Energieeffizienz Nachhaltiges Denken in der Maschinenindustrie

Die Krise ist vorbei, doch der Maschinenverkauf bleibt ein hartes Geschäft. Werkzeugmaschinen (WZM) müssen heute wahre «Tausendsassas» sein, die Werkstoffe aller Art verarbeiten, möglichst ohne Hilfsstoffe auskommen sowie sich äusserst flexibel und schnell an neue Aufgaben anpassen lassen.

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TU Dortmund Institut für Spanende Fertigung

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

«In den meisten Branchen gehen die Stückzahlen zurück», beobachtet Prof. Dr.-Ing. Dirk Biermann, Leiter des Institutes für Spanende Fertigung (ISF) der Technischen Universität Dortmund. «Gefragt sind Maschinen für kleine Losgrössen, die mehrere Verfahren beherrschen und die im Idealfall eine Komplettbearbeitung ermöglichen.» Sie würden teilweise auch sehr aufwändige Spezialmaschinen ersetzen: Als Beispiel nennt der ISF-Leiter ein Bearbeitungszentrum, mit dem sich dank der Zusammenarbeit eines Maschinenherstellers mit einem Werkzeugproduzenten nun auch effizient Zahnräder herstellen lassen.

Universalmaschinen machen unabhängiger

Der Trend zu derartig universellen Bearbeitungszentren, die ein breites Produktportfolio mit kleinen Losgrössen wirtschaftlich bearbeiten können, habe in der Krise deutlich zugenommen. «Mit einer Universalmaschine nimmt die Abhängigkeit von Produkten und Branchen ab», erklärt Biermann. «Aber es wird nach wie vor Spezialmaschinen für hohe Stückzahlen geben.» Doch selbst bei klassischen Vertretern für Grossserienfertigung zeichne sich eine Trendwende ab: So steigen etwa in der Automobilindustrie die Zahl der Varianten und Antriebskonzepte, die in immer kürzeren Zyklen auf den Markt kommen. «Auch hier werden Maschinen benötigt, die mit schnellen Änderungen an den zu fertigenden Komponenten problemlos umgehen können», sagt der Wissenschaftler.

Eine wichtige Rolle spielt mittlerweile auch die Energieeffizienz. Achten sollten die Käufer nicht nur auf die Geräteausstattung – zum Beispiel Einsatz von effizienten Antrieben, Vermeiden von unnötiger Lastaufnahme und Minimieren des Stromverbrauchs im Stand-by-Modus. Sie sollten aber auch an den Prozess denken.

Verfahren prozessübergreifend betrachtet

Als ein Beispiel aus der Praxis nennt er das Tiefbohren. «Wenn der Anwender keine sehr hohen Ansprüche an die Oberflächenqualität der Bohrung stellt, kann er statt eines Einlippenwerkzeugs Wendeltief-bohrer einsetzen», erklärt der Institutsleiter. «Sie werden schon standardmässig mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 40 angeboten.» Das Plus: Die Wendeltiefbohrer zerspanen laut Biermann mit sehr viel höherem Vorschub (zum Beispiel: 0,2 statt 0,02 mm) – bei deutlich geringerem Kühlschmierstoff-Betriebsdruck (zum Beispiel 25 statt bisher 80 bar). Der Wechsel eines Werkzeugtyps senkt nicht nur den Energieverbrauch der Kühlschmierstoffmittelpumpe und die Bearbeitungszeit. «Gerade beim Tiefbohren kann die enorme Zeitersparnis dazu führen, dass sich Maschinensysteme einsparen lassen», sagt Biermann.

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