Noch steht die Maschine in Neuhausen. In Oberpframmern wird Schröter komplette Fahrzeugmodelle in einer Aufspannung von fünf Seiten bearbeiten können. © F. Zimmermann

1991 investierte Schröter Modell- und Formenbau in das erste Fräszentrum des schwäbischen Familienunternehmens. Inzwischen stehen in Oberpframmern fünf Zimmermann-Anlagen unterschiedlicher Größe – genauso viele passen in die Halle. "Weil wir auf Maschinen desselben Herstellers setzen, können wir eine Gleichteilstrategie fahren", beschreibt Lörzel. Das heißt: Fällt eine Anlage aus, kann ein Mitarbeiter bei der Einzelteilfertigung einfach mit dem Bauteil auf eine andere in der Größe passenden Maschine wechseln. Dazu sind diese mit derselben Steuerung, mit vergleichbaren Fräsköpfen und Simulationssoftware von Tebis ausgestattet.

Maschinenpark kontinuierlich erneuert

In den mehr als 30 Jahren hat Schröter vier Maschinen gegen neuere Versionen ausgetauscht. "Nun ist die fünfte dran und damit die neunte Zimmermann-Maschine", sagt Lörzel und schaut hinüber zu Frieder Gänzle. Der Geschäftsführer von F. Zimmermann trifft sich heute mit ihm für die Abnahme der neuen FZP32. "Die alte Anlage der Baureihe FZ37, die wir nun aus der Produktion in Oberpframmern nehmen, ist 18 Jahre alt", sagt Lörzel. "Noch läuft sie zuverlässig. Aber natürlich treten altersbedingt immer wieder kleine Verschleißerscheinungen auf, mal war es ein defektes Netzteil, mal die Grafikkarte."

Mit der neuen FZP32 steht ihm derselbe Arbeitsraum zur Verfügung. Bauteile wie Fahrzeugmodelle lassen sich von fünf Seiten ohne Umspannen komplett zerspanen. Der modulare Aufbau der Maschine bietet die Möglichkeit, verschiedene Optionen zu berücksichtigen – zum Beispiel Automatisierungslösungen wie Shuttletische, ein positionierbarer Rundtisch, Staubabsaugglocken oder ein individualisiertes Werkzeugspannsystem. Das Wichtigste jedoch: Schröter geht einen deutlichen Schritt nach vorn, denn die neue Portalfräsmaschine erreicht eine maximale Maßhaltigkeit bei der Bearbeitung der Werkstücke. "Das liegt an ihrem thermosymmetrischen Aufbau", erklärt Zimmermann-Geschäftsführer Gänzle das besondere Konzept.

Thermosymmetrie für mehr Präzision

Sich verändernde Umgebungstemperaturen sowie Prozesswärme beeinflussen zwangsläufig die Maschinengeometrie bei herkömmlicher Portalbauweise. Die Idee des thermosymmetrischen Aufbaus beruht darauf, dass anfallende thermische Einflüsse in erheblichem Maße durch den Aufbau der Maschinenstruktur absorbiert werden können. "Dafür haben wir bei den Maschinen unseres gesamten weiterentwickelten Portfolios Struktur- und Antriebskomponenten, Führungen sowie andere genauigkeitsbestimmende Bauteile entsprechend ausgelegt und intelligent angeordnet. Die Struktur kann sich so in unkritische Richtungen ausdehnen", beschreibt Gänzle. Der mittig geführte Z-Schieber des Portals in Doppelbrückenbauweise hat einen achteckigen Querschnitt, der ihn besonders stabil macht. Mit diesem Aufbau erreiche man eine sehr hohe Steifigkeit. Und weil es zu keiner einseitigen Erwärmung kommen könne, steigere dies die Genauigkeit.

Maximilian Lörzel (li.) und Frieder Gänzle © F. Zimmermann

Zimmermann reduziert durch den Aufbau der Struktur die Auswirkungen der Fehlereinflussgrößen konstruktiv auf ein Minimum. Und da im Vergleich zu einem seriellen Aufbau mit klassischer Führungsanordnung weniger Hebelkräfte wirken, kann der Maschinenbauer die FZP steifer bauen: Der oktogonal ausgeführte Z-Schlitten ist stabiler und dennoch schlanker. Und weil weniger Masse bewegt werden muss, arbeitet die Maschine schneller und dynamischer – damit ist der Betreiber produktiver. Eine geringere zu bewegende Masse erfordert zudem weniger Energie. Das sind klare Kostenvorteile. Dazu kommt: Durch den thermosymmetrischen Aufbau können aufwendige Kühlkreisläufe entfallen, auch das wirkt sich dann positiv auf die Kosten aus.

In der Halle in Neuhausen ist die FZP für die Abnahme aufgebaut. Frieder Gänzle zeigt auf den Fräskopf: "Im Einsatz ist der VH10. Der Gabelkopf ist in Monoblock-Ausführungen aus Guss ausgelegt. Er ist kompakt gebaut, erreicht hohe Klemmkräfte und ermöglicht damit stabile Bauteilbearbeitungen." Zimmermann stattet den VH10 optional mit einer Prozesskühlung mit Kühlschmierstoffen oder auch Minimalmengenschmierung aus. Um Durchlaufzeiten zu verringern, ist standardmäßig eine leistungsstarke Spindel mit 34 Kilowatt bei einer maximalen Drehzahl von 24.000 U/min verbaut. Dazu kommt eine optionale Staubabsaugglocke um das Fräswerkzeug. Wichtig für die Kunden ist auch die Störkontur der gesamten Z-Achse. Der Fokus lag bei der Entwicklung neben einer hohen Leistungsdichte vor allem auf seiner schlanken Linie. Denn desto näher der Bediener den Fräskopf an das Bauteil fahren kann, desto kürzere Werkzeuge lassen sich einsetzen und damit mehr Material abtragen.

Investition macht sich bezahlt

Die Investition in die neue FZP wurde zu Krisenzeiten vom Bund unterstützt. Ziel war es, die deutsche Wirtschaft und insbesondere den Mittelstand mit moderner Technologie wieder wettbewerbsfähig zu machen. "Das hat uns die Entscheidung natürlich erleichtert", erinnert sich Lörzel. "Und wir wussten ja, das Thema steht in den kommenden drei bis fünf Jahren auf unserer To-do-Liste." Er rechnet damit, dass sich die FZP nach etwa acht Jahren amortisiert haben wird. "Natürlich weiß keiner, wie der Markt in drei Jahren aussieht. Doch seit Sommer 2022 steigt das Auftragsvolumen wieder stetig", sagt Lörzel. Schröter konnte kürzlich sogar zwei neue Kunden aus der Luftfahrtindustrie und der Medizintechnik mit Sitz in den USA gewinnen.

Das passt auch gut zur neuen FZP32, auf der die Modell- und Formenbauer teilweise auch Komponenten für Hubschrauber und Flugzeuge fräsen werden – unter anderem für Unternehmen wie Airbus. Zu den Kunden gehört neuerdings auch Rolls Royce Triebwerkstechnik in Berlin. Typische Bauteile sind etwa Abdeckungen für die Triebwerke, die sehr genau und möglichst ohne Absätze gefräst werden müssen. Lörzel: "Bei der aktuellen Auftragslage rechnen wir in der Automobilindustrie mit 60 bis 70 Modellen für Komplettautos im Jahr. Auch dafür setzen wir die neue FZP32 ein." Schröter plant eine Zwei-Schicht-Auslastung der neuen Anlage, eventuell sogar noch eine Geisterschicht – abhängig ist das vom Teilespektrum. Im Jahr kommen so etwa 3.500 bis 4.000 Betriebsstunden zusammen.

F. Zimmermann, http://www.f-zimmermann.com

Schröter Modell- und Formenbau, http://www.modellbau-schroeter.de