26 Apr Präzisionszerspanung für Hightech-Industrien

Der Hersteller von Hochpräzisions-Bearbeitungszentren Willemin-Macodel mit Sitz in Delémont hat sich auf die Entwicklung und Fertigung massgeschneiderte Kundenlösungen spezialisiert. Die jüngste Entwicklung, die 508MT2, ist ein Multiprozess-Bearbeitungszentrum für die Dreh- und Fräsbearbeitung komplexer Werkstücke ab Stange und wurde erstmals an der EMO 2015 in Mailand der Öffentlichkeit vorgestellt.

Massgeschneiderte Bearbeitungslösungen für kleine und mittelgrosse Bauteile mit hoher Komplexität und höchsten Präzisionsanforderungen sind die Spezialität von Willemin-Macodel, Hersteller von Hochpräzisions Bearbeitungszentren. «Unsere Stärke ist die Anpassung der Maschine an Kundenbedürfnisse. Maschinen findet man überall, aber eine Maschine, die auf ganz bestimmte Anforderungen ausgelegt ist, ist nicht sehr häufig», erklärt Denis Jeannerat, Technischer Direktor bei Willemin-Macodel.

Bei Willemin-Macodel ist nur die Montage und Inbetriebnahme der Maschinen angesiedelt. Strategisch wichtige Komponenten werden aber von Zulieferern aus der Region gefertigt.

Dynamische Thermo-Stabilisation in Präzisionsbearbeitung

Die neueste Entwicklung aus dem Hause Willemin-Macodel ist das HochpräzisionsBearbeitungszentrum 508MT2 in den Ausführungen Linear und X1000 Linear, welches auf der EMO 2015 in Mailand zum ersten Mal der Öffentlichkeit vorgestellt wurde. Bei der Entwicklung des Dreh-FräsZentrums sind die aktuellen Anforderungstrends in der Hochpräzisionsbearbeitung eingeflossen. So kommt in den Neuentwicklungen eine Software zur dynamischen Thermo-Stabilisation DTS (Dynamic Thermic Stabilisation) zum Einsatz. Diese Software erlaubt dem Anwender, auch bei Kleinserien mit stabilen Schnittdaten zu fahren und bis zum Mikrometer genau zu fertigen. «Vor allem bei Kleinserien ist eine gute Sensorik und Prozessüberwachung sehr wichtig», erläutert D. Jeannerat und fährt fort: «Die Maschine muss bei den heutigen Anforderungen vom ersten Teil an gute Teile produzieren, und hier kann die DTS-Software den letzten Mikrometer aus der Maschine herausholen. Die Software führt während der Bearbeitung dynamische Korrekturen durch, die die Maschine stabil halten.»

Ausgerichtet auf hohe  Produktivität

« Doch Basis für die Wirkungsweise der Software ist eine entsprechend stabile und präzise Maschine. Ohne eine entsprechend qualitativ gute Maschine ist die DTS-Software wirkungslos », schränkt D. Jeannerat ein. Und so ist die gesamte Konstruktion des Multiprozess-Bearbeitungszentrums auf Stabilität und Präzision ausgelegt. Die Maschine ist beispielsweise mit Linearantrieben auf allen Achsen ausgestattet und mit Direct-Drive-Antrieben in den Drehachsen. Dies gewährleistet eine sehr hohe Dynamik bei hoher Präzision. Sie verfügt über eine montierte schwenkbare Motorspindel sowie einen Hochpräzisions-Spindel-Teile- apparat auf der A-Achse. Die Ausführung X1000 ist auf hohe Flexibilität und zusätzlich eine ausserordentlich hohe Produktivität ausgelegt. Der innovative Schwenkkopf mit drei nutzbaren Positionen umfasst eine Gegenspindel und einen Präzisions spann stock für sämtliche Rückseitenbearbeitungen. Die 508MT2 X1000 hebt sich durch ihren Drehrevolver mit zwölf angetriebenen Positionen ab. Damit kann die Maschine ohne irgendwelche Abstriche Simultanbearbeitungen mit der Motorfrässpindel und dem Drehrevolver vornehmen. Dies optimiert die Bearbeitungsabläufe und reduziert die Produktionszeit im besten Fall auf die Hälfte.

Rund 230 Mitarbeiter sind heute bei Willemin-Macodel beschäftigt.

Inbetriebnahme der Parallelkinematik-Maschine 701S, die eine Revolution in der Mikrobearbeitung darstellt.

Hohe Dynamik und Produktivität mit Parallelkinematik

Mit der Neuentwicklung der 701S, einer Parallelkinematik-Maschine für die Mikrobearbeitung mit Submikrometer-Präzision, die auf der EMO 2013 in Hannover erstmals vorgestellt wurde, hat Willemin-Macodel einen ganz neuen Ansatz in den Werkzeugmaschinenbau gebracht. Die Idee, eine Bearbeitungsmaschine mit einer parallelen anstatt der herkömmlichen seriellen Kinematik zu entwickeln, war zwar nicht neu, aber bis zu dem Zeitpunkt wurde noch nie eine derart ausgereifte Technik erreicht. Der grosse Vorteil dieses Systems besteht darin, dass eine sehr geringe Masse bewegt wird und trotzdem eine hohe Steifigkeit gewähr- leistet ist. Bei der für die Bearbeitung kleiner Werkstücke ausgelegten Bearbeitungsstrategie der neuen Maschine dreht sich alles um die Interpolation. Das Resultat ist eine sehr hohe Dynamik des Maschinensystems und damit eine sehr viel höhere Produkti- vität sowie eine Verringerung der Anzahl benötigter Werkzeuge. « Die Parallelkinematik Maschine ist ein riesiger Schritt in der Mikrobearbeitung gewesen», berichtet D. Jeannerat.

Aufbau der Ausbildung für  Polymechaniker

Willemin-Macodel ist ein Familienunternehmen mit Sitz in Delémont und war ursprünglich wie viele Unternehmen im Jura und der Westschweiz in seiner Geschäftstätigkeit auf die Uhrenindustrie ausgerichtet. Doch schon kurz nach der Gründung im Jahr 1974, hat sich die für Schweizer Werkzeugmaschinenbauer sehr junge Firma vor allem auch in die Sektoren Luft- und Raumfahrt und Medizintechnik mit hohen Präzisionsanforderungen diversifiziert. Damals arbeiteten bei Willemin-Macodel nur weniger als zehn Mitarbeiter. Heute sind rund 230 Mitarbeiter im Unternehmen beschäftigt und rund 60 Mitarbeiter in den verschiedenen Niederlassungen. Die Lehrlingsausbildung befindet sich im Aufbau. «Wir wollen Ausbildung und Lehre mehr Gewicht geben. Unser Ziel ist es, jedes Jahr vier neue Polymechaniker-Lehrlinge einzustellen, so dass wir insgesamt 16 Lehrlinge auf diesem Gebiet ausbilden. Hinzu kommen zwei Konstrukteure in Ausbildung und Lehrlinge für die kaufmännische Ausbildung», berichtet D. Jeannerat.

Massgeschneiderte Lösungen für Präzision und Produktivität

«Wir bieten angepasste Lösungen von Losgrösse 1 bis hin zu 200 000 Stück. Dabei überwiegen in der Uhrenindustrie die grösseren Stückzahlen, in der Medizintechnik dagegen geht der Trend auf Grund der Personalisierung in Richtung Losgrösse 1», berichtet D. Jeannerat und ergänzt: «Das bedeutet unter anderem für die Maschinenanforderungen, dass bei den kleinen Losgrössen die Umrüstzeiten reduziert werden müssen.»

 Produktionsund  Entwicklungsphilosophie

Entsprechend ist auch die Entwicklungs und Produktionsphilosophie ausgerichtet. Im Haus am Standort Delémont ist neben der Administration und Entwicklung nur die Montage und Inbetriebnahme angesiedelt. Alle Bauteile und Komponenten werden zugeliefert, wobei strategisch wichtige Komponenten wie die Maschinenbasis, Spindeln und Führungen von Zulieferunternehmen aus der Region stammen. In der Entwicklungsabteilung sind 25 Ingenieure angestellt, was ungefähr zehn Prozent der Belegschaft ausmacht. Dabei ist die Abteilung Entwicklung in zwei Bereiche aufgeteilt. In der Grundentwicklung wird unter anderem auch in Zusammenarbeit mit technischen Hochschulen an neuen Baugruppen, Spindeln und Prozessen geforscht, die schlussendlich in Neuentwicklungen einfliessen. Der zweite Bereich betrifft Kundenanpassungen, hier werden Lösungen und Applikationen für konkrete Kundenanforderungen entwickelt.

Bei der Entwicklung des Dreh-Fräs-Zentrums 508MT2 sind die aktuellen Anforderungstrends in Richtung kleinere Losgrössen in der Hochpräzisionsbearbeitung eingeflossen. Die Software zur dynamischen Thermo-Stabilisation DTS garantiert stabile Schnittdaten von Anfang an.

Die Ausführung 508MT2 X1000: Der Schwenkkopf mit zwei nutzbaren Positio- nen umfasst eine Gegenspindel und einen Präzisionsspannstock für sämtliche Rückseitenbearbeitungen, der Drehrevolver ist mit zwölf angetriebenen Positionen ausgestattet.

Schwerpunkt: Anwendungen im Hochpräzisionsbereich

Die Hauptmärkte von Willemin-Macodel sind traditionell in der Uhrenindustrie. Das macht ungefähr 30 Prozent des Produktionsvolumens aus und betrifft vorrangig Kunden in der Schweiz. Jeweils ein Drittel des Marktes bilden internationale Kunden in der Luftund Raumfahrt und in der Medizintechnik. Wobei der Medizintechnikmarkt weltweit ein Wachstumsmarkt für das Unternehmen ist. In der Luftund Raumfahrt ist Willemin-Macodel hauptsächlich auf die Fertigung von Turbinenschaufeln und Präzisionsgehäusen ausgerichtet.

Bearbeitungslösungen für die Uhrenindustrie

Einige der Hochpräzisions-Werkzeugmaschinen hat Willemin-Macodel speziell für die Anforderungen der Uhrenindustrie entwickelt. Es handelt sich dabei um leistungsfähige technische Lösungen für eine Bearbeitung aller wichtigen Qualitätskomponenten qualitativ hochwertiger Uhren wie Uhrengehäusen, Glasreifen, Armbandelementen, Bandanschlussstück, Zifferblättern und auch für die Elektroden bearbeitung. Für Platinen oder Brücken bearbeitung garantiert Willemin-Macodel Genauigkeiten in der Grössenordnung von einigen µm in der Positionierung. Dafür entwickelt das Unternehmen spezielle Lösungen, die es erlauben, die Produktion zu rationalisieren bei bester Positioniergenauigkeit.

Bearbeitungslösungen für die Uhrenindustrie

Einige der Hochpräzisions-Werkzeugmaschinen hat Willemin-Macodel speziell für die Anforderungen der Uhrenindustrie entwickelt. Es handelt sich dabei um leistungsfähige technische Lösungen für eine Bearbeitung aller wichtigen Qualitätskomponenten qualitativ hochwertiger Uhren wie Uhrengehäusen, Glasreifen, Armbandelementen, Bandanschlussstück, Zifferblättern und auch für die Elektroden bearbeitung. Für Platinum oder Brücken bearbeitung garantiert Willemin-Macodel Genauigkeiten in der Grössenordnung von einigen µm in der Positionierung. Dafür entwickelt das Unternehmen spezielle Lösungen, die es erlauben, die Produktion zu rationalisieren bei bester Positioniergenauigkeit.

Bearbeitungslösungen für die Luftund Raumfahrt

Die spezielle Architektur der Willemin-Macodel Maschinen garantiert ein sehr pelt mit den sehr gutes statisches und dynamisches Verhalten und eine sehr grosse Steifigkeit–sowohl auf den linearen Achsen als auch auf den Rundachsen mit Direct Drive. Die Palette von Bearbeitungszentren mit 3 bis 5 Simultan Achsen erlaubtes, komplexe Werkstücke in einer einzigen Spannung zu bearbeiten, und auch die Bearbeitung verschiedener Werkstoffe wie Aluminium, Titan, Inconel und verschiedene Stahllegierungen. Die hohen Leistungen der Motorspindel gekoppelt mit den sehr steifen Strukturen der Maschinen garantieren Bearbeitungen hoher Qualitäten für Bauteile wie Getriebekästen, hydraulische Verteiler, Turbinenschaufeln, Gyroskope usw.

Das neue Hochpräzisions-Bearbeitungszentrum 508MT2 X1000 ist nicht nur auf grosse Flexibilität, sondern auch auf eine ausseror- dentlich hohe Produktivität ausgelegt.

Die Lehrlingsausbildung bei Willemin-Macodel ist noch im Auf bau. Ziel ist es, jedes Jahr vier Polymechanikerlehrlinge einzustellen.

Bearbeitungslösungen für die Medizintechnik

Die Bearbeitung von komplexen geometri- schen Formen, die Fertigung hervorragender Oberflächengüten gepaart mit einer hohen geometrischen Genauigkeit sind Anforderungen an die Werkstücke in der Medizintechnik. Die zu bearbeitenden meist hochwertigen Werkstoffe sind beispielsweise Titan, Chromobalt, Edelstahl, Keramik oder verschiedene Kunststoffe (PEEK, Polyacetal, PEE usw.). Aufgrund ih rer mehr als 20-jährigen Erfahrung im Bereich Medizintechnik ist Willemin-Macodel in der Lage, leistungsfähige Fertigungslösungen sowie entsprechende Automatisierungen nach Pflichtenheft als produktions- fertige Einheit zu liefern. Dies gilt besonders bei der Herstellung von Zahnimplantaten, Brücken, Hüftprothesen, Knochenschrauben und platten, Wirbelsäulenimplantaten und haken, chirurgischen Zange und Scheren. Ausserdem entwickelt Willemin-Macodel umfassende Bearbeitungslösungen im Bereich Dentaltechnik–sowohl für grosse Industrieunternehmen als auch für kleine Dentallabors.

Bearbeitungslösungen für Branchen der Präzisionsmechanik

Die Jura-Region ist bekannt für Präzision und Mikrobearbeitung. Auch Willemin-Macodel entwickelt für die Herstellung kleiner, komplexer Bauteile speziell angepasste Fabrikationslösungen aus allen Bereichen der Präzisions und Mikromechanik. In der Mikropräzisionsbearbeitung ist es wesentlich, Herstellungspaletten und die Spannsysteme zu optimieren. Die Bearbeitung komplexer geometrischer Formen für alle Arten von Giessmaschinen wird mit einer spezifischen Bearbeitungsstrategie realisiert. Die von Willemin-Macodel entwickelten Hochgeschwindigkeits-Motorspindeln erlauben, nicht nur die Bearbeitungszeiten, sondern auch die mit der Herstellung von Gussformen oder Werkzeugen verbundenen Kosten deutlich zu reduzieren. Die Willemin-Macodel-Bearbeitungszentren sind auch hervorragend für den Bereich der qualitativ hochwertigen Schmuckherstellung geeignet : Für die Fertigung von Ringen und Eheringen genauso wie für die Vorbereitung für Einfassungen, Ohrringe, Schmuckelemente, Kugelschreiber, Gürtelschnallen, Schlüsselringe. Die Rückseitenbearbeitung einheit der Stangen bearbeitungszentrum erlauben die Bearbeitung sehr komplexer Werkstücke in einem einzigen Zyklus, aber auch von Werkstücken mit einem grossen Länge-Durchmesser-Verhältnis.

Im Jahr 2009 ist Willemin-Macodel in das neue Firmengebäude auf 16 000 Quadratmetern in Delémont gezogen. Verwaltung, Montage, Inbetriebnahme, Ausbildungswerkstatt und Lager befinden sich unter einem Dach.

Technische Zentren für hohen Exportanteil

Der Exportanteil bei Willemin-Macodel liegt zwischen 70 und 75 Prozent. In den Hauptexportländern Deutschland, China, USA, Russland, Indien und Italien unterhält Willemin-Macodel nicht nur reine Verkaufsniederlassungen mit Service, sondern betreibt an den Standorten gleichzeitig auch technische Zentren, in denen Versuche und Tests für die Inbetriebnahme der Maschine durchgeführt werden. Der technische Support reicht dabei auch für die internationalen Kunden von den ersten Machbarkeitsstudien bis hin zur Inbetriebnahme und Begleitung des Bearbeitungszentrums während der gesamten Lebensdauer mit individuellem Service.

Autor: Anne Richter, Redaktorin SMM