Presso il fornitore automobilistico Schabmüller, MAPAL è responsabile da tempo della gestione degli utensili. Ora il produttore di utensili di Aalen ha anche assunto la programmazione CAD/CAM dei componenti, inclusa la simulazione. Con l'aumento delle richieste per la lavorazione dell'alluminio, il produttore apprezza questo servizio completo.
La Schabmüller Automobiltechnik GmbH (SMI) a Großmehring vicino a Ingolstadt è attiva come fornitore automobilistico dal 1988 e si è sempre più specializzata nella produzione efficiente di grandi serie. I componenti vengono utilizzati, tra l'altro, in veicoli di Mercedes, Porsche, Audi, BMW e Jaguar. SMI opera principalmente come fornitore di livello 2. Grandi clienti sono Aludyne e Strojmetal, che sono fornitori diretti per l'industria automobilistica come fonderie o forge di alluminio.
Fino a pochi anni fa, Schabmüller produceva coperchi per testate per il motore V del gruppo VW da 3,0 litri in numeri annuali fino a 320.000. I componenti, per i quali Schabmüller si occupa anche dell'assemblaggio, continuano a essere prodotti, ma il volume è già diminuito. Tuttavia, sono arrivati altri grandi ordini che rendono l'azienda meno dipendente dai motori a combustione.
„Nel frattempo, è iniziata la produzione di componenti per sospensioni. Questo ci offre l'opportunità di diversificare in questa direzione“, si rallegrano il direttore generale Helmut Häckl. „La nostra azienda si è sviluppata e ha perseguito esattamente questo obiettivo.“ I nuovi componenti portano però anche sfide per Schabmüller.
Entrando nella produzione di componenti per sospensioni, Schabmüller ha acquisito esperienze completamente nuove. Soprattutto per i componenti per veicoli elettrici, i progetti vengono a volte posticipati, le quantità originariamente pianificate non vengono raggiunte o ci sono modifiche dell'ultimo minuto prima dell'avvio della produzione in serie. Helmut Häckl conosce le ragioni: „I produttori di attrezzature originali (OEM) raccolgono esperienze fino all'ultimo nei test di carico per i veicoli che diventano sempre più pesanti a causa del peso delle batterie.
Questo porta a progettare determinati componenti in modo più robusto per poter coprire ogni situazione limite.” Un esempio è fornito da Stephan Streck, consulente tecnico di MAPAL, che spiega come, a causa di problemi di rigidità emersi durante il funzionamento, sia stata aggiunta quasi all'ultimo minuto un'ulteriore superficie da lavorare e una nervatura di rinforzo.
Schabmüller deve già pianificare gli impianti e i prezzi per i componenti prima che sia chiaro come appariranno nei dettagli, il che pone sempre nuove sfide per il produttore. „Per ottenere un ordine, il tempo di ciclo è il fattore decisivo“, afferma Helmut Häckl.
MAPAL coinvolta fin dall'inizio
Per gestire meglio tali cambiamenti dell'ultimo minuto e ottimizzare ulteriormente l'intera produzione, Schabmüller ha deciso di coinvolgere MAPAL fin dalla programmazione CAD/CAM. „Manteniamo una collaborazione molto cooperativa con MAPAL e apprezziamo i tempi di reazione rapidi“, spiega Häckl. „Pertanto, ci siamo sentiti bene nel estendere la cooperazione alla programmazione CNC e alla simulazione.”
MAPAL è già coinvolta nella progettazione degli utensili per nuovi progetti e gestisce la gestione degli utensili. Questi servizi sono su misura per le esigenze del cliente. Finora, ciò includeva già la pianificazione degli utensili, il loro preimpostazione, la distribuzione e il ripristino, il supporto tecnico per la produzione in serie, l'ottimizzazione degli utensili e dei tempi di ciclo e di inattività.
Dal 2018, Schabmüller non programma più autonomamente. „Per CAD/CAM abbiamo bisogno di specialisti che padroneggiano questo argomento“, afferma Häckl. „Se affrontiamo solo due o quattro nuovi progetti all'anno, un dipendente non può essere esperto in questo.“ Nel frattempo, Schabmüller ha utilizzato parzialmente i servizi del produttore di macchine per la programmazione. Tuttavia, non c'era possibilità di simulazioni 3D, quindi il produttore era consapevole che non tutte le possibilità erano state utilizzate per ottimizzare i tempi di ciclo.
Da quando MAPAL è coinvolta fin dall'inizio, la situazione è cambiata. La programmazione NC, la simulazione e la gestione degli utensili ora si integrano perfettamente. Nella progettazione degli utensili, ad esempio, vengono utilizzati dati di simulazione, il che consente di rilevare in anticipo possibili collisioni. È possibile reagire immediatamente a modifiche dei componenti da parte degli OEM prima dell'inizio della produzione. Nelle simulazioni 3D vengono apportate modifiche prima che gli utensili siano pronti. „Se non si intercettano cambiamenti significativi in tempo, possono sorgere costi a cinque cifre“, spiega Stephan Streck l'importanza della simulazione.
Per l'ottimizzazione della lavorazione, la simulazione gioca anch'essa un ruolo fondamentale. Essa mostra, ad esempio, gli angoli di ingresso che possono migliorare l'asportazione del materiale. Anche l'avvolgimento di un utensile può essere ridotto con i dati del computer. „Dettagli come questi sono molto più facili da riconoscere nella simulazione che guardando attraverso la finestra nella macchina“, afferma Streck.
Parti forgiati invece di fusione di alluminio
Con i componenti per sospensioni, c'è uno spostamento del materiale di partenza dalla fusione di alluminio alla forgiatura di alluminio. I componenti forgiati presentano valori di carico significativamente più elevati rispetto ai componenti fusi. La maggiore stabilità è richiesta soprattutto nella mobilità elettrica. Tuttavia, ciò aumenta anche le richieste sulla lavorazione per raggiungere il tempo di ciclo richiesto. L'asportazione del materiale e quindi il volume da lavorare sono qui significativamente più elevati, il che richiede strategie di fresatura adattate.
Inoltre, le proprietà dei materiali sono cambiate, come spiega Stephan Streck: „Rispetto alla fusione di alluminio, il materiale forgiato ha una percentuale di silicio notevolmente ridotta. Questo porta a una scarsa rottura dei trucioli, si formano trucioli lunghi durante la lavorazione e ci troviamo di fronte a lame incollate. Per trovare soluzioni qui, è necessaria tutta la competenza di MAPAL nella lavorazione dell'alluminio.“ Schabmüller produce attualmente una parte dei supporti ruota, dei cuscinetti girevoli e delle barre di inclinazione realizzati a Großmehring in alluminio forgiato.
Fresatrice ad alto volume NeoMill-Alu-QBig già utilizzata prima del lancio sul mercato
Per migliorare i processi, MAPAL include anche nuovi utensili non appena sono disponibili e promettono vantaggi. Come riporta il tecnico applicativo Eugen Bien, il nuovo fresatore a inserti intercambiabili NeoMill-Alu-QBig è stato utilizzato da Schabmüller prima ancora di essere ufficialmente lanciato sul mercato.
Questo nuovo fresatore a inserti intercambiabili di MAPAL rappresenta prestazioni eccezionali nella fresatura ad alto volume dell'alluminio. Per raggiungere volumi di truciolo il più grandi possibile, è progettato per l'uso a velocità fino a 35.000 min-1. Per garantire una presa sicura nonostante le alte forze centrifughe, sono utilizzate viti con resistenza alla trazione aumentata, che mantengono gli inserti intercambiabili saldamente nella sede prismatica. Il corpo principale è dotato da MAPAL di un sistema di bilanciamento fine, per preservare il mandrino della macchina e raggiungere la massima qualità superficiale. Inoltre, nello sviluppo è stata posta attenzione a forze di taglio ridotte e inserti intercambiabili ad alta precisione.
Tra i tre rivestimenti disponibili, i tecnici MAPAL hanno scelto uno strato di diamante per la lavorazione della ghisa a stampo presso Schabmüller. Durante l'uso, l'operatore della macchina ruota gli inserti intercambiabili con i loro due bordi di taglio direttamente sulla macchina, il rifornimento dei fresatori è gestito da MAPAL nella sala di impostazione. Un vantaggio è rappresentato dai bordi in carburo di tungsteno più tenaci del NeoMill-Alu-QBig rispetto ai fresatori precedentemente utilizzati con bordi PKD saldati: si rompono meno rapidamente in presenza di residui di sabbia dalla forma di fusione sul pezzo grezzo.
Per l'utente, tuttavia, è decisivo qualcos'altro, come conferma Helmut Häckl: “Nella produzione abbiamo raggiunto tempi di ciclo più brevi con il NeoMill-Alu-QBig, perché possiamo utilizzare valori più elevati per la velocità di taglio e l'avanzamento. Per questo saremmo disposti a tollerare tempi di inattività inferiori.”
Con il passaggio al NeoMill-Alu-QBig, si è sviluppata una diversa strategia di fresatura e una maggiore densità di truciolo. I valori misurati da MAPAL attestano il successo ottenuto. Le modifiche implementate con parametri di taglio più elevati, il passaggio dalla fresatura circolare alla fresatura a elica e le condizioni di lavorazione migliorate hanno portato a un risparmio del 54% nei tempi di ciclo per questa lavorazione. Con il nuovo utensile, l'avanzamento dentale è stato aumentato da una media di 14 mm a 32 mm.
Nel vasto set di utensili per la lavorazione di un portamozzo, il NeoMill-Alu-QBig è uno dei pochi utensili standard, ma gioca un ruolo decisivo per il tempo di ciclo, come afferma Eugen Bien: “L'uso del NeoMill-Alu-QBig rappresenta circa il 30% dell'intero tempo di lavorazione.” L'attenzione è rivolta alla sgrossatura del componente, ma l'utensile produce anche superfici in qualità di pezzo finito.
I portamozzi pongono elevate esigenze alla strategia di lavorazione. Per Porsche e AMG, Schabmüller produce annualmente circa 97.000 pezzi in ghisa o in pezzi forgiati, per i quali è necessario un tempo di ciclo di sei minuti per due componenti su un doppio mandrino. Gli set di utensili per questo comprendono da 45 a 55 utensili. La maggior parte di essi sono utensili speciali su misura. La maggior parte di questi, come punte, punte a gradino o utensili di foratura fine, sono utilizzati solo brevemente per una o due lavorazioni. L'obiettivo della simulazione è mantenere i tempi morti il più brevi possibile con la varietà di utensili e, idealmente, eseguire ogni lavorazione solo una volta.
Spazio per la crescita futura
Schabmüller conta attualmente circa 150 dipendenti e cresce costantemente. Recentemente è stata completata una terza hall. Originariamente concepita per la produzione di coperture per testate cilindri per VW in grande quantità, una parte della doppia hall è attualmente utilizzata in altro modo. Per produrre piastre per batterie di veicoli elettrici, Schabmüller lavora gran parte del materiale di partenza. In un secondo progetto, vengono realizzati alloggiamenti per assali posteriori per un altro produttore di automobili.
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