

Präzision trifft Inklusion: Walter Meier für iwaz
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Die iwaz Produktion in Wetzikon erweitert ihr Fertigungsspektrum durch die Investition in ein 5-Achs-Simultan-Dreh-Fräszentrum des Typs «Nakamura-Tome MX-100». Diese Anschaffung ermöglicht die Herstellung hochkomplexer Dreh-Frästeile und unterstützt zugleich den sozial-gesellschaftlichen Auftrag des Unternehmens, Menschen mit Unterstützungsbedarf moderne Arbeitsplätze zu bieten.
Die iwaz Produktion in Wetzikon bietet Menschen mit Unterstützungsbedarf einen modernen Arbeitsplatz. Mit der Investition in eine «Nakamura-Tome MX-100» unterstützt sie nicht nur diesen wichtigen sozial-gesellschaftlichen Auftrag, sondern agiert ab 2024 auch im Spitzensegment der Zerspanungstechnik. Das 5-Achs-Simultan-Dreh- Fräszentrum erweitert das Fertigungsspektrum der iwaz Produktion um die Möglichkeit, hochkomplexe Dreh-Frästeile bis zu einem Durchmesser von Dmax = 305 mm herzustellen.
Der Fertigungsbereich Zerspanung der iwaz Produktion, in dem elf Mitarbeitende (Anm. d. Redaktion: Als Mitarbeitende und Lernende werden Menschen mit Unterstützungsbedarf bezeichnet), drei Lernende (Produktions- und Polymechaniker) sowie fünf Fachpersonen arbeiten, vereint die Betreuung und Integration von Menschen mit Unterstützungsbedarf und die fertigungstechnische Spitzenproduktion.
Rico Simonelli (Bereichsleiter Produktion, iwaz): «Unsere Fachmitarbeitenden müssen zwei sehr anspruchsvolle Aufgabenbereiche verantworten und unter einen Hut bringen: Einerseits Mitarbeitende in einen verantwortungsvollen und sinnstiftenden Arbeitsprozess zu integrieren und andererseits eine hochspezialisierte Produktion zu führen. Das ist eine tagtägliche Herausforderung, die enorme soziale und technologische Kompetenzen einfordert.»
iwaz: soziale Institution und Produktionsunternehmen
Die Rolle als soziale Institution und gleichzeitig als Produktionsunternehmen setzt die iwaz hervorragend in die Praxis um.
Thomas Streit (Produktionstechniker & Projektleiter Produktion, iwaz): «Entscheidend ist, dass unsere Mitarbeitenden geschult und sehr eng begleitet werden. Sicherheitsaspekte haben oberste Priorität, hier ist höchste Sensibilisierung gefragt. In unserer Produktion gibt es Aufgabenspektren mit sehr unterschiedlichen Herausforderungen. Das gibt uns die Möglichkeit, unsere Mitarbeitenden gezielt nach ihren Fähigkeiten einzusetzen, sie zu fördern und zu fordern, aber nicht zu überfordern.»
Rico Simonelli: «Wir bieten unseren Mitarbeitenden einen Arbeitsplatz, der ihnen im Idealfall ein selbstbestimmteres Leben ermöglicht. Zudem gibt ihnen die Beschäftigung eine Tagesstruktur. Unsere Lernenden werden so ausgebildet, dass sie nach dem Lehrabschluss eine Stelle in ihrer Branche im regulären Arbeitsmarkt finden.»

Breites Werkstoff- und Werkstückspektrum
Die iwaz Produktion beliefert seit über 50 Jahren verschiedenste Bereiche der Industrie, des Gewerbes sowie weitere Wirtschaftszweige in der gesamten Deutschschweiz. Die Angebotspalette ist vielfältig und deckt ein überdurchschnittlich breites Leistungsspektrum ab. Die Werkstoffvielfalt in der Zerspanung reicht von Kunststoff über Buntmetall, Edelstahl und Stahl bis hin zu Aluminium. Sowohl Drehen als auch Fräsen werden vollständig abgedeckt. Das Drehen ging vorher bis Durchmesser 200 mm und 300 mm Länge. Beim Fräsen beträgt die maximale Kantenlänge 1000 mm bei einer maximalen Breite von 500 mm.
Tibor Makra (stellvertretender Gruppenleiter Zerspanung, iwaz): «Als Zulieferer haben wir ständig wechselnde Aufträge. Das Bauteil- und Materialspektrum ändert sich täglich. Wir müssen in der Lage sein, uns ständig an unsere Auftragslage anzupassen. Das bedeutet letztlich, dass sowohl unsere (Fach-)Mitarbeiter/-innen als auch die eingesetzten Werkzeugmaschinen über eine hohe Flexibilität verfügen müssen. Aus diesem Grund haben wir in ein hochflexibles Dreh-Fräszentrum von Nakamura-Tome investiert».
Mit neuer «Nakamura-Tome MX-100» im High-End- Fertigungssegment
Mit dem jüngsten Dreh-Fräszentrum «Nakamura-Tome MX-100» positioniert sich die iwaz Produktion konsequent im High-End-Bereich der Fertigungstechnik, wie Thomas Streit gegenüber der SMM-Redaktion sagt: «Die neue ‹Nakamura-Tome MX-100› kann bis zu 5-achsig simultan dreh-fräsen und dank Gegenspindel ist eine 6-Seiten-Fertigbearbeitung machbar. Ab Stange oder Futterteil können wir ab sofort komplexeste Komponenten komplettbearbeiten.»
Die «Nakamura-Tome MX-100» ist optimal auf das aktuelle und zukünftige Fertigungsportfolio der iwaz Produktion abgestimmt. Dabei ist die hohe Anzahl an Werkzeugen, mit denen die Maschine bestückt werden kann, sehr vorteilhaft und erhöht die Flexibilität der Maschine. Zudem sind die Einrichtzeiten nun auf ein Minimum reduziert.
Rico Simonelli: «Über eine solche Fertigungskompetenz verfügten wir bis anhin nicht. Es gab seitens unserer Kunden immer wieder Anfragen, ob wir 5-achsig simultan gefertigte Komponenten im Auftrag fertigen. Bisher mussten wir solche Anfragen an unsere Partnerfirmen weiterleiten. Doch ab sofort sind wir in der Lage, auch komplexeste Dreh-Fräsgeometrien in engsten Toleranzklassen zu fertigen. Damit spielen wir in der ersten Liga der Fertigungstechnik.»

V. l. n. r.: Thomas Streit (Produktionstechniker & Projektleiter Produktion, iwaz), Mathias Zavratnik (Verkaufsleiter & Mitglied der Geschäftsleitung, Walter Meier Fertigungslösungen AG), Rico Simonelli (Bereichsleiter Produktion & Mitglied der Geschäftsleitung, iwaz) und Tibor Makra (stellv. Gruppenleiter Zerspanung, iwaz) vor der neuen «Nakamura-Tome MX-100».
Die Leistungsdaten der «Nakamura-Tome MX-100»
Grund genug, einen Blick auf die fertigungstechnische Innovation «Nakamura-Tome MX-100» zu werfen. Bei der «Nakamura-Tome MX- 100» handelt es sich um ein Dreh-Fräszentrum mit Haupt- und Gegenspindel sowie einer schwenkbaren Hochleistungsfrässpindel, die durch eine formschlüssige Klemmung auch Operationen im Leistungsdrehen übernehmen kann. Damit kann eine automatisierte 6- Seiten-Dreh-Fräs-Fertigbearbeitung – 5-achsig simultan – ab Stange oder Futterteil realisiert werden.

Bis 305 mm Durchmesser und 870 mm Länge
Hinsichtlich der Bauteilgrösse können Durchmesser bis max. 305 mm und Längen bis max. 870 mm gefertigt werden, wodurch das oben beschriebene Fertigungsspektrum auch grössentechnisch nach oben erweitert wird. Ab Stange können bis zu D = 65 mm bearbeitet werden.
Die Leistung der Hauptspindel beträgt 15 kW bei n = 4500 1/min. Die Gegenspindel ist mit 11 kW und 6000 1/min ausgelegt.
Leistungsstarke Frässpindel mit 11 kW – Revolver mit 48 Werkzeugen
Zur Frässpindel: Die «Nakamura-Tome MX-100» verfügt über eine +/- 190°-Grad schwenkbare Frässpindel (n = 12 000 / optional bis 20 000 1/min und P = 11 kW, die in 0,001°-Schritten hydraulisch geklemmt werden kann). Eine Klemmung über Planverzahnung ist in 5°-Schritten möglich. Der Werkzeugspeicher kann max. 72 (36, 48) Werkzeuge aufnehmen. Darüber hinaus sorgt ein Werkzeugrevolver mit 12 (24) Stationen (alle angetrieben bis n = 6000 1/min (8000 1/min)) für hohe Produktivität und Flexibilität. Der Revolver kann bis zu 48 Werkzeuge aufnehmen.
Tibor Makra: «Die hohe Werkzeuganzahl und die Möglichkeit, die Werkzeuge zwischen Revolver und Frässpindel auszutauschen, bringt uns eine höhere Fertigungsflexibilität. Im Werkzeugmagazin selbst haben wir meist noch 10 bis 15 Plätze für Sonderwerkzeuge frei, wenn wir sie benötigen.»
Nakamura-Tome MX-100
CNC- Dreh- / Fräszentrum
Diese Maschine wurde zu 100% mit erneuerbarer Energie hergestellt.
Hohe Maschinensteifigkeit bringt Prozesssicherheit
Thomas Streit: «Die Maschine ist sehr steif ausgelegt, das haben wir in der Praxis relativ schnell positiv bemerkt. Ein Bauteil, das wir bisher auf einer reinen Revolvermaschine mit angetriebenen Werkzeugen gefräst haben, läuft auf der ‹Nakamura-Tome MX-100› völlig ruhig und schwingungsarm. Die Vibrationen sind praktisch nicht mehr spürbar und die Oberflächen sind besser.»
Mathias Zavratnik (Verkaufsleiter & Mitglied der Geschäftsleitung, Walter Meier Fertigungslösungen AG): «Die Maschine wiegt 17 Tonnen, die Masse bringt eine Grundstabilität in den Fertigungsprozess. Eine grosse Masse wirkt zudem dämpfend, was sich letztlich in ratterfreien Oberflächen und längeren Standzeiten der Werkzeuge – insbesondere der Fräser – bemerkbar macht.»
Tibor Makra: «Faktisch bemerkt man das auch an den Geräuschen, insbesondere bei Fräsoperationen, die sich, wie oben schon angedeutet, sehr satt anhören. Da pfeift und vibriert nichts. Wenn die Prozesse schwingungsarm ablaufen, erhöhen sich erfahrungsgemäss die Standzeiten der Werkzeuge.»

Links im Bild die NakamuraTome WY-150, die seit 2018 hervorragende Arbeit leistet, rechts die neue «Nakamura-Tome MX-100». Im Bild (v. l. n. r.): Thomas Streit (Produktionstechniker & Projektleiter Produktion, iwaz), Mathias Zavratnik (Verkaufsleiter & Mitglied der Geschäftsleitung, Walter Meier Fertigungslösungen AG), Rico Simonelli (Bereichsleiter Produktion & Mitglied der Geschäftsleitung, iwaz) und Tibor Makra (stellv. Gruppenleiter Zerspanung, iwaz).
Perfektionistisch: Werkzeugschnittstelle Capto C4
Apropos Maschinensteifigkeit: Hier spielt auch die Werkzeugschnittstelle eine nicht unerhebliche Rolle, wie Tibor Makra betont: «Wir haben bei allen Werkzeugen – sowohl beim Revolver als auch bei der Frässpindel – das System Capto C4 im Einsatz. Für den Revolver hätten wir auch das kleinere C3-System verwenden können. Wegen der grösseren Werkzeugflexibilität und der grösseren Einheitlichkeit haben wir uns aber für das Capto-C4-Interface entschieden.»

Capto: Rolls-Royce unter den Schnittstellen
Das von Sandvik entwickelte und mittlerweile genormte (ISO 26623) Capto-System verfügt über eine konische Polygonform mit Flächenkontakt. Mathias Zavratnik: «Es ist sozusagen der Rolls-Royce unter den Werkzeugschnittstellen wie HSK oder Steilkegel mit Plananlage.
Mit dem Capto-System werden alle im Drehen und Fräsen erforderlichen Anforderungen (axiale, radiale Präzision, Wiederholgenauigkeit, Drehmomentübertragung, Biegesteifigkeit, Schwingungsdämpfung, Drehzahlfestigkeit) vollumfänglich erfüllt.»
Dank des grossen Kupplungsquerschnitts ist Platz für eine Segmentspannung mit der höchsten Spannkraftleistung, was für ausgezeichnete Biegesteifigkeit, Drehmomentübertragung sowie Genauigkeit der Mittenposition sorgt. Zavratnik: «Das Capto-System ist aus unserer Sicht das technologisch ausgereifteste System für Multi- Task-Maschinen. Es verfügt etwa über die Steifigkeit eines HSK 63, baut aber kleiner.»

Automatisierung: Stangenlader und Linearroboter
Zum Thema Automation: Die «Nakamura-Tome MX-100» wurde kundenspezifisch mit einem kurzbauenden Stangenlader sowie einem Be- und Entladesystem für Futter- und Fertigteile von der Stange konfiguriert. Die für die iwaz Produktion konzipierte «Nakamura-Tome MX-100» ist de facto eine (teil-)autonome Fertigungszelle. Ab Stange kann sie so lange mannlos fertigen, bis die Kapazität des Förderbands (siehe Bilder) erreicht ist. Alternativ bzw. abhängig vom gefertigten Artikel kann während mehreren Stunden mannlos über eine Rutsche in einen Behälter produziert werden.
Mathias Zavratnik: «Das Linearladesystem für Futterteile baut sehr kompakt und ist optional erhältlich, es kann modular integriert werden. Das Linearladesystem kann sowohl Roh- als auch Fertigteile handhaben. Der Lader verfügt über ein Zu- und Abführband, das eine gewisse Teilekapazität hat, so dass die Maschine (teil-)autonom arbeiten kann.»
Thomas Streit: «Diese Optionen machen uns flexibler. Das ist ein technologischer Schritt nach vorne. Ausserdem ist die Programmierung des Linearladers sehr einfach, man braucht nur die richtigen Greifer und Backen. Wiederholt sich ein Auftrag, ruft man einfach das Programm auf und los geht’s.»

Evaluation: Drei Hersteller in der engeren Wahl
Warum die Wahl auf die «Nakamura-Tome MX-100» fiel, begründet Thomas Streit gegenüber der SMM-Redaktion wie folgt: «Das Angebotsspektrum in diesem Segment ist sehr gross. Es gibt eine Vielzahl von Herstellern. Letztendlich kamen zwei weitere Wettbewerber (aus japanischer und deutscher Produktion) in die engere Auswahl. Bei der «Nakamura-Tome MX-100» stimmte zum einen das Preis-Leistungs- Verhältnis. Hinzu kamen unsere sehr guten Erfahrungen mit unseren bestehenden Nakamura-Tome-Maschinen. Von der Präzision über die Prozesssicherheit bis hin zum Service passte einfach alles.»

CAM-Programmierung und hervorragende CNC-Steuerung
Tibor Makra: «Wenn ein solch hochkomplexes Dreh-Fräszentrum neu in die Fertigung integriert wird, ist das für uns als Fachpersonal eine grosse Herausforderung. Wir brauchen Schulungen und müssen uns möglichst schnell in die Technologie einarbeiten. Die gesamte Maschinenkinematik, die nur noch mittels CAM effizient programmiert werden kann, ist hochgradig komplex.»
Für die Programmierung stehen vier Mastercam-Lizenzen zur Verfügung. Aufgrund der zunehmenden Komplexität der Bauteile setzt iwaz konsequent auf CAM-Programmierung. Mit der «Nakamura-Tome MX- 100» werden nun auch Freiformflächen vermehrt ein Thema sein. Im CAM-System ist eine Kollisionskontrolle integriert, in der das Maschinenmodell der «Nakamura-Tome MX-100» hinterlegt ist. Damit die Kollisionskontrolle funktioniert, ist es wichtig, dass die Werkzeugdaten vollumfänglich eingepflegt werden.
Steuerungstechnisch läuft Fanuc im Hintergrund. Nakamura-Tome setzt auf die bedienerfreundliche Programmierung «smartX». So können Anpassungen und Änderungen direkt an der Steuerung vorgenommen werden. Dazu gehören auch Schnittwertkorrekturen, die sich erst beim Einfahren bemerkbar machen. Auch diese können einfach und direkt über die Steuerung angepasst werden.

Nakamura-Tome seit 25 Jahren im Einsatz
Rico Simonelli: «Die Spezialisten von Walter Meier (Fertigungslösungen) haben uns in den letzten 25 Jahren immer sehr kompetent beraten und unterstützt. Apropos 25 Jahre: Unsere älteste Nakamura-Tome ist mittlerweile 25 Jahre alt und läuft immer noch auf das Hundertstel genau. Diese Aspekte – Fachkompetenz des Lieferanten und eine überzeugende langfristig WZM-Technologie – waren letztlich ausschlaggebend für unsere Investition in eine weitere Nakamura-Tome.»
Thomas Streit: «Die ‹Nakamura-Tome MX-100› haben wir übrigens erstmals auf der EMO 2019 besichtigt und erste Gespräche geführt. Im Februar 2023 haben wir sie dann bestellt.» Mathias Zavratnik: «Noch vor der eigentlichen Bestellung seitens iwaz hatten wir bereits unabhängig eine ‹Nakamura-Tome MX-100› als Serienlagermaschine in Japan bestellt.
Das passte perfekt und wirkte sich positiv auf die Lieferzeit aus, lediglich den Kompaktlader und weitere spezifische Erweiterungen haben unsere japanischen Kollegen noch modular integriert. Die Inbetriebnahme dauerte zwei Wochen, dann ging es an die Zerspanung.»
ibor Makra: «Die Anwendungs- und Servicetechniker von Walter Meier (Fertigungslösungen) sind sehr kompetent und wissen schon beim ersten Telefonat, was zu beheben ist. Im Idealfall können wir den Fehler dann direkt vor Ort beheben, da wir die Maschinen mittlerweile sehr gut kennen. Müssen die Techniker von Walter Meier trotzdem Hand anlegen, sind sie meistens noch am gleichen Tag, spätestens jedoch am nächsten Tag vor Ort. Die Zusammenarbeit ist wirklich vorbildlich.»
Mathias Zavratnik: «Wenn wir für eine soziale Institution wie das iwaz eine Fertigungslösung realisieren können, freut uns das ganz besonders. Hier sieht man, dass der Nutzen der Fertigung Menschen mit Behinderungen zugutekommt, die auf die Unterstützung unserer Gemeinschaft angewiesen sind. Das ist ein sehr schöner Aspekt. Wenn die neue ‹Nakamura-Tome MX-100› zusätzliche Aufträge für die iwaz Produktion bringt, dann ist aus meiner Sicht jeder neue Auftrag insbesondere auch ein Gewinn für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der iwaz.»
Thomas Streit: «Besser als Mathias kann man es nicht formulieren. Die Arbeit bei der iwaz Produktion ist für uns Fachmitarbeitende wirklich sehr bereichernd. Hier stimmt sowohl die soziale Komponente als auch die fachliche. Das ist für uns die perfekte Konstellation.»