Fallstudie
Spannungsarme Rohlinge durch Fräsen
Wie wir die Barquette-Fertigung für die Uhrenindustrie neu aufgestellt haben.
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Die Ausgangslage
2011 wandte sich das Industrie- und Technologiezentrum Schaffhausen (ITS) im Auftrag einer Uhrenmanufaktur an uns. Die Aufgabe: eine von der Uhrenindustrie unabhängige Fertigung für Barquettes finden, die ein konkretes Qualitätsproblem löst.
Das Kernproblem: Die Rohlinge verzogen sich während und nach der Bearbeitung, besonders dann, wenn das Material stark einseitig geschwächt wurde. Die Folge war eine hohe Ausschussquote und kostspielige Nacharbeiten, die den Produktionsprozess ineffizient und teuer machten.
Die Herausforderung
Die Ursache lag im damals eingesetzten Fertigungsverfahren: dem Stanzen. Die enorme Krafteinwirkung beim Stanzen erzeugt innere Spannungen im Werkstoff, die sich mit zunehmender Materialstärke weiter verstärken und kaum kontrollieren lassen.
Thermische Behandlungen und aufwendige Nachbearbeitungen an bereits vorgefertigten Halbfabrikaten konnten diese Spannungen bestenfalls teilweise kompensieren, eine vollständige Ausgleich war praktisch nicht möglich. Das Ziel war klar: Die Rohlinge mussten während und nach der Bearbeitung eben bleiben, ohne teure Korrekturen im Nachgang.
„Die Spannungen, die beim Stanzen im Material entstehen, lassen sich nur sehr schwer oder nicht vollständig durch thermische Behandlungen ausgleichen.“
Die Lösung
Wir dachten den Herstellungsprozess von Grund auf neu. Die Antwort: Fräsen statt Stanzen. Beim spanabhebenden Fräsen entfällt die massive Krafteinwirkung des Stanzvorgangs vollständig. Technologische Fortschritte in der Fräsgenauigkeit erlauben heute eine ausgesprochen schonende Bearbeitung mit hoher Präzision. Das Verfahren ist zwar zeitintensiver als das Stanzen, bringt aber keinerlei innere Spannungen in das Material ein. Das Ergebnis: Rohlinge, die auch bei starker einseitiger Schwächung plan bleiben, ohne Nachbearbeitung, ohne Ausschuss, ohne Kompromisse.
Das Ergebnis
Das Projekt markierte den Beginn unserer Barquette-Fertigung für die Uhrenindustrie. Eine Zusammenarbeit, die aus einer konkreten Problemstellung heraus entstand und bis heute zeigt, was entsteht, wenn man Fertigungsprozesse ohne Denkverbote neu aufstellt. Durch den Wechsel vom Stanzen zum Fräsen konnten wir für unseren Auftraggeber drei zentrale Ziele erreichen:
- Deutliche Reduktion der Ausschussquote durch spannungsarme Rohlinge
- Nahezu vollständige Beseitigung kostspieliger Nacharbeiten
- Planheit der Barquettes auch bei starker einseitiger Materialschwächung
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Häufige Fragen
Warum fertigt Wild Wetzikon Barquettes durch Fräsen statt Stanzen?
Wild Wetzikon fräst Barquettes, weil beim spanabhebenden Fräsen die massive Krafteinwirkung des Stanzens entfällt und keine inneren Spannungen ins Material eingebracht werden. Beim Stanzen entstehen dagegen innere Spannungen, die sich mit zunehmender Materialstärke verstärken und kaum kontrollieren lassen. Das Fräsen ist zwar zeitintensiver, liefert aber Rohlinge, die auch bei starker einseitiger Schwächung plan bleiben. So entfallen Ausschuss und teure Nacharbeit.
Welches Problem sollte die Fallstudie lösen?
Ausgangspunkt war 2011 eine Anfrage des Industrie- und Technologiezentrums Schaffhausen im Auftrag einer Uhrenmanufaktur. Die Rohlinge verzogen sich während und nach der Bearbeitung, besonders bei starker einseitiger Schwächung, was zu hoher Ausschussquote und kostspieligen Nacharbeiten führte. Gesucht war eine von der Uhrenindustrie unabhängige Fertigung, die dieses Qualitätsproblem löst. Ziel war es, dass die Rohlinge während und nach der Bearbeitung eben bleiben.
Warum lassen sich Stanzspannungen nicht einfach nachträglich ausgleichen?
Die beim Stanzen entstehenden inneren Spannungen lassen sich durch thermische Behandlungen nur sehr schwer oder nicht vollständig ausgleichen. Aufwendige Nachbearbeitungen an vorgefertigten Halbfabrikaten konnten sie bestenfalls teilweise kompensieren. Mit zunehmender Materialstärke verstärkt sich das Problem zusätzlich. Deshalb war ein grundlegend anderer Fertigungsansatz nötig.
Welches Ergebnis brachte der Wechsel vom Stanzen zum Fräsen?
Der Wechsel führte zu einer deutlichen Reduktion der Ausschussquote durch spannungsarme Rohlinge und zur nahezu vollständigen Beseitigung kostspieliger Nacharbeiten. Die Barquettes bleiben auch bei starker einseitiger Materialschwächung plan. Damit wurde der Prozess für den Auftraggeber effizienter und wirtschaftlicher. Zugleich war dies der Beginn unserer Barquette-Fertigung für die Uhrenindustrie.
Ist der spannungsarme Fräsprozess auch auf andere Teile übertragbar?
Das zugrunde liegende Prinzip, Rohlinge möglichst schonend und ohne eingebrachte Spannungen zu fertigen, lässt sich auf verschiedene Werkstücke übertragen. Massgeblich sind Material, Geometrie und die geforderte Ebenheit. Ob Ihr Teil geeignet ist, klären wir anhand der Zeichnung und bei Bedarf anhand eines Musters. So lassen sich Ausschuss und Nacharbeit von Anfang an vermeiden.
Spannungsfreie Rohlinge — Prinzip und Endwerte
| Merkmal | Wert |
|---|---|
| Prinzip | Fräsen statt Stanzen — keine eingebrachten inneren Spannungen |
| Ergebnis | plan auch bei starker einseitiger Bearbeitung; weniger Ausschuss und Nacharbeit |
| Endbearbeitung | Doppelplanschleifen, beide Seiten gleichzeitig |
| Dickentoleranz | bis ±0,005 mm |
| Planparallelität | bis 0,003 mm |
| Eignung | dünne und einseitig stark bearbeitete Teile |
| Werkstoffe | Messing, Neusilber, Titan und weitere nach Absprache |
| Dokumentation | erreichte Werte je Charge; Materialzertifikat auf Anfrage |
- Warum werden Barquettes gefräst statt gestanzt?
- Beim Stanzen entstehen innere Spannungen, die sich mit der Materialstärke verstärken; beim Fräsen entfällt diese Krafteinwirkung, sodass die Rohlinge plan bleiben und Ausschuss sowie Nacharbeit sinken.
- Welche Toleranzen erreicht die spannungsfreie Fertigung nach dem Schleifen?
- Nach dem Fräsen schleift Wild Wetzikon im Doppelplanschleifen auf Endmass, mit Dickentoleranzen bis ±0,005 mm und Planparallelität bis 0,003 mm, dokumentiert und reproduzierbar über die Serie.
Häufige Beschaffer-Fragen