Wettbewerbsvorteil Spezialwerkzeug

Der Markt für Elektrofahrzeuge erlebt zur Zeit eine starke Entwicklung. In Anbetracht dessen spielen Leichtmetallfelgen eine unverzichtbare Rolle, um die Leistung der Fahrzeuge zu erhöhen. Mit Spezialwerkeugen können hier Wettbewerbsvorteile ausgespielt werden.

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PKD Sonderwerkzeug von C.R.M. Mazzoccato (Bildnachweis: C.R.M. Mazzoccato)

Die Automobilbranche hat in den vergangenen Monaten eine Entwicklung im Bereich der Elektro- und der Plug-in-Hybrid-Modelle erlebt, die es in dieser Form noch nie zuvor gegeben hat. Die European Automobile Manufacturers Association ACEA hat Daten veröffentlicht, denen zufolge der Anteil der Elektroautos an den gesamten Autoverkäufen innerhalb der EU im zweiten Quartal 2020 auf 7,2% gestiegen ist, verglichen mit 2,4% im gleichen Vorjahreszeitraum.

Besonders in Deutschland, dem größten Auto-Absatzmarkt in Europa, wurde im Juli 2020 ein Verkaufsrekord verzeichnet: Mit über 10% lag der Marktanteil um ein Vierfaches höher als im Jahr 2019, auch bedingt durch eine Verdopplung der staatlichen Fördermaßnahmen.

In Anbetracht dieser Entwicklung sowie der immer stärkeren Präsenz von Elektrofahrzeugen auf unseren Straßen spielen die Leichtmetallfelgen eine unverzichtbare Rolle, um die Leistung der Fahrzeuge zu erhöhen. Paolo Mazzoccato, Technischer Direktor und F&E-Manager bei C.R.M. Mazzoccato, erzäht mehr zu diesem Thema. Die Firma ist spezialisiert auf die Entwicklung und Produktion von Spezialwerkzeugen zur spanabhebenden Bearbeitung.

Welche Rolle spielen Leichtmetallfelgen bei der Ausstattung von Elektro-/Hybridautos, ausgehend von Ihren Erfahrungen auf diesem Gebiet?

„Ursprünglich bestand die Funktion der Leichtmetallfelgen hauptsächlich darin, den Autos zu einer leichteren Struktur zu verhelfen. Das Ziel hierbei war sowohl ein geringerer Verbrauch als auch die Erfüllung rein ästhetischer und stilistischer Ansprüche. Tatsächlich ermöglicht die Verarbeitung von Aluminium die Gestaltung aufwendiger und attraktiver Designelemente.

Seit dem Aufkommen der Elektro- und Hybridfahrzeuge erfüllen die Leichtmetallfelgen jedoch zwei weitere wesentliche Funktionen: Erstens tragen sie dazu bei, das durch die eingebauten Batterien höhere Gesamtgewicht des Fahrzeugs zu reduzieren. Zweitens verfügen diese Felgen aufgrund ihrer mit Spezialwerkzeugen bearbeiteten Einsätze und Strukturen über eine besonders aerodynamische Konstruktion. Dadurch erzeugen sie einen Luftstrom, der die auf den Achsen montierten Elektromotoren kühlt und dadurch die Lebensdauer des gesamten Antriebssystems verlängert.

Darüber hinaus bedeutet eine Gewichtsreduzierung der ungefederten Massen auch einen niedrigeren Energieverbrauch, was wiederum eine höhere Reichweite des Fahrzeugs zur Folge hat. Ein weiterer Vorteil ist außerdem die verbesserte Straßenlage, eine wichtige Voraussetzung für maximale Sicherheit. Die Effizienz der Fahrzeuge lässt sich Schätzungen zufolge mit aerodynamischen Leichtmetallfelgen um insgesamt bis zu 4-5% steigern.“

Welches sind die Faktoren und Parameter, die bei der Entwicklung eines speziellen Werkzeugs für diese Art von Anwendung berücksichtigt werden müssen?

Hartmetall Sonderwerkzeug von C.R.M. Mazzoccato (Bildnachweis: C.R.M. Mazzoccato)

„Bei der Entwicklung der Spezialwerkzeuge war in der Vergangenheit die Ästhetik der Felgen das entscheidende Kriterium – Heute müssen sämtliche Aspekte der Aerodynamik bei ihrer Konstruktion mitberücksichtigt werden. Und ein weiteres wichtiges Ziel ist die Gewichtsreduzierung der ungefederten Massen.

Diese aktuelle Entwicklung hat insbesondere auch spezielle Fertigungsprozesse zur Folge, so wie das Flow-Forming, mit dem sich extrem leichte Metallfelgen mit optimalen mechanischen Eigenschaften fertigen lassen: Auf diese Weise lassen sich Produkte mit einer Materialstärke von etwa 2mm herstellen – ein wirklich bemerkenswertes Ergebnis.

Hier ist der Einsatz spezieller Diamantwerkzeuge unerlässlich, sie sind wesentlich verschleißfester als Hartmetall und gewährleisten eine gleichbleibende Materialstärke der Felgen. Zweitens führt die wachsende Nachfrage nach immer leichteren Felgen auch zu immer spezifischeren Anforderungen an die Werkzeuge, um mit ihnen verlässliche und wiederholbare Ergebnisse zu erzielen und auch extrem komplexe Felgenbereiche wie den Undercut bearbeiten zu können.

Schließlich muss man bei der Fertigung von Spezialwerkzeugen auf vakuumbehandelten Hochleistungsstahl setzen, um die Qualität des Endproduktes zu 100% garantieren zu können. Im Vergleich zu den traditionell gefertigten Werkzeugen besitzt dieses Material entkohlungsfreie Oberflächen, bessere mechanische Eigenschaften und eine längere Lebensdauer.“

Welche Lösungen gibt es hier?

„Die Verwendung von speziell entwickelten Werkzeugen ist immer ein Wettbewerbsvorteil für die Hersteller von Leichtmetallfelgen. Die bisherigen Erfolge von C.R.M. Mazzoccato auf dem Markt sind für uns eine Bestätigung für unser flexibles Organisationsmodell: Es beruht auf einer qualifizierten Beratung für den Kunden sowie auf der Entwicklung von exakt der Lösung, die für seine Produktionsanforderungen am besten geeignet ist.

Daher garantiert C.R.M. Mazzoccato die schnelle Anfertigung von Werkzeugprototypen, die für die Vorserienproduktion von Leichtmetallfelgen zu Testzwecken geeignet sind, und die sich in der gemeinsamen Entwicklungsphase schnell noch einmal verändern lassen. Auf diese Weise lassen sich unsere Werkzeuge an die möglicherweise neu aufgetretenen Anforderungen anpassen und anschließend für die Serienproduktion verwenden.

Mit anderen Worten: Verglichen mit einem Standardwerkzeug bedeutet die Anfangsinvestition für die Entwicklung des Spezialwerkzeugs später eine höhere Effizienz bei der Produktion. Und durch die deutliche Verkürzung der Bearbeitungszeit der Felgen erhöht sich die Marge für jedes gefertigte Stück.“

Welche Ergebnisse konnten Sie in Bezug auf die Verkürzung der Produktionszeit für die Felgen, sowie bei der Präzision und Standzeit der Werkzeuge erzielen?

„Bei den speziell gefertigten Werkzeugen ist es nicht mehr nötig, ständig die Maschineneinstellungen zu ändern und die Werkzeuge zu wechseln. Der Einsatz von Kombiwerkzeugen und multischneidenden Werkzeugträgern ermöglicht außerdem mit nur einer Ausrüstung die Bearbeitung unterschiedlicher Felgentypen.

All das führt zu einer spürbaren Verkürzung der Produktionszeit von 5%, durch die Zusammenlegung mehrerer Herstellungsschritte sogar um bis zu 10%. So lässt sich bei Felgen mit einem Durchmesser von 18 oder 20 Zoll zum Beispiel eine Taktzeit von 2 Minuten erreichen.

Außerdem hat der polykristalline Diamant, der bei diesen Spezialwerkzeugen verwendet wird, eine mindestens zehnmal längere Lebensdauer als Hartmetall. Wird er mit einem Laser der neuesten Generation geschärft, so ist seine Materialergiebigkeit um 30% höher als bei den Einweg-Diamanten, die auf herkömmliche Weise geschärft werden. Und schließlich wird dank der Präzision der Spezialwerkzeuge von C.R.M. Mazzoccato bei den Felgen eine so hohe Oberflächengüte erreicht, dass sie der Qualität „mirror-finishing“ entpricht.“

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