Frissen nyomtatott precíziós szerszámok: Paul Horn az additív gyártás híve

A csillogó fehér padló visszaveri a LED-es megvilágítás fényét. A CNC gépek sorban állnak, mint a felrepülésre kész kis űrhajók az űrrepülőtéren. Az állandóan frissen kezelt hűtőközeggel gondosan hűtött keményfém nyersdarabok belül ragyogó szerszámokká változnak. Csak akkor hagyják el az építőtérfogatot, amikor a gép az utolsó mikrométer anyagot is leválasztotta, pontosan a terv szerint.

Ami elhagyja a Horn gyártócsarnokot, annak meg kell felelnie a svájci óragyártók, az orvostechnika vagy a légi és űrhajózási ipar követelményeinek. A Paul Horn által 1969-ben alapított vállalat világszerte hírnevet szerzett az igényes forgácsolásra szolgáló precíziós szerszámok területén. Másképp kifejezve: Csak kevés vállalat tudja az anyagot olyan jól az utolsó µ-ig leválasztani, mint a Horn.

Ezért még meglepőbb, hogy ebben a vállalatban egy olyan gépet találunk, amelynek erőssége ennek épp az ellenkezője. Mert a tübingeri 2. gyár első emeletén Horn egy TRUMPF 3D nyomtató segítségével tökéletesíti kompetenciáit az additív gyártás területén. A TRUMPF TruPrint 3000 gépben két 500 wattos lézer váltja valóra éjjel-nappal a fejlesztők és tervezők ötleteit a legfinomabb porból.

"Csak aki újat mer, tanulhat", mondta 2019-ben egy interjúban Lothar Horn, a Horn cég nemrég elhalálozott ügyvezetője. Matthias Luik, aki 2010 óta a vállalat kutatás és fejlesztés részlegvezetője, veszi a lapot: "Aki a technológiai vezetőséget magáról kijelenti, nem zárkózhat el az új technológiák elől." És így a precíziós szerszámok szakértőjének magától értetődő volt 2018-ban saját additív gyártás (Additive Manufacturing) részleget létesíteni a tübingeri központban, hogy a 3D-nyomtatás határait és lehetőségeit kiaknázza. "Megvolt már a szakértelmünk a nyersanyagokat és anyagokat illetően, az alkalmazott port is képesek vagyunk saját magunk elemezni", magyarázza Matthias Luik. "Minden egyébért megfizettük a tandíjat." Az ő szájából még ez is eufórikusan hangzik - "a hibákból tanulás" a Horn cégnél a vállalati struktúra szerves része.

Csupán három év intenzív tesztelés és alapos ismerkedés után porokkal, folyamatparaméterekkel, nyomtatási folyamatokkal és prototípusgyártással a kezdetben egy másik gyártótól vásárolt gép már nem tudta kielégíteni az additív gyártás csapat igényeit. Új kellett. Egy strukturált, féléves etalonteszt után, a hosszú távú tesztet, a szervizminőség és a kommunikáció kiértékelését beleértve, végül Horn rátalált a TRUMPF-ra. "Egyszerűen működik", kommentálja Dr. Konrad Bartkowiak, a Horn additív gyártás részlegvezetője, és dícséri a berendezés robusztusságát és tartós minőségét. A csekély kieső idők és a TruPrint 3000 folyamatstabilitása láthatóan pozitív hatással van az additív gyártás csapat munka-magánélet egyensúlyára: "Mióta a TruPrint 3000-el dolgozunk, sokkal lazábban kezdem a hétvégét", teszi hozzá Michael Schäfer – tervező a Horn cégnél az additív gyártás területén, és az új TRUMPF berendezés fő felelős kezelője. A múltban hibaüzenetek vagy megszakított építési feladatok esetén rendkívüli műszakokat kellett beiktatnia, hogy a gépet ismét működésbe lendítsék.

2022 májusa óta van Bartkowiak és Schäfer "bébije" a gyártási részlegen, és szeptembertől a csapat termelékenyen gyárt a berendezéssel. Az első hét hónapban több, mint 20 belső és külső projektet valósítottak meg: az ügyfelek megbízásait, prototípusokat a szerszámkatalógushoz és alkatrészeket a gyártóberendezésekhez, hogy a maximumot hozzák ki saját gépeikből. Így született például a hűtőközeg-fúvóka egy gép számára, amelyen a munkatársak a munkadarabok belső palástmarását végzik. A hűtőközeg-fúvóka tucatnyi belső csatornája a csiszolófej és a munkadarab precíz és pontos hűtését teszi lehetővé. Az eredmény: a csiszolófej tovább tart és a megmunkált munkadarab minősége jobb. "A hagyományos gyártási módszerekkel az alkatrész a nagyon finom, belső struktúrák miatt nem lenne megvalósítható", magyarázza Matthias Luik.

Hosszú távon a Horn cég tovább akarja növelni a gép kihasználtságát. Egy eddig hagyományosan gyártott esztergaszerszám prototípusa jelenleg tesztelési fázisban van, és nemsokára a Horn termékkatalógusban landolhat. Akkor már semmi sem fog a sorozatgyártás útjában állni. "Az additív gyártás részlegünk azonban jelenleg nem összpontosít a sorozatgyártásra", mondja Luik fejlesztésvezető. "Első sorban az additív gyártás által kínált műszaki fejlődés határainak a TRUMPF berendezéssel való feszegetése érdekel jelenleg minket. Ez az, ami végül is a Horn cégnek piaci előnyt és ügyfeleinknek a legjobb szerszámokat adja az üzletágukban. A prototípusfejlesztés területén a 3D-nyomtatás a súlycsökkentéssel és a hűtéssel válik jelenleg legnagyobb előnyünkre". Hosszú távon a vállalat a szerszámok hibrid gyártását is tervezi. Hagyományosan gyártott szerszám-nyersdarabokat terveznek, melyekre a szerszámfej belső hűtőcsatornákkal kerül additív nyomtatásra. Ez utólag különböző vágóanyagokból álló fordító-vágólapokkal szerelhető fel. Ezenkívül a Horn 3D-nyomtatott alkatrészek gyártását is kínálja ügyfeleinek, a teljes folyamatlánccal - komplett utómegmunkálással együtt.

Perspektivisch will Horn die Auslastung der Maschine weiter steigern. Ein Prototyp eines bislang konventionell gefertigten Drehwerkzeugs befindet sich derzeit in der Testphase und könnte schon bald den Sprung in den Produktkatalog von Horn schaffen. Einer Serienproduktion steht dann nichts mehr im Wege. „Auf der Serienproduktion liegt derzeit aber nicht der Fokus unserer AM-Abteilung“, sagt Entwicklungschef Luik. „In erster Linie geht es uns darum, mit der Anlage von TRUMPF die Grenzen des technologischen Fortschritts auszuloten, den uns die Additive Fertigung bietet. Das ist das, was Horn am Ende einen Marktvorteil und unseren Kunden bessere Werkzeuge für ihr Business bringt. Im Bereich der Prototypenentwicklung, der Gewichtsreduktion und der Kühlung sehen wir aktuell die größten Vorteile des 3D-Drucks für uns“. Perspektivisch will das Unternehmen auch in die hybride Fertigung von Werkzeugen einsteigen. Angedacht sind konventionell gefertigte Werkzeugrohlinge, auf die der Werkzeugkopf mit innenliegenden Kühlkanälen additiv gedruckt wird. Dieser kann dann im Nachgang mit Wendeschneidplatten aus unterschiedlichen Schneidstoffen bestückt werden. Darüber hinaus bietet Horn für seine Kunden auch die Herstellung 3D-gedruckter Bauteile mit der gesamten Prozesskette an – inklusive kompletter Nachbearbeitung.

A Horn számára nem is kérdés, hogy az additív gyártás azért jött, hogy maradjon. Az additív gyártás általi saját növekedését a vállalat máris a TRUMPF berendezésen megvalósított első gyakornok-projekteken keresztül hasznosítja. A vállalat előrelátó volt arra az esetre is, ha az additív gyártás üzletág hirtelen robbanna: a 2. gyárban Horn a TruPrint 3000 közvetlen közelében elegendő hellyel rendelkezik egy sor további additív gyártórendszer számára.