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Die Nachfrage nach trochoidalen Bearbeitungslösungen vor allem in der Flugzeug / Automobilindustrie und im allgemeinen Maschinenbau, hat deutlich zugenommen. Beim Trochoidalfräsen werden ellipsenähnliche und sich überlagernde lineare Bewegung kombiniert, um die Belastung von Werkzeug und Maschine bei der Bearbeitung tiefer Kavitäten zu reduzieren. Dies ist jedoch mit Herausforderungen verbunden. Hauptaugenmerk ist die große Menge an anfallenden Spänen. Um dieses Problem zu lösen, hat Mitsubishi Materials ein angepasstes Design entwickelt, das die Kantengeometrie des VHM-Fräsers nutzt, um Späne zu brechen. Als die Entwicklung aufgrund von erhöhten Kundenanfragen in Europa zunahm, hatten viele Marktbegleiter bereits Produkte auf den Markt gebracht. Um diesen Vorsprung aufzuholen, konzentrierte sich das Entwicklungsteam von Mitsubishi Materials darauf, die Leistungsfähigkeit der Werkzeuge zu steigern.

Spannende Versuche und erheblicher Druck

Würden Sie uns bitte sagen, was Sie dachten, als Sie zum ersten Mal gebeten wurden, diesen speziellen Schaftfräser zu entwickeln?

Shikata Dieser Fräsertyp war nicht im Sortiment der herkömmlichen Produkte enthalten, sodass ich anfangs dachte, dass es eine spannende Herausforderung darstellen würde. So begann ich die Produkte der Marktbegleiter zu prüfen und stellte fest, dass es einige ähnliche Produkte gab. Das erhöhte den Druck, denn wir mussten ein Produkt entwickeln, das in verschiedenen Bereichen überlegen war, wobei wir darauf achten mussten, vorhandene Patente nicht zu verletzen. Die Smart Miracle-Schaftfräser-Serie verfügt über hervorragende Hartmetallsorten und Beschichtungstechnologien, was uns durchaus zugute kam, aber die Geometrie stellte eine große Herausforderung dar. Wir entwickelten eine Reihe von Ideen, die auf Schruppfräsern basierten, deren Struktur der von Fräsern mit Spanbrechern sehr ähnlich ist, und baten Niizuma, 10 Prototypen zu entwickeln. 

Niizuma Herr Shikata besteht immer auf beste Ergebnisse. Daher wusste ich, dass die Erwartungen hoch waren. Es war eine spannende Herausforderung, die optimale Geometrie zu entwickeln, aber wir hatten das Wissen über die Hartmetallsorten und Beschichtungen, das wir uns durch die Smart Miracle Schaftfräser-Serie angeeignet hatten. So war die Herstellung von ersten Mustern kein Problem. Ich wollte uns 
genügend Zeit für die interne Evaluierung der Prototypen geben und habe hart gearbeitet, um sie weit vor den Fristen fertigzustellen.

Wie war die Leistung des ersten Prototyps?

Shikata Nachdem ich mir die Produkte der Wettbewerber angesehen hatte, stellte ich fest, dass sie eine höhere Leistung erzielten, als ich erwartet hatte. Beim ersten Prototyp habe ich mich auf die Vibrationsfestigkeit konzentriert, aber ich konnte wenige der Spezifikationen erfüllen. Die fünf Schneiden, die die Bearbeitungseffizienz verbessern sollten, machten es schwierig, Vibrationen zu vermeiden. Neben der Reduzierung der Vibrationen mussten wir auch die Leistung des Spanbrechers, die Spanabfuhr und die Steifigkeit verbessern. Der Druck war wirklich enorm. 

Nagaoka Wir testeten etwa 10 Prototypen eine Woche lang, um sie zu bewerten. Während dieser Zeit konnte ich Herrn Shikatas Enttäuschung förmlich spüren. Nach drei oder vier Evaluierungszyklen konnten wir jedoch eine Verbesserung der Leistung im Vergleich zu Wettbewerbsprodukten feststellen. Ich war immer wieder erstaunt über den Leistungsunterschied. Dabei hatten wir nur kleine Änderungen an der Form vorgenommen. 

Shikata Wir haben absichtlich eine Nut mit unregelmäßiger Teilung verwendet und den Freiwinkel der Umfangsschneide minimiert, was zu einer ausgewogenen Leistung führte. Anschließend experimentierten wir mit verschiedenen Nutquerschnitten, um die am besten geeignete für eine hocheffiziente Bearbeitung zu finden, wobei wir eine runde Form mit hoher Spanabfuhrleistung anstrebten. Am Ende wurde 
auch die geforderte hohe Steifigkeit erreicht. Zum Teilen der Späne benötigen Schaftfräser eine ganze Reihe von Spanbrechern; die Oberflächengüte entspricht nahezu der von konventionellen vierschneidigen VHM-Fräsern.

Gewährleistung einer hohen Benutzerfreundlichkeit durch Maximierung der Leistung

Sie haben die Entwicklung weiter vorangetrieben, auch nachdem Sie die Leistung von vergleichbaren Produkten übertroffen hatten.

Shikata Die beiden Leiter der Tool Development Section und der Cutting Technology Section sorgten für ein ideales Umfeld, indem sie uns freie Hand und viel Zeit zum Arbeiten gaben. Dadurch war es möglich, im Rahmen der Prototypenentwicklung Höchstleistungen zu erzielen.

Nagaoka Ab diesem Zeitpunkt war es an mir, mich den Herausforderungen zu stellen. Ein Beispiel hierfür ist die Tatsache, dass die Prototypen immer leistungsfähiger wurden, sodass wir selbst bei sehr hohen Belastungen Schwierigkeiten hatten, Defekte zu produzieren, um das Limit der Bruchfestigkeit beurteilen zu können. Dadurch verlängerte sich die Zeit für die nötigen Tests deutlich. Außerdem ließ sich Herr Shikata während dieser Tests immer wieder neue Ideen einfallen. Er nahm einen Prototyp, den wir sorgfältig aus allen Prototypen ausgewählt hatten, und brachte weitere Änderungen ein, die er ausprobieren wollte.

Niizuma Die Entwicklung begann mit einer Kundenanfrage aus Europa. Ursprünglich hatten wir uns auf die Bearbeitung tiefer Nuten in rostfreiem Stahl konzentriert. Herr Shikata wollte jedoch, dass der Schaftfräser über weitere Funktionen verfügt und dadurch für ein breiteres Anwendungsspektrum geeignet ist. Nachdem es uns gelungen war, einen Prototyp mit Spezifikationen zu entwickeln, die die Produkte der Wettbewerber bei weitem übertrafen, begannen wir mit uns selbst zu konkurrieren. Dabei versuchten wir unsere Ergebnisse zu übertreffen.

Shikata Wir drei haben gut zusammengearbeitet, und deshalb haben wir immer bessere Prototypen entwickelt. Während des siebten Evaluierungszyklus zeigten die Daten der 10 von Herrn Niizuma entwickelten Prototypen keine signifikanten Verbesserungen mehr, sodass ich Herrn Nagaoka die abschließende Entscheidung überließ, das endgültige Produkt auszuwählen.

Nagaoka Während der Entwicklung sah ich mich selbst als den ersten Anwender des Produkts. Ich konzentrierte mich auf winzige Unterschiede, die mir bei wiederholten Bewertungen auffielen, z. B. Unterschiede des Geräusches während der Zerspanung oder in der Anwenderfreundlichkeit, und bewertete diese aus der Sicht des Endnutzers.

Ziel war es, die Schaftfräser als neue Serie auszubauen

Wie haben die Kunden auf das fertige Produkt reagiert?

Shikata Ein Kommentar ist mir besonders in Erinnerung geblieben: „Das ist das beste Werkzeug, das es zur Zeit auf der Welt gibt.“ Ich habe mich auch über die guten Bewertungen gefreut, als wir in den drei oder vier Monaten vor der Markteinführung des Schaftfräsers Feldversuche in Europa durchführten. Neben dem Trochoidalfräsen wurde auch die Schulterbearbeitung untersucht, für die es noch keine Daten gab. Dies stellt die große Vielseitigkeit des Produkts deutlich unter Beweis. Ich schätzte die Unterstützung der Marketing-Kollegen in Europa sehr. Dabei spielten ihre guten Beziehungen zu Ingenieuren aus unterschiedlichen Industriebereichen, u. a. in der Luft- und Raumfahrt, im Kunststoff- und Formenbau oder der Halbleiterindustrie eine wichtige Rolle.

Nagaoka Ein Vergleich mit ähnlichen Wettbewerbsprodukten zeigte, dass der mögliche Vorschub unseres Schaftfräsers etwa doppelt so hoch, die Effizienz etwa 1,5-Mal höher und die Standzeit ca. 1,2-Mal länger war. Aus diesem Grund war ich zuversichtlich, dass die Kunden mit unseren Schaftfräsern zufrieden sein würden. Dies war auch tatsächlich der Fall, und das hat mich sehr zufrieden gestellt.

Niizuma Als wir mit der Entwicklung des Schaftfräsers begannen, mussten wir zahlreiche Probleme lösen. Deswegen entwickelten wir am Anfang nur zwei Arten von Schaftfräsern. Da diese Produkte jedoch als Universalwerkzeuge sehr geschätzt werden und Kunden in Europa zusätzliche Wünsche geäußert haben, wollen wir die Varianten der verschiedenen Typen erhöhen. Wir haben bereits an größeren Durchmessern und längeren Schaftfräsern gearbeitet und möchten neben den herkömmlichen zylindrischen Schaftfräsern auch einen Eckradiusfräser entwickeln.