Hochwertige Oberflächen von Schiffsmotorenteilen mit Wendeschneidplattenbohrern und Wechselkopfbohrern für die Querbohrungsbearbeitung
Dieser Artikel ist eine redaktionell bearbeitete Version des Artikels, der in der Ausgabe Mai 2024 der Zeitschrift „Machinery Technology“ veröffentlicht wurde.
Im Zuge der Umstellung der Automobilindustrie auf Elektrifizierung setzt auch der maritime Sektor die Segel in Richtung Dekarbonisierung. Das Unternehmen Miyahara Manufacturing Co. Ltd. mit Sitz in Tamano City, Präfektur Okayama, ist auf die Bearbeitung und Montage von Teilen für Schiffsdieselmotoren spezialisiert. Mit dem Ziel, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren, hat das Unternehmen von Anfang an mit Tungaloy, einem führenden Werkzeughersteller, zusammengearbeitet.
Präsident
Hiroaki Miyahara
Stellvertretender Leiter der Produktionsabteilung
Shota Yamamoto
Leiter der Sektion Zerspanung
Masayuki Shimada
Im Rahmen dieser Zusammenarbeit führte Miyahara den Wendeplattenbohrer „DeepTri-Drill“ und den Wechselkopfbohrer „DrillMeister“ von Tungaloy ein. Mit diesen Werkzeugen und unter fachkundiger Anleitung konnte Miyahara eine Bearbeitungsmethode einführen, die eine hohe Oberflächenqualität und stabile Arbeitsabläufe gewährleistet. Gemeinsam steuern sie die maritime Industrie in Richtung eines grüneren Horizonts, ein Querloch nach dem anderen.
Fokus Schiffsmotor
Das Unternehmen strebt eine Führungsposition im Bereich der Schiffsmotoren an und hat seinen Schwerpunkt von der Bearbeitung von Teilen für Druck- und Werkzeugmaschinen auf diese Branche verlagert. Das Unternehmen bedient seine Stammkunden und sucht nach Möglichkeiten mit in- und ausländischen Herstellern von Schiffsmotoren.
Ihre Stärke liegt in einem umfassenden System, das alle Arbeitsschritte von der Bearbeitung bis zur Montage umfasst. Mit der internen Bearbeitung und einer Vielzahl von Maschinen in zwei Fabriken, darunter etwa 40 NC-Maschinen, produziert das Unternehmen Komponenten von handtellergroßen bis hin zu großen Teilen. Darüber hinaus bietet das Unternehmen einzigartige Dienstleistungen wie innerbetriebliches Härten und Chrompulverspritzen für eine verbesserte Haltbarkeit der Teile.
Zusammenarbeit mit Werkzeughersteller
Als Reaktion auf den erwarteten Anstieg der Nachfrage nach Dual-Fuel-Motoren hat das Unternehmen seine Bemühungen in den letzten 1-2 Jahren auf die Herstellung von Teilen für diese innovative Technologie ausgerichtet. Dual-Fuel-Motoren nutzen sowohl herkömmliches Schweröl als auch alternative Kraftstoffe wie Erdgas und bieten eine erhebliche Reduzierung der Treibhausgasemissionen. Die Massenproduktion dieser Teile begann im Jahr 2023 im Auftrag eines Großkunden und war ein entscheidender Moment für das Unternehmen. Das Unternehmen sah sich jedoch von Anfang an mit gewaltigen Herausforderungen konfrontiert.
Das Material ist S45C, die Abmessungen des Blocks betragen 400×300×200 mm und weisen ein kompliziertes Netz von Löchern mit einem Durchmesser von ø4 bis 80 mm auf.
Diese Löcher, einschließlich der dicksten, die von schrägen Löchern aus mehreren Richtungen gekreuzt werden, stellten eine noch nie dagewesene Herausforderung für die Bearbeitung dar. Da zahlreiche Querbohrungen und außermittige Löcher präzise bearbeitet werden mussten, suchte das Unternehmen nach externem Fachwissen, um eine reibungslose Massenproduktion zu gewährleisten.
Das Unternehmen erkannte den Bedarf an spezialisierten Bohrkapazitäten und wandte sich an Tungaloy, das für seine Erfahrung im Tieflochbohren bekannt ist.
Dual-fuel marine diesel engine parts
Fortgeschrittene Werkzeuge für die Bohrbearbeitung
Unter der Leitung von Tungaloy hat Miyahara Manufacturing seine Herangehensweise an Bohrungsbearbeitungswerkzeuge erheblich verändert. Traditionell verließ man sich bei der Bearbeitung von Tiefbohrungen auf HSS-Bohrer, da diese aufgrund ihrer Zähigkeit und Bruchfestigkeit für einen stabilen Betrieb unerlässlich sind. Die langsamen Bearbeitungsgeschwindigkeiten von HSS-Bohrern stellten jedoch eine Herausforderung dar, wenn es darum ging, glatte Oberflächen zu erzielen, wobei die Oberflächenrauheit bis zu Ra=3,2μm reichte und feinere Oberflächen von Ra=0,8μm oder Ra=0,6μm sich als schwer erreichbar erwiesen. Um dieses Problem zu lösen, wandte man sich Hartmetallwerkzeugen zu, die ein Gleichgewicht zwischen Bearbeitungsgeschwindigkeit und Oberflächenqualität herstellen können.
Nach einem strengen Prototyping mit einem neu eingeführten 5-Achsen-Bearbeitungszentrum hat Miyahara Manufacturing eine stabile Bearbeitungsmethode entwickelt. Es wurden zwei Schlüsselwerkzeuge eingesetzt: der wendbare Pistolenbohrer „DeepTri-Drill“ und der Wechselkopfbohrer „DrillMeister.“. Der DeepTri-Drill zeichnet sich durch seine hohe Zerspanungsleistung, Bearbeitungsgeschwindigkeit und Präzision aus, während der DrillMeister die Zerspanungsleistung eines Vollhartmetallbohrers mit dem Komfort eines WEchselkopf-Bohrers kombiniert. Der DeepTri-Drill wurde für die Bearbeitung von Tief- und Querbohrungen eingesetzt, während der DrillMeister für andere Bohrungsbearbeitungen eingesetzt wurde, um Probleme mit der Oberflächenrauheit effektiv zu lösen und einen stabilen Betrieb zu gewährleisten.
Utilizing specialized jigs to harness the capabilities of the 5-axis MC
Looking ahead, Miyahara Manufacturing plans to further optimize their processes. They aim to reduce setup times by utilizing specialized jigs and leveraging the capabilities of the 5-axis machining center to process multiple faces simultaneously. Additionally, they are exploring lateral expansion into other parts, recognizing the benefits of exchangeable tools in minimizing human errors and optimizing tool replacement timing through quantitative assessment of wear conditions.
DeepTri-Drill for cross-hole machining with two guide pads connected
Cross-Hole Machining with DeepTri-Drill
Example of Machining Program for Cross-Hole Machining
Video provided by: DMG MORI Precision Boring CO.,LTD.
Encouraging Free Innovation
The success of this endeavor can be attributed to the early involvement of Tungaloy during the initial stages of mass production. Deputy Manager Yamamoto praised the invaluable advice and expertise provided by Tungaloy’s team through their sales representative. He expressed satisfaction with specialized products like the DeepTri-Drill, which enhanced guide pads for cross hole drilling.
In February 2024, as Miyahara Manufacturing celebrated its 100th anniversary under the banner „KEEP THE TOMORROW SHIP,“ President Miyahara reaffirmed the company’s dedication to focusing on marine engines while embracing new challenges. Emphasizing a culture of open innovation, President Miyahara encourages all employees to freely explore their interests and pursue innovative ideas.
Miyahara Manufacturing has not only established machining techniques crucial for the decarbonization of the maritime industry but also aims to further invest in equipment to expand their newly acquired technologies. Additionally, they are keen on attracting new customers as they continue their journey towards shaping the future of marine engineering.
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