Zerspanungstechnik Nachhaltigkeitsziele in der Zerspanung erfüllen

Autor: Sven Prawitz

Drei Unternehmen mit drei Beispielen für Lean Manufacturing in der Zerspanungstechnik. Die wichtigsten Erkenntnisse aus dem »Automobil Industrie« Expert Circle.

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Das effiziente Bearbeiten von Werkstoffen stand im Mittelpunkt des Fachseminars „Lean Manufacturing – Mit intelligenten Prozessen die Krise meistern“.
Das effiziente Bearbeiten von Werkstoffen stand im Mittelpunkt des Fachseminars „Lean Manufacturing – Mit intelligenten Prozessen die Krise meistern“.
(Bild: Hufschmied Zerspanungssysteme)

Das Technikseminar „Lean Manufacturing – Mit intelligenten Prozessen die Krise meistern“ zeigte verschiedene Ansätze, wie die Zerspanungstechnik in der Automobilindustrie umwelt- und ressourcenschonend eingesetzt werden kann. Kevin Will von Scherdel Siment und Stefan Fehn von Reichenbacher Hamuel zeigten in ihrem Vortrag mit dem Titel „Lean Milling“, mit welchen Methoden die Maschinenverfügbarkeit erhöht werden kann.

Reichenbacher Hamuel entwickelt und vertreibt CNC-Bearbeitungszentren für das Automobil-Interieur und -Exterieur. Dabei leiten die Ingenieure des Unternehmens Ziele aus den Lean-Manufacturing-Prinzipien für das Maschinenkonzept ab: Im Wesentlichen für die Mechanik, dem Prozess und der Peripherie der CNC-Anlagen. Konkret mache sich das in einem leichteren Aufbau der Bearbeitungszentren sowie verringerte Nebenzeiten beispielsweise beim Werkzeugwechsel bemerkbar.

Die Ingenieure führen zudem je nach Bedarf ausführliche Schwingungsanalysen durch, um die Prozesse zu optimieren. So könne zum Beispiel der Einfluss des Spannzangenfutters auf die Oberflächengüte der bearbeiteten Werkstoffe ermittelt werden.

Zerspanen von GFK-Werkstoffen

Herausfordernd sind vor allem glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK). Beim Zerspanen entstehen Stäube, die nicht nur den Führungen der Maschine zusetzen, sondern die Gesundheit der Menschen im Anlagenumfeld belasten. Strömungssimulationen gehören beim Maschinenbauer Reichenbacher Hamuel deswegen zum Standardrepertoire. Laut Kevin Will und Stefan Fehn arbeitet das Unternehmen momentan an Vorlagen für solche Simulationen. Das Thema soll mit Kunden möglichst frühzeitig diskutiert werden können.

Um Stäube ging es auch im Vortrag von Peter Miller – viel mehr darum, diese effizient abzusaugen. Miller arbeitet für Schuko Bad Saulgau, einem Spezialisten für Absaug- und Filtertechnik. Diese ist bei Anlagen mit einem hohen Trockenzerspanungsanteil für bis zu 35 Prozent des Energieverbrauchs verantwortlich. Die Absaugleistungen liegen typischerweise zwischen fünf und 15 Kilowatt. Und das, so Miller, bei einem Lifecycle von zehn bis 15 Jahren.

Effizient Absaugen

Schuko arbeite deshalb an einer möglichst effizienten Methode, Partikel und Feinstaub abzusaugen. In einem neuen Konzept erfolgt nach dem Zerspanungsprozess eine Grobfiltration der abgesaugten Luft. 80 Prozent der gereinigten Luft werden in die Maschine zurückgeführt und die restlichen 20 Prozent über einen Feinfilter in die Halle gegeben.

Um die Kosten für ein solches System möglichst gering zu halten, setzt Schuko auf das Baukastenprinzip. Dieses setzt auf kaskadierte Ventilatoren, das sei zwar relativ komplex, erhöhe aber die Ausfallsicherheit. Für eine optimal ausgelegte Absaug- und Filteranlage plädiert Miller dafür, den gesamten Fertigungsprozess zu betrachten. Man arbeite bei der nötigen Datenerfassung unter anderem mit den Maschinenherstellern zusammen.

Ausschussfrei produzieren

Unter dem Titel „Sustainability – wer nicht liefert, fliegt raus“ zeigte Ralph Hufschmied, welchen Beitrag ein Werkzeughersteller in der nachhaltigen Automobilproduktion leisten kann. In verschiedenen Beispielen zeigte der Geschäftsführer des gleichnamigen Unternehmens, welchen Einfluss Zerspanungswerkzeuge auf Feinstaub- und Lärmemissionen sowie den Materialverbrauch haben.

Als Handlungsvorgaben nennt Hufschmied: Schneiden statt Spanen, Absaugen am Wirkpunkt, kleinere Werkzeuge und eine digitale Prozesskontrolle für mehr Stabilität. Jeder Prozess und jedes Material benötigen dabei eine individuelle Lösung, ist der Zerspanungsexperte überzeugt. Hufschmied setzt dabei auf ein durchaus komplexes Werkzeugdesign. Das könne die Produktionskosten senken, weil beispielsweise der Vorschub dadurch verdoppelt werden könne.

Wichtig ist dem Geschäftsführer die digitale Prozesskontrolle. Im Verhältnis zum Umsatz entfallen 40 Prozent der Kosten auf die Fertigung und weitere 30 Prozent auf die Qualitätskontrolle. Hufschmied verfolgt einen Ansatz, der die Qualitätskosten auf fünf Prozent reduziert. Möglichkeit wird das durch eine stete Prozesskontrolle über Sensoren und einer Inline-Qualitätskontrolle. Damit will Hufschmied künftig in seiner Lohnfertigung ausschussfrei und ohne Fehlerteile produzieren.

Auch für seine Werkzeuge sieht er einen Vorteil: „Wenn ich durch Daten belegen kann, dass mein Werkzeug ruhiger läuft oder weniger verschleißt, dann kann ich auch etwas teurer sein als die Low-Cost-Wettbewerber.“

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Über den Autor

 Sven Prawitz

Sven Prawitz

Fachredakteur, »Automobil Industrie« und Next Mobility