MMC Magazine

PRÄZISIONSWERKSTÄTTEN (PRECISION WORKSHOP)

DR. -ING. HEINZ-RUDOLF JUNG GMBH & CO. KG
 

Einleitung

PRÄWEST ist eine Unternehmens-gruppe, die Spezialteile bis zu einem Durchmesser von 2500 mm herstellt, darunter eine Vielzahl von Turbinenteilen, Teilen und Gehäusen, die in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt werden, z.B. Luft- und Raumfahrt oder Maschinen- und Anlagebau. Das Unternehmen ist mit modernen Werkzeugmaschinen ausgestattet und setzt neueste Zerspanungstechnologien ein, um Komponenten und Bauteile von höchster Qualität zu gewährleisten. Gleichzeitig werden neue Trends, wie beispielsweise die additive Fertigung kontinuierlich beobachtet, analysiert und getestet. 

In den letzten Jahren sind komplexe Anwendungen, die eine hochpräzise Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe für Bauteile erfordern, und strengen regulatorischen und technischen Standards unterliegen, zum täglichen Geschäft des Unter-nehmens geworden. Für Anwendungen, bei denen die hauseigenen Werkzeug-lösungen nicht die erwarteten Ergebnisse erzielen, sucht das Unternehmen Rat bei Werkzeugher-stellern, um von ihrem Fachwissen zu profitieren. 

Dieses Editorial gibt einen Rückblick auf die Firmengeschichte und veranschaulicht die Partnerschaft zwischen Präwest und Mitsubishi Materials in den letzten zehn Jahren.

Foundation of Quality

Präwest wurde 1945 nach Ende des Zweiten Weltkriegs von dem Luft- und Raumfahrtexperten, Herrn Heinz Hampel, in Bremen gegründet. Aufgrund der turbulenten Nachkriegszeit, in der es zu staatlichen Beschränkungen in der Flugzeugherstellung kam, nahm das Unternehmen den Betrieb mit spezieller Zerspanungstechnik für die Tabak-industrie auf. Zwei Jahre später kehrte das Unternehmen zu den Wurzeln seines Gründers zurück und konzentrierte seine Aktivitäten auf die Bearbeitung von Komponenten für die Luft- und Raumfahrtindustrie. 

Von Anfang an konzentrierte sich Präwest auf die Qualität seiner Produkte und konnte sich schon bald als Unternehmen im zivilen Luftfahrtgeschäft in Deutsch-land etablieren. Bis Ende der 1970er Jahre erlebte das Unternehmen mit nur 25 Mitarbeitern ein stetiges Produktions-wachstum und machte sich einen Namen als kleine aber hochspezialisierte Werkstatt für die Bearbeitung von Teilen für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Anfang der 1980er Jahre wurde das Unternehmen von Dr.-Ing. Heinz-Rudolf Jung übernommen, der das Unternehmen auf die nächste Wachstums- und Erfolgsstufe führte. 

Aufbauend auf dem guten Ruf des Unternehmens konzentrierte sich der neue, visionäre Unternehmer auf Spitzen-technologien und setzte neue strategische Ziele. Dazu gehörten der weitere Ausbau des Unternehmens im Bereich der Luft- und Raumfahrtindustrie, aber vor allem eine Diversifizierung der Geschäftstätigkeit in andere Geschäftsbereiche wie die Automobil-, oder die Öl- und Gas- und Energieindustrie, ohne dabei den Schwerpunkt auf Qualität zu  vernachlässigen. Durch die Diversifizierung konnte das Unternehmen nicht nur neue Geschäftsmöglichkeiten ausloten und entwickeln, sondern auch seine techno-logischen Kompetenzen weiter ausbauen, indem es das Produkt- und Serviceangebot für die Luft- und Raumfahrtindustrie stärkte und modernisierte. Präwest war eines der ersten Unternehmen, das in Deutschland die simultane fünfachsige CNC-Bearbeitung einführte bzw. einsetzte und damit eine höhere Genauigkeit und verbesserte Leistung für Spezialbauteile und Nischenprodukte erreichte. Was einst als lokales Kleinunternehmen durch die Initiative eines Mannes seinen Anfang nahm, entwickelte sich bald zu dem modernen internationalen Unternehmen, das es heute ist.

Anpassen und spezialisieren

Heute ist Präwest ein Tier-1-Lieferant für große OEMs weltweit und besteht aus drei unabhängigen Einheiten: PRÄWEST, spezialisiert auf die Bearbeitung von großen, schweren Teilen; PRAE-AERO, 2015 in Niedersachsen gegründet, widmet sich der Massenfertigung kleinerer Teile für die Luft- und Raumfahrtindustrie; und CHAMPION PRECISION, gegründet 2017 als Joint Venture in China für ausgewählte Nischenprodukte. 

Mit einem engagierten Entwicklungsteam und einem hochmodernen Maschinenpark mit über 130 CNC-Maschinen und 24 Robotern ist die Präwest-Gruppe in der Lage, die  neuen Herausforderungen in der Zerspanungsindustrie souverän zu meistern. Die Diversifizierung des Unternehmens spiegelt sich in der Anzahl und der Vielseitigkeit der unterschiedlichen Produkte wider. Dazu gehören Teile für die Luft- und Raumfahrt, Turbinen, Organic-Rankine-Cycle-Systeme, Turboladerkompressoren und Turbinenräder, Vakuumtechnologiesysteme sowie Teile für die Energie-, Öl- und Gasindustrie. 

Machining requirements with regards to materials, shapes, sizes and geometries have changed drastically over the past few decades, therefore flexibility and adaptability play a pivotal role for manufacturing companies. What seems revolutionary and profitable today may soon become obsolete. This is especially prevalent in the aerospace sector where the latest big step change in technology has been already realised with the launch of advanced fuel efficient aircraft engines such as the Rolls Royce Trent series, the GE-9X and the Pratt & Whitney GP and PW1100G series which is one of the two engine options for A320neo.

Die Anforderungen haben sich im Hinblick auf Materialien, Formen, Größen und Geometrien in den letzten Jahrzehnten drastisch verändert, daher spielen Flexibilität und Anpassungs-fähigkeit für produzierende Unter-nehmen eine entscheidende Rolle. Was heute revolutionär und profitabel erscheint, könnte bald schon überholt sein. Dies ist insbesondere im Luft- und Raumfahrtsektor der Fall, in dem mit der Einführung fortschrittlicher kraftstoffeffizienter Flugzeugmotoren, wie die der Trent-Serie von Rolls Royce, der GE-9X-Serie und der GP- und PW1100G-Serie von Pratt & Whitney, eine der beiden Triebwerksoptionen für den A320neo, der jüngste große technologische Fortschritt bereits verwirklicht wurde. 

Durch diese Weiterentwicklung wurde eine Spezialisierung auf Produktnischen unbedingt notwendig. Reiner Wahlers, Geschäftsführer von Präwest, über die Marktentwicklung: „Die Branchen-landschaft entwickelt sich in einem 5-bis-10-Jahreszyklus ständig weiter. Wenn wir Schritt halten und wettbewerbsfähig bleiben wollen, müssen auch wir uns entsprechend verändern. Während vor zehn Jahren Aluminium-Konstruktionsteile wie Flügelholme, -klappen und Flugwerke unser Geschäft dominierten, haben wir uns heute vollständig auf Triebwerks-teile spezialisiert, darunter auch Strömungsteile und Gehäuse.“ 

Für viele Hersteller ist die Bearbeitung von speziellen Luft- und Raumfahrt-teilen wie Blisks, Rotorblättern, Leitschaufel-Clustern, Laufrädern oder Ringen und Scheiben problematisch. Die Herausforderung liegt vor allem in der Natur der schwer zerspanbaren Werkstoffe. Titan-, Inconel-, Nickel- und Kobaltlegierungen sowie rostfreie Stähle und andere hitzebeständige Legierungen gehören zu den gängigsten Werkstoffen, die für solche Bauteile verwendet werden. Und auch für diese Werkstoffe bietet Präwest höchste Zerspanungskompetenz. Bei der Akquise von neuen Projekten sind daher drei Elemente entscheidend: Anwendungen mit schwer zerspanbaren Werkstoffen, Anwendungen mit komplexen Geometrien und Anwendungen mit der Aussicht, ein bestimmtes Maß an Automatisierung zu erreichen. Dr. Benjamin O’Shea, Geschäftsführer von Präwest, bestätigt: „Wenn eine Anfrage zwei der drei Kriterien erfüllt, ist es höchst-wahrscheinlich ein attraktives Projekt für uns und ein Auftrag, den wir gewinnen wollen.“ 

Präwest verfügt nicht nur über eine eigene hochmoderne Fertigung, sondern auch über eine Werkzeugschleiferei und eine Abteilung für Qualitätssicherung. Mit insgesamt zwölf CNC-Schleifmaschinen, einem neuen ERP-System für die automatisierte Werkzeugerfassung und einer fortschrittlichen CAD/CAM-Software ist die Präwest-Gruppe bestens ausgestattet, um maßgeschneiderte Zerspanungswerkzeuge zu konzipieren und herzustellen. Für Anwendungen im Bereich der Luftfahrtindustrie, bei denen eine hochpräzise Serienproduktion mit hohem Automatisierungsgrad erforderlich ist, werden die Voreinstellungen der Werkzeuge, die optische Oberflächenmessung und die Kalibrierungsprozesse digital direkt an der Maschine durchgeführt. Christian Hoppe, Leiter Werkzeuge und Entwicklung, sagt: „Wir haben bestimmte Workflows mit unserer Werkzeugdatenbank verknüpft, die eine sichere Übertragung von Werkzeuggeometrien, Voreinstellungsdaten und Nachschleifinformationen ermöglichen. So können wir alle benötigten Werkzeuginformationen schnell auf die Maschinen laden.“ 

Neueste Technologie

Kooperationen und Co-Engineering mit anderen Branchenprofis spielen für den Unternehmenserfolg eine wesentliche Rolle. Mitsubishi Materials ist einer der Hersteller mit dem Präwest zusammenarbeitet, um seine Produktionseffizienz zu verbessern und den Bearbeitungsprozess von Teilen wie Leitschaufel-Clustern und Blisks zu optimieren. 

2014 wurde das iMX-Schaftfräsersystem mit austauschbaren Schneidköpfen von Wolfgang Schmidt, Vertriebsmitarbeiter der MMC Hartmetall GmbH,  Europa-zentrale von Mitsubishi Materials, als ideale Lösung für die Bearbeitung von Clustern vorgestellt. Christian Hoppe erinnert sich: „Wir waren mit der Leistung der hauseigenen Werkzeuge unzufrieden. Darüber hinaus entsprach die Bearbeitungsstrategie, bei der es sich hauptsächlich um das trochoidale Fräsen handelte, eindeutig nicht unseren Erwartungen, d. h. die engen Kanäle innerhalb von Titan-Schaufel-Clustern zu bearbeiten und das Mindestmaterial für die Endbearbeitung übrig zu lassen. 

Als die iMX-Serie alle anderen getesteten Zerspanungswerkzeuge übertraf und den gesamten Bearbeitungsprozess optimierte, wurde uns klar, dass dieses Werkzeug bald nicht nur für die Bearbeitung der Cluster, sondern auch für andere Anwendungen mit ähnlichen Bearbeitungsstrategien und Parametern unsere erste Wahl sein würde.“ 

Die iMX-Serie ist das Schaftfräsersystem von Mitsubishi Materials, das die Vorteile von Vollhartmetall- und WSP-Schaftfräsern kombiniert. Dies wird möglich, weil alle Kegel- und Endauflageflächen an Kopf und Halter aus Vollhartmetall bestehen. Das Gewindestück ist aus Stahl. Dies sorgt für Wiederholgenauigkeit wenn ein Kopfwechsel erforderlich ist. Das im Hartmetallkopf und -halter eingebettete Stahlgewinde sorgt für Zuverlässigkeit und Festigkeit.

Wolfgang Schmidt erklärt: „Nach der Analyse der ursprünglichen Anforderungen von Präwest wurde deutlich, dass die Wechselköpfe der iMX-Serie ideal sind. Darüber hinaus ermöglichte die große Auswahl an unterschiedlichen Geometrien und Schaftlängen eine effiziente und zuverlässige Bearbeitung der komplexen Formen und Werkstoffe, die von den Ingenieuren von Präwest vorgegeben wurden. Die ersten getesteten Durchmesser waren 10, 16 und 20, und es wurde festgestellt, dass sie sehr nahe an die Endkontur herankamen. Dadurch entstand eine Zeitersparnis im Vergleich zu anderen Lösungen, da kein Vorschlichten mehr erforderlich war.“

Während für viele Fertigungsunter-nehmen die Reduzierung der Bearbeitungszeit für die Auswahl von Zerspanungswerkzeugen entscheidend ist, setzt Präwest auf Prozessstabilität und Zuverlässigkeit sowie Kosteneffizienz. Reiner Wahlers erläutert: „Wir suchen nicht nach dem schnellsten Weg, um ein Teil zu bearbeiten. Es sind die gesamten Prozesskosten, die uns wichtig sind. Daher berücksichtigen wir gerne Werkzeugempfehlungen von Mitsubishi Materials und anderen Werkzeugherstellern. Wir müssen uns darauf verlassen können, dass das Teil jedes Mal genau so aus der Maschine kommt, wie es sein sollte. Das war beim iMX der Fall.“ Heute setzt Präwest die iMX-Serie für die Herstellung von Leitschaufel-Clustern in vier fünfachsigen CNC-Fräsmaschinen in vier verschiedenen Phasen ein und produziert jährlich mehr als 1000 Cluster. Die iMX-Serie wurde auch in die Serienproduktion der Blisks und in andere Anwendungen mit ähnlichen Bearbeitungsstrategien eingeführt.

Nachschleifen

Die Zusammenarbeit zwischen Präwest und Mitsubishi Materials reicht viele Jahre zurück. Angefangen hat sie mit dem Einsatz von Drehsorten in VP10RT-Qualität. Die Einführung des iMX-Systems war jedoch ein Meilenstein in der langjährigen Partnerschaft, die mittlerweile über die übliche Kunden-Lieferanten-Beziehung hinausgeht. Mitsubishi Materials verfolgt die Entwicklungsschritte von Präwest, um das hochqualifizierte Team des Unternehmens zu unterstützen, zu beraten und zu schulen. Dabei spielt die Kosteneffizienz eine besondere Rolle und beeinflusst das Einkaufs-verhalten des Unternehmens hin-sichtlich Zerspanungswerkzeugen anderer Hersteller. Christian Hoppe erklärt: „Jedes Mal, wenn wir die Gesamtprozesskosten einer Anwendung berechnen, sind die Kosten für die Zerspanungswerkzeuge ein wichtiger Faktor. Unsere Fähigkeit, Werkzeuge intern erfolgreich und ohne unnötige logistische Verzögerungen nachzuschleifen, gleicht die An-schaffungskosten jedoch aus und ist einer unserer Wettbewerbsvorteile. Nach einer professionellen Nachschleifschulung durch die Experten von Mitsubishi Materials haben die iMX-Fräser auch in diesem Bereich unsere Erwartungen erfüllt.“

Das Nachschleifen von Vollhartmetall-Hochvorschubfräsern mit geometrisch komplexen Schneidkanten wie der iMX-Serie ist eine Herausforderung. Das Werkzeug kann an Leistungskraft verlieren, wenn die Schneidkantengeometrie und die Gesamtmaß-toleranzen nach dem Schleifen nicht eingehalten werden. Dies wiederum kann zu einer drastischen Reduzierung der Werkzeugstandzeit führen und birgt das Risiko einer Verschwendung des teuren Rohmaterials. Mitsubishi Materials hat sich daher bereit erklärt, entsprechende Programme für die Schleifmaschinen bereitzustellen und die Mitarbeiter von Präwest im Nachschleifen der iMX-Fräser zu schulen. Diese Schulung wurde von einem Mitglied des iMX-Entwicklungsteams, Herrn Takayuki Azegami, durchgeführt. Er ist Produktdesigningenieur für Luft- und Raumfahrtanwendungen an der Europazentrale von Mitsubishi Materials und erzählt: „Als ich zum ersten Mal die Werkzeugschleiferei von Präwest für die Schulung besuchte, wurden alle Bedenken, die ich im Vorfeld hatte, sofort beseitigt. Angesichts der hochqualifizierten Mitarbeiter und der  hochmodernen Maschinen, die eine durchgängige Automatisierung einsetzen, um menschliche Fehler zu vermeiden, war ich zuversichtlich, dass das Nachschleifprojekt ein Erfolg wird. Außerdem habe ich mich sehr darüber gefreut festzustellen, dass ein Werkzeug, an dessen Entwicklung ich beteiligt war, nun bei einem unserer internationalen Kunden für einen solch präzisen und qualitativ hochwertigen Bearbeitungsprozess eingesetzt wird.“ 

Weitere Zusammenarbeit

Der erfolgreiche Einsatz der iMX-Serie hat die Partnerschaft der zwei Unternehmen gestärkt und neue Wege für die weitere Zusammenarbeit eröffnet. Mit dem neuen Solutions Centre MTEC Stuttgart (Mitsubishi Materials Technology & Education Centre) kann Mitsubishi Materials nun eine fortschrittliche Einrichtung und das technische Know-how für anspruchsvolle Zerspanungstests zur Verfügung stellen. Dadurch werden ein offenes Innovationsmanagement und die gemeinsame Entwicklung weiter gefördert.

Eines der zukünftigen Projekte ist die Bearbeitung einer Tasche. Hierfür wird ein Werkzeug für das mittlere Schruppen in einem Bauteil aus rostfreiem Stahl mit einer Werkzeugauskragslänge von bis 180 mm eingesetzt. Reiner Wahlers erklärt: „Es ist das erste Mal, dass wir einem Partner einen Zerspanungsversuch anvertrauen. Früher haben wir uns nur auf eigene Mittel und das eigene Know-how verlassen, aber unsere positiven Erfahrungen bei der Zusammenarbeit mit Mitsubishi Materials haben die Vorteile einer solchen Partnerschaft in den Vordergrund gerückt.“

Synergien mit finanziellen Vorteilen in der metallverarbeitenden Industrie sind nicht selten, aber wenn es um den Aufbau neuer Partnerschaften geht, sind andere Werte wichtiger. Während Glück zu Beginn einer Partnerschaft oft eine unbestreitbare Rolle spielt, nämlich die richtige Technologie zum richtigen Zeitpunkt und am richtigen Ort anzubieten, beeinflussen Faktoren wie offene Kommunikation, Infor-mationsaustausch, Vertrauen und Engagement die Qualität der Geschäftsbeziehung. Dr. Benjamin O’Shea fügt abschließend hinzu: „Qualität ist in den letzten 75 Jahren immer eines der Grundprinzipien von Präwest gewesen. Die erwartete hohe Qualität spiegelt sich auch in den Produkten und Dienstleistungen von Mitsubishi Materials wider. Was wir in dieser Partnerschaft schätzen ist, dass Mitsubishi Materials mehr als ein innovativer Technologiepartner agiert, und nicht als ein rein vertriebs-orientiertes Unternehmen.“

Akihiro Kittaka, Teammitglied der Abteilung Geschäftsstrategie und -entwicklung von Mitsubishi Materials in Japan, sagt über die weitere Zusammenarbeit mit Präwest: „Mitsubishi Materials ist ein Global Player im Bereich Zerspanungswerk-zeuge und weltweit für internationale Kunden tätig. Nach dem jüngsten Ausbau von Präwest in China freuen wir uns, die Möglichkeit zu erhalten, Brücken zwischen bestehenden Technologien und Anwendungen zu schlagen und auch den neuen Geschäftsbetrieb unseres Kunden in Asien zu unterstützen; gewiß mit den gleichen hohen Qualitätsstandards wie in Europa.“