V závodě v Norimberku výrobce užitkových vozidel MAN Truck & Bus byla zahájena výroba vysoce efektivního nového 13litrového dieselového motoru. Jako společná motorová platforma by měl být využíván v celém koncernu. Pro válce jsou používány jemné vrtací nástroje od MAPAL, které zpracovávají vedení ventilů a základní vrtání sedla ventilů.
Prakticky současně zahájil MAN na místě v Norimberku dva důležité projekty budoucnosti. Paralelně se zahájením výroby nového dieselu začíná sériová výroba baterií pro elektricky poháněná vozidla výrobce. Na více než 50 montážních stanicích by zde mělo být ročně vyrobeno až 50 000 baterií – s možností zvýšení této kapacity do roku 2030 na 100 000 vysokonapěťových baterií. S výškou přes 35 metrů je nová budova nejvyšší výrobní budovou na místě.
Přímo naproti se na ploše 23 000 m² nachází výroba dieselových motorů. Jako procesní plánovač je Marco Singer zodpovědný za výrobu válců zcela nově vyvinutého motoru D30. Naproti hale M17 se nachází nově vybudovaná výroba baterií. Marco Singer hodnotí transformaci na elektrický pohon takto: „Pro různé aplikace, jako je městská doprava, je elektromotor ideálním pohonem. V jiných oblastech však diesel ještě dlouho zůstane.“ Jako příklady uvádí použití v zemědělství, námořnictví nebo armádě. Pro budoucnost bude tedy potřebná směs různých pohonných technologií.
Jeden motor pro všechny značky
Skupina Traton, do které patří vedle MAN také Scania, Volkswagen Truck & Bus a International Motors, spoléhá na modulární systém Traton (TMS), jehož komponenty jsou používány napříč značkami. V souladu s mottem „Není třeba vynalézat kolo znovu“ tak skupina efektivně soustředí své zdroje. Motor D30 je společnou motorovou platformou pro celý koncern. Od vývoje přes mechanickou výrobu a montáž motorů až po dodávku různým výrobcům vozidel se vše odehrává v MAN v Norimberku. Ještě před třemi lety zde byla také vlastní slévárna.
Motor D30 je založen na platformě, ale vyrábí se ve šesti různých výkonových stupních od 360 do 560 PS. Je největším standardním motorem v portfoliu a měl by být používán v různých vozidlech, přičemž v oblasti nákladních vozidel tvoří stěžejní část 40tunové vozy. D30 nahrazuje dosavadní motorové řady D26 a D15. Inovativní pohonná jednotka dosahuje maximální účinnosti 50 procent a potřebuje o pět procent méně paliva než její předchůdci, což v stejném měřítku snižuje emise CO2.
Do výroby nového motoru, pro kterou bude pracovat až 160 vysoce kvalifikovaných zaměstnanců ve třísměnném provozu, investoval MAN přibližně 220 milionů eur. Technická kapacita umožňuje výrobu přibližně 50 000 motorů ročně. „Skutečné množství výroby se řídí poptávkou. Zda bude skutečně využito, nakonec rozhodnou zákazníci,“ vysvětluje Marco Singer. Ti byli v posledních letech spíše zdrženliví. Jak v oblasti osobních automobilů, tak i v oblasti užitkových vozidel vyvolaly diskuse o transformaci na elektrický pohon nejistotu. Při rozběhu výroby se nejprve pracuje v jedné směně.
Desetiletá spolupráce
MAN již desetiletí spolupracuje s MAPAL. Když v roce 2019 došlo k zahájení projektu D30 a k výběrovým řízením, získal výrobce nástrojů z Aalen opět zakázku na jemné zpracování vedení ventilů a základního vrtání sedla ventilů. Dlouholeté společné zkušenosti hrály stejně důležitou roli jako doporučení výrobce strojů Grob, který je zodpovědný za celý proces a tedy i za návrh nástrojů.
Šest válců motoru má každé dva sací a výfukové ventily, do hlavy válce tedy musí být vloženo 24 vrtání. Protože průměry sacích a výfukových ventilů se liší, jsou pro jejich zpracování potřeba nástroje různých velikostí. Zpracování probíhá na dvojitém vřetenovém stroji. Ten je začleněn do propojeného zařízení s jednotlivými stroji od Grob, které jsou nakládány pomocí lineárních portálů.
Stabilní proces díky osvědčené technologii
V počáteční fázi projektu byl ještě další výrobce nástrojů pověřen jemným zpracováním. Protože s jeho nástroji však nebylo možné dosáhnout stabilního a hospodárného procesu, soustředil se MAN nakonec opět na spolupráci s MAPAL. Aalenští se nejprve ucházeli o systém jemného zpracování, který běží v MAN již léta ve dvou výrobních halách na mnoha strojích. V úzké spolupráci se zákazníkem však partneři systém dále vyvinuli a dosáhli rozhodujících pokroků.
Singer oceňuje dosažené výsledky: „Zpracování se zásadně změnilo. Například jsme ušetřili poloviční řez a mohli jsme se vyhnout pilotní tření. Místo toho jsme s nástrojem na výměnné břity jeli pouze na naše předpracované průměry, zajistili jsme si dobrý vstup do vrtáku a nakonec jsme jednou projeli. Na základě zkušeností bylo možné proces co nejlépe navrhnout.“ Výrobní koncept dosáhl jak dobré kvality zpracování, tak stanoveného taktového času celkově přibližně pěti minut pro dokončovací zpracování sedla ventilů a vedení ventilů, požadovaný stabilní a hospodárný proces byl zajištěn. „A to i přesto, že s novým motorem byly zvýšeny požadavky na kvalitu ve výrobě,“ zdůrazňuje Markus Meyer, který jako technický poradce MAPAL úzce spolupracuje s MAN. Pro vrtání ventilů a obou základních vrtání sedla ventilů jsou tolerance menší než 20 µm. Při chodu od sedla k vedení musí být dodrženo přibližně 50 µm. Mezi sedlem ventilu a vedením ventilu nesmí dojít k posunu, který by mohl vést k nežádoucímu smykovému napětí. Požadované povrchové kvality leží při Rz menším než 20 µm. Hlavy válců jsou vyrobeny z litiny GJV 450, do které jsou pro ventily lisovány odolnější materiály ve formě kroužku a vedení.
Moderní technologie dále snižuje náklady na kus
Řada společných workshopů se zaměřila na další optimalizace, zejména pokud jde o náklady na kus. Ty měly být před zahájením sériové výroby dále sníženy a v partnerské, profesionální spolupráci mohly MAPAL a MAN dosáhnout významných zlepšení.
Jako páka pro nižší náklady na kus se ukázalo zjednodušení manipulace s nástroji – konkrétně snížení doby nastavení a tím usnadnění pro obsluhu. MAPAL přinesl svůj EA systém (EasyAdjust), který byl instalován pro nástroj na sedlo ventilu. U tohoto systému je zúžení břitu již integrováno do kazety, která slouží jako držák pro břit. Tím se zcela eliminuje proces nastavení pro zúžení vedlejšího břitu, je třeba pouze nastavit průměr. Thomas Teuber, vedoucí produktového a aplikačního managementu jemného vrtání ve společnosti MAPAL, shrnuje praktický přínos:
„Obsluha už nemusí mít na očích dva měřicí přístroje. Soustředí se pouze na jeden měřicí přístroj, s nímž nastavuje přesah břitu k vodicím lištám. To jde podstatně rychleji.“ S EA systémem přichází také zlepšení u břitů: TEC výměnné břitové destičky používané v EA systému mají čtyři, a tedy dvakrát tolik, řezných hran jako běžný MAPAL vrták. Optimalizovaný řezný materiál a inovativní povlak zvyšují životnost a zajišťují ještě stabilnější proces.
Modifikace měly účinek: Ve srovnání s původním konceptem obrábění byly náklady na obrábění sedla ventilu a vodicího ventilu sníženy o přibližně 40 procent. „S dosaženým milníkem jsem velmi spokojen,“ říká Marco Singer a výslovně chválí kompetentní spolupráci s MAPAL. Ambiciózní procesní plánovač chce pokračovat v neustálém procesu zlepšování.
Ve společnosti MAN se předpokládá, že D30 bude poslední zcela nově vyvinutý dieselový motor pro užitková vozidla společnosti – po více než 100 letech výroby dieselových motorů na místě v Norimberku. Do roku 2030 by každé druhé vozidlo dodávané zákazníkům mělo mít bezemisní pohon.
Kontakt:
www.mapal.com
