Laser oder Presswerk
Mit universellen Blechbearbeitungssysteme könnten Automobilherteller ihre Prozesse deutlich flexibilisieren. Dazu werden Bauteile aus ebenen Blechplatinen mit 2D-Laserschneidmaschinen hergestellt, gebogen und lasergeschweißt.
Setzten Automobilhersteller in ihren Produktionshallen universelle Blechbearbeitungssysteme statt Presswerke ein, können sie ihren Montageprozess deutlich flexibilisieren – und gleichzeitig Kosten einsparen. Mit dieser Überlegung dürfte Klaus Löffler, Experte bei Trumpf für Produktionstechnik in der Automobilfertigung die Pressenhersteller aufgeschreckt haben. „Der Grundgedanke dieses Konzeptes ist, dass die Bauteile für die Produktion aus ebenen Blechplatinen mit Hilfe von 2-D-Laserschneidmaschinen hergestellt, gebogen und anschließend lasergeschweißt werden.“ Die Hersteller von Kraftfahrzeugen sehen sich derzeit mit vielen Herausforderungen konfrontiert. Auf der einen Seite müssen sie die gesetzlichen Vorgaben zur CO2-Emmission ihrer Fahrzeuge einhalten. Andererseits steigen die Ansprüche, die Kunden an Autos stellen. Im Trend sind individualisierte Fahrzeuge, die Automobilhersteller in immer kürzeren Produktzyklen auf den Markt bringen müssen. Damit verringern sich auch die Stückzahlen in der Produktion während der Laufzeit des Autos.
Kfz-Hersteller müssen ihre Produktion umstellen
Um sich diesen Herausforderungen stellen zu können, müssen Kfz-Hersteller ihre Produktion zunehmend umstellen und dabei auch flexibilisieren. „Traditionelle Fertigungsmethoden wie beispielsweise Presswerke zur Erstellung von Tiefziehteilen sind dafür immer weniger geeignet“, betont Löffler. Eine Möglichkeit, die Produktionsabläufe zu flexibilisieren und die Anforderungen des Kunden sowie des Gesetzgebers zu erfüllen, ist der Einsatz universeller Produktionsmittel wie Blechbearbeitungsmaschinen. Die benötigten Bauteile werden beginnend mit dem Schneiden der Platinen in einer Laserschneidanlage, über das Umformen mit Biegemaschinen bis hin zum Schweißen mit Lasersystemen hergestellt. „Insgesamt kann der Automobilhersteller mit diesem Konzept im Vergleich zu konventionellen Verfahren seine Teilekosten erheblich reduzieren“, erläutert Löffler. Aufgrund der Just-in-time-Produktion an dem Ort, an dem die Bauteile benötigt werden, entfallen Transport und Lagerung, sodass keine Kosten für Logistik entstehen. Da der Automobilhersteller mit universellen Blechfertigungswerkzeugen arbeitet, kann er das gesamte Produktionssystem bei Modellwechseln schneller auf die neue Serie umstellen – oft reichen Änderungen in der Maschinensoftware.
Laser als Schlüsseltechnolgie
Der Laser ist bei diesem Produktionskonzept eine Schlüsseltechnologie, welche die Kosten pro Bauteil deutlich verringert. „Schon das Schneiden der Platinen mit dem Laser erlaubt es, das Material deutlich besser ausnutzen zu können. Der Abfall wie beispielsweise ein Fensterausschnitt kann für die Herstellung weiterer Bauteile verwendet werden“, so Löffler. Damit ließen sich die bisher üblichen Materialausnutzungsquoten von 50 Prozent auf mehr als 80 Prozent steigern, rechnet Löffler vor. Und durch den Einsatz kombinierter Stanz-Lasersysteme können Automobilhersteller zusätzliche Funktionen wie Gewinde, Winkel, Kiemen oder Befestigungslaschen direkt ins Bauteil einbringen – ohne weitere Fügeoperationen. Das reduziert die Bauteilzahl, spart Material und damit Gewicht und Kosten.
„Das Potenzial der Prozesskette kann noch weiter ausgeschöpft werden, wenn anstatt des Widerstandspunktschweißens das Laserschweißen eingesetzt wird“ so Löffler. Dieses Verfahren ermöglicht den Verzicht auf überlappendes Material und setzt auf flanschlose, gesteckte Bauteile. Auch hier ergeben sich durch den optimierten Materialeinsatz völlig neue Möglichkeiten der Leichtbauweise.
Das Fertigungsprinzip hat bei einigen Automobilherstellern bereits die Testphase bestanden und wird zur Herstellung von Strukturbauteilen wie Schwellern, Längsträgern, Sitzstrukturen oder Ähnlichem eingesetzt. Auch im Rennsportbereich haben sich die Blechfertigungssysteme bereits bewährt.