Hochdruckanlagen werden überwiegend zur Reinigung des Kühlschmierstoffes eingesetzt. Das Unternehmen KLS Martin setzt dabei aktuell auf eine Vollstrom-Filtration inklusive einer Kühlregelung von Büchele. Aus gutem Grund, denn mit der SFB-M80eco wird nicht nur das gesamte Kühlmittel gereinigt, sondern es konnte damit ein anspruchsvoller Bearbeitungsprozess realisiert sowie die Prozesssicherheit und die Werkzeugstandzeiten wesentlich gesteigert werden.
Im Jahr 2025 stand bei dem Unternehmen KLS Martin in Mühlheim die Fertigung einer Schraube aus Titan für den Einsatz in Hüftgelenken im Fokus. Die Herausforderung bei diesem chirurgischen Werkstück liegt in einer Innenbohrung über eine Länge von 180 mm. Aufgrund der hohen Bearbeitungstiefe entstehen hohe Mengen an Wärme und Späne. Solch ein Bearbeitungsprozess kann die Prozessstabilität deutlich beeinträchtigen. Mögliche Folgen sind Werkzeugverschleiß, Werkzeugbruch oder ein unerwünschter Verlauf des Bohrers und somit der Bohrung. Die beiden Unternehmen STAR Micronics und SF-Systeme Büchele entwickelten deshalb gemeinsam eine Lösung, die zum Erfolg führte. Daniel Müller, Produktionsleiter bei KLS Martin, war von diesem positiven Ergebnis nicht wirklich überrascht: „Die Qualität der Bohrung ist einwandfrei. Der Verlauf des Bohrers konnte auf 1/10 mm begrenzt werden. Für einen stabilen Tieflochbohrprozess sind jedoch nicht nur Werkzeug und Maschine entscheidend, sondern besonders die Versorgung mit ausreichend gekühltem Medium. In der Vergangenheit mussten wir solche Tieflochbohrungen extern vergeben. Durch die Anlage von Büchele sind wir jetzt in der Lage, solche Anforderungen eigenständig zu bearbeiten. Wir arbeiten mit Star und Büchele bereits seit einigen Jahren sehr eng zusammen. Deshalb war ich überzeugt davon, dass diese Unternehmen gemeinsam die perfekte Lösung finden werden.“ Die 150 bar Vollstrom-Hochdruckanlage inklusive Kühlregelung hat daran einen wesentlichen Anteil. Das Vertrauen in die Produkte von SF-Systeme Büchele hat sich über viele Jahre entwickelt. Die Zusammenarbeit begann bereits um das Jahr 2007 mit kleinen Beistellanlagen. Mit steigenden Anforderungen sowie positiven Erfahrungen wurden im Laufe der Zeit zuerst Nebenstromanlagen und später auch Vollstromanlagen angebaut. Ein wesentlicher Bestandteil des Projektes ist die Bereitstellung von Kühlmittel mit bis zu 150 bar sowie eine präzise Regelung der Temperatur. Die Kriterien des Pflichtenheftes konnten nur mit der Vollstromanlage SFB-M80eco von Büchele realisiert werden. Die Kühlregelung erfolgt dabei über einen Plattenwärmetauscher in Verbindung mit einem Wasserkreislauf. Mit Hilfe eines Regelventiles wird die Durchflussmenge kontinuierlich an die Temperatur des Kühlmittels angepasst, womit eine Genauigkeit von ± 0,5 °C konstant gehalten werden kann. Für die Fertigung bedeutet dies eine höhere Stabilität in der Maßhaltung. Für Tobias Zepf, der Mann an der Maschine bei KLS Martin, ist das eine enorme Zeiteinsparung: „In gewissen Bearbeitungen wie z.B. dem Gewindewirbeln, steht die Maschine auch mal länger, bedingt durch den Wechsel der Werkzeuge. Wird nun die Maschine, trotz mehreren Stunden Stillstand, wieder gestartet, ist der Prozess sofort stabil. In der Vergangenheit musste der Wärmegang um 0,05 bis 0,15 mm korrigiert werden, aufgrund der Differenz in der Temperatur des Kühlmittels.“
Reinigungsaufwand komplett eliminiert
Besonders bei Herstellern in der Medizinbranche ergeben sich bei der Spanabfuhr zunehmend Probleme. Im speziellen bei Bearbeitungen mit Titan werden extrem leichte Späne erzeugt, welche aufschwimmen und mittels eines Späneförderers teilweise nicht entfernt werden können. Ohne geeignete Filtration können sich diese Partikel in den Tanks und Siebkörben ablagern und zu einem erhöhtem Wartungswand führen. In Mühlheim sind fast ausschließlich Dauerläufer im Einsatz. Dies bedeutet eine Fertigung von 24 Stunden an sieben Tagen in der Woche und somit eine enorme Bindung der Ressourcen, nur für die Reinigung. Dabei musste der Siebkorb geleert sowie der Maschinentank ausgepumpt und gereinigt werden. Ein Aufwand von 0,5 bis 1 Tag plus Personaleinsatz. Zeiten, die in der Produktion fehlten. Durch den Umstieg auf Nebenstromanlagen von SF Büchele wurde dies deutlich optimiert. Mit den neuen Vollstromanlagen konnte das Problem sogar komplett eliminiert werden. Bei der Vollstrom-Filtration wird das gesamte Kühlmittel über einen Hydrostatik-Papier-Bandfilter permanent gereinigt. Dadurch kommt dem Maschinentank nur noch eine „Abtropfunktion“ zuteil. Martin Hissler, Leiter technischer Vertrieb bei SF-Systeme Büchele erklärt: „Die maximale Reinheit des Kühlmediums ist wichtig bei Hochdruckanwendungen und bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe. Speziell bei Titan sind es die kleinen, feinen Späne, die sich im Tank absetzen. Deshalb ist es wichtig das gesamte Kühlmittel zu reinigen. Der Lang-Drehautomat SV-20R von Star mit zwei Kühlmittelpumpen hat beispielsweise einen Maschinentank mit ca. 200 l. Wir arbeiten bei unserer SFB-M80eco mit einem 660 l-Tank. Diesen benötigen wir, um das Kühlmittel zu beruhigen. Bei der Nutzung von Hochdruck kommt es zu einer starken Lufteinwirkung und Schaumbildung. Durch das Labyrinth in unserem Tank beruhigt sich das Medium, die Lufteinschlüsse verschwinden und das Kühlmittel ist wieder frei von Schaum. Erst nachdem das Kühlmittel diesen Weg zurückgelegt hat, kommt es bei den jeweiligen Pumpen an und steht zur Verfügung.“ Bei KLS Martin wird auf eine automatisierte Fertigung gesetzt, weshalb eine hohe Prozesssicherheit essentiell ist. Auch deshalb wurde bereits vor zwei Jahren bei manchen Anforderungen bereits auf die kleinere Vollstromanlage SFB-M60twin mit Kühlregelung umgestellt. Das Ziel, den Wartungsaufwand auf ein Minimum zu reduzieren, wurde damit eindeutig erreicht. Auch wenn sich die Auswirkungen aufgrund stark variierender Losgrößen von einem bis tausend Stück nicht exakt quantifizieren lassen, zeigt die Praxis eine deutliche Verbesserung der Werkzeugstandzeiten.