Volledige procescontrole met sensor-geïntegreerde gereedschappen

Extreme toleranties vragen om uiterst nauwkeurig machinepark

MRB Fijnmetaalbewerking in Valkenswaard investeert gemiddeld gezien elke twee jaar in een nieuwe bewerkingsmachine. Op die manier kan de toeleverancier meegroeien met de gevraagde toleranties die steeds vaker in het micrometerbereik komen te liggen. Om te kunnen voldoen aan fijnmechanische componenten met extreme toleranties, heeft het bedrijf geïnvesteerd in een vijfassige Yasda PX30i en een Sodick ALC600G lineair gestuurde draadvonkmachine. Met de Sodick heeft MRB een hele nieuwe bewerkingstechnologie in huis gehaald.

“Vroeger kreeg je een schouderklopje als je op een honderdste nauwkeurig kon bewerken. Tegenwoordig vragen onze klanten om werkstukken met toleranties binnen enkele micrometers alsof het niets bijzonders is. Daarnaast neemt de vraag naar exceptionele materialen toe. Vroeger had je vier staalsoorten in het magazijn. Nu zijn het er zoveel dat er een hele papierwinkel bij komt kijken. Al met al vraagt dat om een heel ander machinepark”, vertelt Martin Rovers, directeur van MRB Fijnmetaalbewerking. Rovers is in 1989 gestart met een kleine frees- en draaibank. In 2002 is het bedrijf verhuisd naar Valkenswaard waar het sindsdien elke twee jaar investeert in een nieuwe bewerkingsmachine. “Nieuwe machines openen nieuwe deuren. Toen we de eerste vijfasser, een Hermle C40, in bedrijf namen, mochten we daarna veel nieuwe klanten ontvangen. Zo beweeg je als mkb’er mee met de behoefte van de markt. Juist ook om die reden hebben we recent geïnvesteerd in een draadvonkmachine van Sodick en een vijfasser van Yasda.”

Fijnmechanische delen vonken

Met de Sodick ALC600G draadvonkmachine wil MRB meer toegevoegde waarde gaan bieden. Waar vroeger het vonken vooral werd ingezet in de gereedschap- en matrijzenbouw, wordt de techniek tegenwoordig ook steeds vaker ingezet voor het bewerken van fijnmechanische componenten. Dit komt volgens Hans Wisman, salesmanager bij De Ridder in Best en leverancier van Sodick in de Benelux, doordat draadvonken in het micrometerbereik veel eenvoudiger te realiseren is dan met een frees- of draaimachine. “Een tolerantie van drie micrometer is goed te doen met een draadvonkmachine. Daarnaast breng je met vonken geen spanningen in het werkstuk wat een positief effect heeft op de nauwkeurigheid. Verder neemt de populariteit voor draadvonken toe omdat er steeds meer speciale draden op de markt komen voor het bewerken van moeilijk te verspanen materialen, zoals bijvoorbeeld Wolfraam.”

Ervaringsvak

Voor MRB was draadvonken relatief nieuw. “We hebben in het verleden veel draadvonkwerk uitbesteed, waardoor er al een kleine basiskennis was ontwikkeld. Toch is draadvonken een specialisme an sich. Samen met De Ridder als kennispartner, hebben we die expertise het afgelopen jaar op peil gebracht. In de eerste periode hadden we een paar keer per week contact om zaken zoals opspanningsmethoden, procesparameters en andere voorwaarden voor een succesvolle productie te bespreken. Daarnaast is het ook gewoon leuk om uit te zoeken hoe nieuwe

MRB Fijnmetaalbewerking zet de nieuwe Sodick draadvonkmachine in voor het bewerken van fijnmechanische componenten. (foto’s: Tim Wentink)

machines en productietechnologieën werken en uiteraard om de grenzen op te zoeken. Dat maakt het vak mooi”, aldus Rovers. Volgens Wisman is draadvonken echt een ervaringsvak. “Een echte vakman beheerst de basis van het vonken na een training van drie dagen. Daarna komt echt het vakmanschap. Elk materiaal reageert anders, waardoor verspaners de oude werkwijze achter zich moeten laten. Met draadvonken breng je namelijk geen spanningen in het materiaal, maar maak je spanningen vrij. Dat vraagt om een ander plan van aanpak en dat soort finesses leer je alleen door het te doen”, vertelt Wisman. De Ridder heeft veel expertise op het gebied van draadvonken in huis en positioneert zichzelf als kennispartner richting zijn klanten.

Investeren in de toekomst

MRB heeft voor de Sodick ALC600G gekozen omdat het als ‘premium’ machine hoge oppervlaktenauwkeurigheden kan behalen, de machine is voorzien van een grote bak en grote draadklossen. Om klaar te zijn voor de toekomst heeft MRB de machine ook voorzien van een vierde as (W-as). Om te kunnen anticiperen op de toekomstige vraag is Rovers van mening dat je machines moet voorzien van functies die nog niet direct op de wensenlijst staan. “We zijn er van overtuigd dat het draadvonkwerk in de toekomst zal toenemen. Daarom hebben we nu ook meteen geïnvesteerd in een vierde as voor meer mogelijkheden. In eerste instantie is dit een investering die niet meteen volop wordt gebruikt, maar dit soort features zullen meer en meer in beeld komen. En als je 10% meer werk kan doen door zo’n optie, dan is de investering het dubbel en dwars waard.” MRB heeft de draadvonkmachine samen met een startgatenvonker aangeschaft.

“Bijstellen van een micrometer, dat is mooi”

Rovers ziet dat vooral de laatste tien jaar een verschuiving gaande is op het gebied van nauwkeurigheden en toleranties. “De lat is enorm hoog gelegd en dat in alle industrieën waar we aan leveren. Onze freesafdeling liep qua nauwkeurigheid tegen zijn grenzen aan. Om die reden hebben we, na een bezoek aan de fabriek in Japan, geïnvesteerd in een vijfasser van Yasda.” De Yasda komt dankzij zijn thermische stabiliteit goed tot zijn recht bij het bewerken met bijvoorbeeld extreem kleine boortjes in moeilijk te verspanen materialen. De machines van Yasda zijn uitgerust met systemen die thermische afwijkingen voorkomen. Machineonderdelen zoals de spil, het frame, de direct aangedreven motoren van de B- en C-as, diverse lagers en het koelwaterreservoir worden op een geoptimaliseerde temperatuur gehouden. Daarnaast worden alle

pasvlakken handgeschraapt, zodat alle referentievlakken echt vlak en spanningsvrij zijn. “Met de Yasda kunnen we nu urenlang binnen een paar micrometer nauwkeurig produceren. Op het moment dat je de machine een micrometer bijstelt, dan meet je dat ook echt in het eindresultaat. Dat is mooi om te zien en ik heb dit bij andere bewerkingsmachines nog niet zo meegemaakt. Recent hadden we nog een werkstuk waar gaatjes in moesten komen met toleranties van ± 3 micrometer. Dat is met de Yasda én ons vakmanschap te realiseren”, vertelt Rovers.

Mondjesmaat automatiseren

MRB produceert met name kleine series en enkelstuks in het hogere segment. Hierbij is cyclustijd niet zo heel belangrijk, waardoor de productie voor slechts 10% tot 20% van de tijd wordt geautomatiseerd. Dit komt omdat producten door de hoge nauwkeurigheid nagenoeg altijd tussentijds gemeten moeten worden. De kleinste afwijking aan bijvoorbeeld de frees kan er al voor zorgen dat het onderdeel buiten de specificaties komt te vallen. Alleen als producten tussentijds niet gemeten hoeven te worden, kiest MRB voor onbemand produceren in de nachtelijke uren. De Yasda PX30i is voorzien van een 323-voudig gereedschapsmagazijn en een 33-voudig palletwisselsysteem, die onbemand produceren mogelijk maakt. “De machine en automatisering zijn ontwikkeld om hoognauwkeurig en onbemand te kunnen produceren. Zo kan de machine overdag worden ingezet voor werk waarvoor echt vakmanschap is vereist en in de nachtelijke uren kunnen dan kleine series worden bewerkt. Daarbij is stabiliteit essentieel. Niet alleen voor de kwaliteit van de werkstukken, maar ook voor de standtijd van het gereedschap. De stabiliteit van Yasda, waar het merk om bekend staat, maakt het uitermate geschikt voor een geautomatiseerd productieproces”, vertelt Neil Day, Sales Engineer bij De Ridder.

Met de Yasda PX30i kan MRB voldoen aan de vraag naar werkstukken die qua toleranties binnen enkele micrometers nauwkeurig geproduceerd moeten worden.