Die Zusammenarbeit von HBM und dem Cetim-Ctdec ist weit mehr als eine Kunden/Lieferanten-Beziehung; sie ist vielmehr als echte Partnerschaft einzuordnen. HBM hat die Entwicklung einer Elektronik mit hoher Dichtheit vorangetrieben und vor allem seinen Bereich Sonderaufnehmer eingebracht, um die Dehnungsmessstreifen von HBM an den Messkörper des Kunden anzupassen. Dank dieser Partnerschaft konnte Cetim-Ctdec ein Werkzeug für die Industrie entwickeln, das die Optimierung der Einstellungen von Drehautomaten ermöglicht, mit allen Vorteilen, die man sich in puncto Produktivität vorstellen kann ...

 

Das Centre Technique du Décolletage (Ctdec) wurde 1962 gegründet und bietet Unterstützung für auf die Drehteilfertigung spezialisierte Unternehmen. An seinem Sitz im französischen Cluses, Haute-Savoie, im Herzen des Arve-Tals beschäftigt das Zentrum 55 Mitarbeiter. In dieser Region sind mehr als zwei Drittel der französischen Unternehmen der Drehteil-Industrie angesiedelt. 2015 kam es auf Veranlassung der öffentlichen Hand (der zuständigen Behörde) hin zum Zusammenschluss des Ctdec mit dem Centre Technique des Industries Mécaniques; seitdem trägt das Zentrum den Namen Cetim-Ctdec.

Dieser Zusammenschluss fördert die fachübergreifende Zusammenarbeit in den Bereichen Drehteilfertigung und Zerspanungstechnik, sodass die Unternehmen über den gesamten Produktlebenszyklus begleitet werden können.

Cetim-Ctdec ist in verschiedenen Bereichen tätig, insbesondere in der technischen Beratung im Bereich der Werkstofftechnik (Charakterisierung, Fehleranalyse, Prüfung, etc.), Fertigungstechnik (Zerspanen, Fertigungsorganisation und -management) und Messtechnik. Weitere wichtige Felder sind Ausbildung (mehr als 1500 Auszubildende pro Jahr) und Information (Datenbank, Normen, technische Dokumentation).

Cetim-Ctdec beteiligt sich sowohl an Großprojekten, die einen Großteil des Berufsstands betreffen als auch an Projekten, die auf die Aufgabenstellung eines einzelnen Unternehmens ausgerichtet sind.

Aufnehmer mit abreißsicherem Kabel
Komplette Messgeräteausstattung: Aufnehmer, MX411P und Verarbeitungssoftware

Ein technischer Fortschritt

Bei seiner Entwicklungsarbeit stützt sich Cetim-Ctdec auf verschiedene Partner. Zu diesen zählt auch HBM; das Unternehmen hat im Projekt MAAT (Machine Automatique à Auto-adaptation Technologique - Automatisierte Maschinen mit selbst lernender Technik), das über die letzten Jahre entwickelt wurde, eine wichtige Rolle gespielt. Wie viele der Forschungsprojekte von Cetim-Ctdec, zielte das Projekt MAAT auf die Entwicklung einer fortschrittlichen Technik ab, durch die sich die Wettbewerbsfähigkeit französischer (und, da das Projekt von der EU finanziell gefördert wird, sogar europäischer) Unternehmen der Drehteil-Industrie gegenüber der Konkurrenz verbessert. Dabei steht viel auf dem Spiel, denn die Drehteile-Industrie in Frankreich vertritt circa 600 Unternehmen, die insgesamt 14.000 Mitarbeiter beschäftigen.

Die Idee war in diesem Fall, durch Verkürzung der Einstellzeit beim Produktionsstart die Schnittbedingungen beim Zerspanen zu optimieren und in der Folge Driften zu vermeiden oder sogar die Parameter der Schnittbedingungen in laufenden Maschinen automatisch zu korrigieren. Ctdec übernahm die Trägerschaft des Projekts und nutzte unterschiedliche Kompetenzen, von Maschinenbauern, Experten für Werkzeugbau, Schmiermittel, Schwingungen und natürlich Messtechnik. Die im Rahmen dieses Projekts erfolgten Entwicklungen sollten in bestehenden Maschinen nutzbar sein, egal ob neueren oder älteren Datums.

„Ziel des Projekts war es, von einem wissenschaftlichen Gesichtspunkt her, Geschwindigkeit und Vorschub des Werkzeugs optimal bestimmen zu können, und zwar unter Berücksichtigung des Schmiermittelverbrauchs und der Lebensdauer des Werkzeugs. Das Projekt wurde 2007 initiiert und seine industrielle Umsetzung in Zusammenarbeit mit HBM 2010 eingeleitet“, fasst Patrice Laurent, der bei Cetim-Ctdec für den Bereich Mechatronik und kollektive Maßnahmen verantwortlich ist, zusammen.

Zur Bestimmung einer Schnittbedingung wurden mehrere Ansätze untersucht. Der einfachste ist die Messung der elektrischen Leistungsaufnahme, im Leerlauf und während des Zerspanens. So erhält man ein Bild des Schnittdrucks, d.h. des Drucks, den das Werkzeug auf den Werkstoff ausübt. Diese Methode ist jedoch nicht sehr genau und nur dann einsetzbar, wenn Material und relativ große Späne abgetragen werden. Daher musste man sich auf eine Technik ausrichten, die auf einem auf dem Werkzeug montierten Sensor basiert. Die Idee, einen quarzbasierten Sensor zu verwenden, wurde schnell aufgegeben, da dieser Aufnehmertyp, wenn er die erforderliche Genauigkeit bietet, entsprechend empfindlich und relativ teuer und somit für industrielle Bedingungen wenig geeignet ist.

„Letztendlich haben wir uns entschieden, ein neuartiges Werkzeug zu entwickeln, das das Maß der Beanspruchung zwischen Schnittwerkzeug und Werkstoff direkt wiedergibt. Dank der Empfindlichkeit dieses Sensors können wir die Schnittbedingungen für unterschiedliche Arbeitsgänge untersuchen, sowohl für das Schruppen (wenn viel Material abgetragen wird) als auch für das Schlichten, das Erzeugen der exakten Endkontur. Das ist der Dreh- und Angelpunkt beim Bestimmen der korrekten Geschwindigkeiten und Vorschübe“, erläutert Roger Busi, Projektleiter und Experte für das Schneiden.

Es liegt auf der Hand, dass die Bearbeitung eines Werkstücks schneller erfolgen kann, wenn es gelingt, Geschwindigkeit und Vorschub zu erhöhen, was eine höhere Stückzahl pro Tag und damit geringere Produktionskosten ermöglicht. Dank dieser Verbesserung ihrer Wettbewerbsfähigkeit sind die Unternehmen besser gerüstet, um auf die Billiglohn-Konkurrenz zu reagieren.


Eine beispielhafte Partnerschaft mit HBM

Mit diesem Projekt hat Ctdec eine langfristige Zusammenarbeit mit HBM begründet, die nun bereits 4 Jahre andauert. Mehr als ein halbes Jahr war der Produktqualifizierung gewidmet, insbesondere dem Verhalten in industrieller Umgebung und der Dauerfestigkeit. Zunächst arbeitete Ctdec zusammen mit HBM an der zum Aufnehmer gehörigen Elektronik, sehr bald wurde auch der Sensor selbst Gegenstand der gemeinsamen Arbeit.

Ctdec war auf der Suche nach einer für erschwerte Umweltbedingungen geeigneten Elektronik (IP67). Bei HBM war gerade ein Produkt in der Entwicklung, das diese Anforderung erfüllen konnte. Aus diesem Anlass trieb HBM die Fertigstellung des Produkts voran.

Es handelt es sich um das neue Modul MX411P der Produktfamilie QuantumX.

Hinsichtlich des Aufnehmers hatte sich Ctdec nach eingehender Prüfung bereits für die Folien-Dehnungsmessstreifen-Technik entschieden.

„Im Verlauf der Arbeit mit HBM an der Entwicklung einer dichten Elektronik kamen wir mit der Abteilung für Sonderaufnehmer in Kontakt, wodurch wir bei der Entwicklung des Werkzeughalters noch viel weiter gehen konnten“, erläutert Patrice Laurent.

Konkret ging es bei der Zusammenarbeit darum, den besten Kompromiss zwischen der Messkörpergeometrie und dem Klebe-DMS zu finden.

Sowohl auf Seiten von Ctdec als auch auf Seiten von HBM wird die Partnerschaft als beispielhaft gelobt. Mehrere Modelle und Layouts wurden umgesetzt, bis man den besten Kompromiss fand. Besondere Beachtung wurde der Dichtheit gewidmet (in der Umgebung des Werkzeughalters findet sich viel Öl) sowie mechanischen Schutzvorrichtungen (es gibt immer wieder hervorstehende Metallspäne). Auch die Kabelauslässe wurden sorgfältig gestaltet, um sie abreißsicher zu gestalten. 

Noch heute, in der Phase der industriellen Umsetzung, sorgt HBM für das sichere Aufkleben seiner DMS auf die von Ctdec gelieferten Messkörper, während Ctdec für die Kalibrierung und, natürlich, den Betrieb zuständig ist.

„Diese Partnerschaft basiert auf einem perfekten Gleichgewicht zwischen den beiden Unternehmen. Dank dieser Zusammenarbeit mit Cetim-Ctdec konnten wir die Entwicklung einer neuen Aufnehmergeneration vorantreiben und uns dabei  insbesondere auf die zahlreichen, durch deren technisches Zentrum durchgeführten Versuche stützen. Es handelt sich hier um ein hochspezialisiertes Entwicklungsprojekt, zu dem wir auch dadurch beitragen, dass wir langfristig Aufnehmer mit sehr konstanter Leistung liefern können“, unterstreicht Bernard Vindret, HBM-Ingenieur und Initiator der Partnerschaft mit Cetim-Ctdec.

Konkrete Ergebnisse

Ergebnis dieser Entwicklungsarbeit war ein innovatives Produkt, der Cut Optimizer, der von Ceti-Ctdec auf den Markt gebracht wurde. Er ermöglicht die Bestimmung des optimalen Betriebsbereichs der Schneidwerkzeuge abhängig vom eingesetzten Werkzeug, dem Werkstoff und dem Schmiermittel. Dieses Produkt ist als Set erhältlich, bestehend aus einer Reihe von Sensoren sowie Verarbeitungs- und Methodiksoftware zum Einsatz am Fuß der Fertigungsmaschinen.

Ausblick

Derzeit handelt es sich hauptsächlich um eine Werkzeugentwicklung, die in der Drehteile-Industrie eingesetzt wird (und in verwandten Bereichen, z.B. bei Lieferanten von Schneidwerkzeugen und Schmiermitteln). Die ganzheitliche Herangehensweise an das Zerspanen (Drehmoment-Werkzeug-Werkstoff) ermöglicht einen strukturierten Ansatz beim Schneiden und eine Quantifizierung der Werkstattpraxis. Sind die Daten aufgezeichnet, wird der Werkzeughalter demontiert und durch das klassische Schneidwerkzeug ersetzt. Der Bereich Methodik nutzt diese Informationen, um Maschinenbediener in die Lage zu versetzen, bei jeder Veränderung in der Fertigung die optimalen Einstellungen vorzunehmen.

Für die Zukunft ist geplant, im geschlossenen Regelkreis zu arbeiten, mit einem dauerhaft eingebauten, selbst lernenden Werkzeug. Es liegt auf der Hand, dass sich ein riesiger Markt eröffnet, wenn diese Hürde gemeistert ist, für Cetim-Ctdec... und HBM!

 

 

Über den Kunden:

Cetim-Ctdec

74 301 Cluses

www.ctdec.com