teil dank der Loyalität seiner Kunden erreicht hat, von denen 80 Prozent Stammkunden sind.

Die Losgrößen für die Schraubmaschinen der Werkstatt liegen in der Regel zwischen einigen Hundert und Zehntausenden Stück pro Jahr. Um dieses Leistungsniveau zu erreichen, laufen die 19 Schneckenmaschinen der Werkstatt rund um die Uhr. Auf der Frässeite können die Auftragslosgrößen zwischen 20 und 500 Stück liegen. In der Werkstatt gibt es auch einige laufende Aufträge, bei denen jeden Monat Tausende von Stücken benötigt werden. Bei den Jobs handelt es sich um Materialien, die von Superlegierungen wie Inconel, Nitinol, Haines 242 oder Hastelloy bis hin zu verschiedenen anderen Metallen und Kunststoffen reichen.

Für seine medizinischen Kunden produziert das Geschäft Herzpumpen, Herzklappen-Einführsysteme, Werkzeuge für die Augenchirurgie, Gehirnimplantate und Stents sowie Schlüsselbein-, Wirbelsäulen- und Knöchelimplantate. Im Luft- und Raumfahrtbereich stellt Precision Swiss Products viele flugkritische Hardware her, darunter mehrere für DX-bewertete Aufträge des US-Verteidigungsministeriums (DoD). Darüber hinaus werden Teile für holografische VR-Brillen hergestellt, mit denen Piloten und Ärzte ausgebildet werden. In der Verteidigungsindustrie handelt es sich bei den Arbeitsplätzen um Komponenten, die in strategisch wichtige Fahrzeuge und Flugzeuge einfließen. Für solche Arbeiten ist die Werkstatt ITAR-konform und nach AS 9100 REV D, ISO 13485 und ISO 9001 zertifiziert.

Neben der Fachkompetenz in der Herstellung hochpräziser, komplexer Teile zeichnet sich das Unternehmen auch durch die Messtechnik aus. Die Werkstatt nutzt mehrere firmeneigene Zeiss-Koordinatenmessgeräte (KMG) und andere hochwertige Messsysteme sowie eine spezielle Inspektionssoftware, die Daten für Live-SPC in der Werkstatt sammelt. „Es gibt der Werkstatt die Möglichkeit, Daten buchstäblich während der Produktion eines Teils zu sammeln“, sagte Kozar. „Qualität kommt nicht von der QC-Abteilung, sondern lebt in der Werkstatt.“

Er fügte hinzu, dass der Erfolg des Geschäfts bei seinen Mitarbeitern anfange. „Man muss die richtigen Leute an den richtigen Positionen haben. Dann kommen die besten Maschinen, gepaart mit der besten Werkzeughaltung, wie wir sie von Rego-Fix bekommen. Wenn eine Werkstatt Qualität für Kosten opfert, wird sich das im Endprodukt bemerkbar machen.“ „Der Moment, in dem wir versucht haben, eine Abkürzung zu nehmen, nur um ein paar Dollar zu sparen, ist der Moment, in dem wir gescheitert sind“, sagte er. „Ich gebe lieber einen Job auf, als meine Qualitätsstandards herabzusetzen, um konkurrenzfähig zu sein.“

Für Informationen zu Precision Swiss Products Inc. besuchen Sie www.precisionswiss.com oder rufen Sie 408-433-5880 an. Für Informationen über Rego-Fix Tool Corp. besuchen Sie Rego-Fix.com oder rufen Sie 317-870-5959 an.

Verbinde dich mit uns