Auf dem Weg zur nachhaltigen CNC-Bearbeitung

Was bedeutet „nachhaltige CNC-Bearbeitung“? Eine Antwort auf die Frage findet man im hessischen Bischoffen bei der Jost Metallverarbeitung GmbH & Co. KG. Das Unternehmen spart allein durch die Anschaffung einer neuen CNC-Maschine  241 Tonnen CO2 im Jahr. Auch die intensive Nutzung der Software-Plattform mit SOLIDWORKS, SolidCAM und iMachining, betreut durch die DPS Software GmbH, leistet einen Beitrag zur nachhaltigen und effizienten Fertigung von komplexen Leichtbauteilen.

Rund 20.000 metallverarbeitende Unternehmen gibt es allein in Deutschland. Der Wettbewerb ist also groß und jedes einzelne Unternehmen muss sich seinen Platz im Markt suchen – und sich beständig weiterentwickeln, um seine Marktbedeutung zu behaupten oder besser noch zu steigern.

Die Jost Metallverarbeitung GmbH & Co. KG in Bischoffen verfolgt hier einen ganz klaren und erfolgreichen Kurs. Sie konzentriert sich auf anspruchsvolle Frästeile und Baugruppen für ebenso anspruchsvolle Kunden z.B. in der Luftfahrt- und Medizintechnik sowie im Verpackungsmaschinenbau. Inhaber und Geschäftsführer Sascha Jost: „Wir fertigen Teile bis zu einer Länge von 2500 mm in typischen Stückzahlen von eins bis mehreren hundert pro Jahr. Dabei verarbeiten wir zumeist Aluminium, aber auch Magnesium, Stahl, Messing und Kunststoff.“ Die Fünfachs-Simultanbearbeitung gehört ebenso zum Standard wie die Fertigung von hoch beanspruchten Leichtbau-Komponenten für ganz unterschiedliche Anwendungen. Und: Im Unternehmen steht Nachhaltigkeit hoch im Kurs. Das betrifft die Energieeffizienz ebenso wie die effiziente Metallbearbeitung mit bestmöglicher Materialausnutzung.

SOLIDWORKS und SolidCAM als universelle Plattform

Seit mehr als zehn Jahren arbeitet Jost mit der SOLIDWORKS/ SolidCAM-Plattform und sieht einen klaren Vorteil im Workflow und im Wettbewerb. Sascha Jost: „Viele unserer Kunden nutzen ebenfalls SOLIDWORKS. Das erleichtert die Datenübernahme und die Projektarbeit. Wir lesen aber auch STEP-Dateien ein und nutzen die SolidCAM-Datenbasis für andere Aufgaben, zum Beispiel für die Konstruktion von Negativformen und Vorrichtungen. Das ist sehr praktisch. Es spart Zeit und steigert die Präzision, zumal SolidCAM praxisgerechte automatisierte Funktionen bietet, zum Beispiel für das Entgraten.“ Außerdem, so Sascha Jost, schätzen es die Mitarbeiter, dass die Software trotz der komplexen Funktionalitäten einfach zu bedienen ist.

Ein weiterer Software-Baustein bei Jost ist die Maschinenvernetzung mit CIMCO. Sie sorgt dafür, dass die NC-Programme an die Maschine gelangen, die für das jeweilige Projekt vorgesehen ist.

Betreuung und Beratung durch DPS

Das Komplettpaket von Solidworks, SolidCAM und CIMCO als DNC-Lösung ist perfekt aufeinander abgestimmt und wird von Anfang an von der DPS Software GmbH betreut, genauer gesagt von deren Niederlassung in Wetzlar. Die DPS-Berater kennen die branchenspezifischen Anforderungen an Effizienz, Kapazitätsauslastung und auch die Vorgaben im Hinblick auf Präzision und Prozesssicherheit – und sie treffen bei Jost auf Ansprechpartner, die gern das Optimum aus der vorhandenen Software-Lösung herausholen wollen.

Jörg Rudig, Leiter Competence Center CAM von DPS Software: „Bei Jost ist man immer offen für Ideen und Vorschläge und Empfehlungen, und die Anwender der Software geben wertvolles Feedback. Die Zusammenarbeit ist wirklich sehr konstruktiv, zumal wir hier immer anspruchsvolle und interessante Projekte kennenlernen. Auch in Bezug auf das Thema ´Nachhaltigkeit in der CNC-Bearbeitung´ ist Jost weit vorn. “

Zeit und Material sparen mit iMachining 

Die beiden CAD-Arbeitsplätze bei Jost sind mit einem vierten Modul aus dem Portfolio von DPS Software ausgestattet: mit iMachining 2D und 3D. Sascha Jost: „Dieses Tool ist extrem nützlich. Es errechnet die optimalen Schnittparameter und senkt damit die Bearbeitungszeiten vor allem bei Taschen um etwa 30%. Damit sparen wir Maschinen- und Werkzeugkosten sowie Material und verkürzen die Durchlaufzeiten – sowohl bei der 2D-Bearbeitung der Außenkonturen als auch bei der klassischen 3D-Bearbeitung.“

Auch hier hat DPS nicht nur die Einführung der Software empfohlen und begleitet, sondern berät Jost kontinuierlich bei der Nutzung von iMachining – mit dem Ziel, Bearbeitungszeiten zu verkürzen und zugleich die Produktqualität zu verbessern und/ oder den Leichtbau der gefertigten Komponenten voranzutreiben.

Im Fokus: Die Nachhaltigkeit

Die genannten Vorteile – Materialeinsparung, Verkürzung der Bearbeitungsdauer – zahlen auch auf die Nachhaltigkeit des Prozesses ein. Dieses Thema liegt Sascha Jost am Herzen: „Unser Ziel ist es immer, möglichst sparsam mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen umzugehen – nicht nur aus Effizienzgründen, sondern auch um unserer Verantwortung für die Umwelt gerecht zu werden und den CO₂-Footprint so schmal wie möglich zu halten. Dabei unterstützt uns auch das Arbeiten mit der SOLIDWORKS- und SolidCAM-Plattform.“

Projektbeispiel: Leichtbaugehäuse von Getriebeteilen

Ein Projektbeispiel verdeutlicht, mit welchen Vorteilen Jost im Wettbewerb der CNC-Fertigungsdienstleister punkten kann. Für einen Hersteller von Getriebeteilen für Luftfahrt-Anwendungen fräste das Unternehmen zunächst das Aluminiumgehäuse aus dem Vollen – und brachte sich intensiv in die Optimierung dieses Bauteils ein.

Sascha Jost: „Gemeinsam mit dem Endkunden, dessen Konstruktionsbüro und einer Gießerei haben wir nach Möglichkeiten gesucht, dieses komplexe Bauteil effizienter, mit geringerem Zerspanungsanteil und nach Möglichkeit noch leichter zu fertigen.“

Die Lösung: Jost erhält ein Magnesiumgussteil und bearbeitet es allseitig. Mit diesem Projekt ist man auf gutem Weg zur Serienfertigung – und hat, so Sascha Jost, sehr viel Zerspanungs-Know-how eingebracht.

Projekt: Optimierung eines Medizintechnik-Bauteils

Auch bei einem weiteren Projekt, dem Gehäuseteil eines Defibrillators für den

Einsatz in Krankenwagen, spielte das (möglichst geringe) Gewicht eine Rolle. Die CNC-Experten von Jost konnten in der Tat durch Einbringen ihres Know-hows das Gewicht reduzieren. Sascha Jost: „Wir haben die Möglichkeiten der Materialeinsparung bestmöglich genutzt.“

Außerdem konnte Jost die Bearbeitungszeit um rund 20 Minuten verkürzen, das Bauteil wird also auch günstiger. Hier und in anderen Projekte hat iMachining einen nicht unwesentlichen Beitrag dazu geleistet, dass die zahlreichen Taschen effizient und präzise ins Werkstück eingebracht werden können.

Neues Fünfachs-Bearbeitungszentrum

Wie ernst Jost die CO₂-Einsparung nimmt, zeigt eine aktuelle Investition. Im ver-

gangenen Jahr nahm das Unternehmen ein Fünfachs-Bearbeitungszentrum von Hedelius mit beidseitig gelagertem Dreh-Schwenktisch in Betrieb, das mit Verfahrwegen von 2600/2030 x 750 x 695/ 800 mm (X-, Y- und Z-Achse) auch die Bearbeitung von komplexen und großen Werkstücken erlaubt.

Ein weiteres Kennzeichen der Maschine ist der teilbare Arbeitsraum: Während im einen Teil bearbeitet wird, kann der andere schon gerüstet werden. Damit reduzieren sich die Stillstandszeiten bei einem Produktwechsel im besten Fall auf Null – ein klarer Vorteil insbesondere bei überschaubaren Losgrößen.

Einsparung von 241 Tonnen CO₂ pro Jahr

Die Energie- und CO₂-Einsparung, die ein modernes CNC-Bearbeitungszentrum ermöglicht, ist in diesem Falle gut dokumentiert. Denn Jost hat für die Investition in das Hedelius-Bearbeitungszentrum eine Förderung nach dem hessischen „PIUS-Invest“-Förderprogramm beantragt und erhalten. Da sich der Förderanteil nach der CO₂-Einsparung bemisst, ist diese gut dokumentiert: 241 Tonnen sind es pro Jahr.

Wesentliche Faktoren für die Einsparung sind die Materialeinsparung durch präzisere Bearbeitung sowie die kürzere Bearbeitungszeit (mit entsprechend geringerem Energieverbrauch). Die Größenordnung zeigt, wie beachtlich die Potenzial der CO₂-Einsparung und der Effizienzsteigerung in der Metallbearbeitung ist. Moderne und präzise Maschinen sind hier sicherlich ein wesentlicher „Hebel“, aber auch eine Software-Plattform, die den Prozess ressourcenschonend und zeitsparend optimiert.