W dostawcy części samochodowych Schabmüller firma MAPAL od dłuższego czasu odpowiada za zarządzanie narzędziami. Teraz producent narzędzi z Aalen przejął również programowanie CAD/CAM komponentów, w tym symulację. W obliczu rosnących wymagań dotyczących obróbki aluminium producent docenia tę kompleksową usługę.
Firma Schabmüller Automobiltechnik GmbH (SMI) w Großmehring koło Ingolstadt działa jako dostawca dla przemysłu motoryzacyjnego od 1988 roku i coraz bardziej specjalizuje się w efektywnej produkcji dużych serii. Części te są między innymi montowane w pojazdach marek Mercedes, Porsche, Audi, BMW i Jaguar. SMI działa głównie jako dostawca Tier 2. Dużymi klientami są Aludyne i Strojmetal, które jako odlewnia i kuźnia aluminium są bezpośrednimi dostawcami dla branży motoryzacyjnej.
Jeszcze kilka lat temu firma Schabmüller produkowała pokrywy cylindrów dla silnika V o pojemności 3,0 litra VW w rocznych ilościach sięgających 320 000 sztuk. Elementy, dla których Schabmüller również zajmuje się montażem, są nadal produkowane, jednak wolumen już spadł. W zamian pojawiły się inne duże zamówienia, które czynią firmę mniej zależną od silnika spalinowego.
„W międzyczasie rozpoczęto produkcję części zawieszenia. Daje nam to szansę na dywersyfikację w tym kierunku“, cieszy się dyrektor generalny Helmut Häckl. „Nasza firma się rozwijała i dokładnie tego celu dążyła.“ Nowe komponenty niosą jednak również wyzwania dla Schabmüllera.
Przy rozpoczęciu produkcji części zawieszenia firma Schabmüller zdobyła zupełnie nowe doświadczenia. Szczególnie w przypadku komponentów do pojazdów elektrycznych projekty są czasami przesuwane, pierwotnie planowane ilości nie są osiągane, lub występują jeszcze krótkoterminowe zmiany przed rozpoczęciem produkcji seryjnej. Helmut Häckl zna tło sytuacji: „Producenci oryginalnego wyposażenia (OEM) zbierają doświadczenia aż do końca w testach obciążeniowych dla coraz cięższych pojazdów z powodu wagi baterii.
To prowadzi do tego, że niektóre elementy są projektowane w sposób bardziej stabilny, aby mogły pokryć każdą sytuację graniczną." Przykładowo, Stephan Streck, doradca techniczny w MAPAL, ilustruje to na przykładzie uchwytu koła. Ponieważ w trakcie jazdy pojawiły się problemy ze sztywnością, na ostatnią chwilę dodano tutaj dodatkową powierzchnię do obróbki oraz żebro usztywniające.
Schabmüller musi już planować urządzenia i ceny dla komponentów, zanim jeszcze będzie wiadomo, jak dokładnie będą one wyglądać, co nieustannie stawia producenta przed wyzwaniami. „Aby zdobyć zlecenie, czas cyklu jest kluczowym czynnikiem”, mówi Helmut Häckl.
MAPAL zaangażowane od samego początku
Aby lepiej radzić sobie z takimi krótkoterminowymi zmianami i dalej optymalizować całą produkcję, Schabmüller postanowił zaangażować MAPAL już na etapie programowania CAD/CAM. „Utrzymujemy z MAPAL bardzo współpracującą relację i cenimy szybkie czasy reakcji,” wyjaśnia Häckl. „Mieliśmy więc dobre przeczucie, rozszerzając współpracę na programowanie CNC i symulację.”
MAPAL jest już zaangażowany w projektowanie narzędzi dla nowych projektów i odpowiada za zarządzanie narzędziami. Te usługi są dostosowane do potrzeb klienta. Do tej pory obejmowały one już dyspozycję narzędzi, ich wstępne ustawienie, wydanie i regenerację, wsparcie techniczne produkcji seryjnej, optymalizację narzędzi oraz czasów taktowych i przestojów.
Już od 2018 roku Schabmüller nie programuje samodzielnie. „Do CAD/CAM potrzebujemy specjalistów, którzy znają się na tym temacie“, mówi Häckl. „Jeśli rocznie podejmujemy tylko dwa do czterech nowych projektów, to pracownik nie może być w tym zakresie biegły.“ W międzyczasie Schabmüller częściowo korzystał z usług producenta maszyn do programowania. Jednak nie było możliwości przeprowadzania symulacji 3D, dlatego producent był świadomy, że nie wykorzystano wszystkich możliwości do optymalizacji czasów cyklu.
Od momentu, gdy MAPAL jest zaangażowany od samego początku, sytuacja uległa zmianie. Programowanie NC, symulacja i zarządzanie narzędziami teraz idealnie się ze sobą łączą. Na przykład podczas projektowania narzędzi wykorzystywane są dane symulacyjne, co pozwala na wczesne wykrywanie potencjalnych kolizji. Na zmiany w komponentach wprowadzane przez OEM-y przed rozpoczęciem produkcji można reagować natychmiast. W symulacjach 3D modyfikacje są wprowadzane jeszcze przed zakończeniem produkcji narzędzi. „Jeśli poważne zmiany nie zostaną wychwycone na czas, mogą one prowadzić do kosztów w pięciocyfrowym zakresie”, wyjaśnia znaczenie symulacji Stephan Streck.
Optymalizacja obróbki również odgrywa kluczową rolę w symulacji. Pokazuje na przykład kąty wjazdu, które mogą poprawić usuwanie materiału. Również owinięcie narzędzia można zredukować dzięki danym z komputera. „Takie szczegóły są w symulacji znacznie lepiej widoczne, niż gdy się patrzy przez okno na maszynę,” wie Streck.
Części kute zamiast odlewu aluminiowego
Z części zawieszenia następuje przesunięcie od odlewu aluminiowego do aluminium kute. Części kutych charakteryzują się znacznie wyższymi wskaźnikami obciążenia niż części odlewane. Wyższa stabilność jest szczególnie wymagana w przypadku elektromobilności. Zwiększa to jednak również wymagania dotyczące obróbki skrawaniem, aby osiągnąć żądany czas cyklu. Usuwanie materiału, a tym samym objętość do obróbki, jest tutaj znacznie wyższa, co wymaga dostosowanych strategii frezarskich.
Ponadto właściwości materiałów uległy zmianie, jak wyjaśnia Stephan Streck: „W porównaniu z odlewem aluminiowym, materiał kute ma znacznie zmniejszony udział krzemu. Ma to za konsekwencję, że wiór nie łamie się dobrze, powstają długie wióry podczas obróbki i mamy do czynienia z nałożonymi ostrzami. Aby znaleźć rozwiązania w tej kwestii, potrzebna jest cała kompetencja MAPAL w obróbce aluminium.” Firma Schabmüller obecnie produkuje z kutego aluminium część wytwarzanych w Großmehring uchwytów kół, łożysk obrotowych i wzmocnień.
Frezy o wysokiej objętości NeoMill-Alu-QBig stosowane już przed wprowadzeniem na rynek.
Aby poprawić procesy, MAPAL wprowadza nowe narzędzia, gdy tylko są dostępne i obiecują korzyści. Jak informuje technik aplikacyjny Eugen Bien, nowy frez z wymiennymi płytkami NeoMill-Alu-QBig został zastosowany w firmie Schabmüller jeszcze przed jego oficjalną premierą na rynku.
Nowy frez wytaczający z wymiennymi płytkami od MAPAL zapewnia doskonałą wydajność przy frezowaniu aluminium w dużych objętościach. Aby osiągnąć jak największe objętości skrawania, zaprojektowano go do pracy przy prędkościach obrotowych do 35 000 min-1. Dla pewnego osadzenia, mimo dużych sił odśrodkowych, zastosowano śruby o podwyższonej wytrzymałości na rozciąganie, które mocno trzymają wymienne płytki w pryzmatycznym gnieździe. Podstawowa konstrukcja została wyposażona przez MAPAL w system precyzyjnego wyważania, aby chronić wrzeciono maszyny i osiągać jak najwyższą jakość powierzchni. Dodatkowo, podczas opracowywania skupiono się na niskich siłach skrawania i wysokiej precyzji wymiennych płytek.
Spośród trzech dostępnych powłok, technicy MAPAL wybrali powłokę diamentową do obróbki odlewów kokilowych w firmie Schabmüller. W trakcie pracy operator maszyny obraca wymienne płytki z ich dwoma krawędziami skrawającymi bezpośrednio przy maszynie, a ponowne zaopatrzenie frezów przejmuje MAPAL w pomieszczeniu ustawczym. Zaletą są bardziej odporne na uszkodzenia krawędzie skrawające w narzędziu NeoMill-Alu-QBig w porównaniu do wcześniej stosowanych frezów z lutowanymi krawędziami PKD: łamią się one rzadziej przy pozostałościach piasku z formy odlewniczej na surowym elemencie.
Dla użytkownika decydujące jest jednak coś innego, jak potwierdza Helmut Häckl: „W produkcji osiągnęliśmy krótsze czasy cyklu z NeoMill-Alu-QBig, ponieważ możemy stosować wyższe wartości prędkości skrawania i posuwu. W tym celu nawet zaakceptowalibyśmy krótsze czasy pracy narzędzi.”
Przejście na NeoMill-Alu-QBig spowodowało zmianę strategii frezarskiej i wyższą gęstość skrawania. Wartości zmierzone przez MAPAL potwierdzają osiągnięty sukces. Wprowadzone dostosowania z wyższymi parametrami skrawania, zmiana z frezowania okrągłego na frezowanie helikalne oraz poprawione warunki obróbcze skutkowały oszczędnością czasu cyklu w tej obróbce wynoszącą 54 procent. Dzięki nowemu narzędziu udało się zwiększyć posuw z średnio 14 mm do 32 mm.
W rozbudowanym zestawie narzędzi do obróbki nośnika koła, NeoMill-Alu-QBig jest jednym z nielicznych standardowych narzędzi, ale odgrywa kluczową rolę w czasie cyklu, jak mówi Eugen Bien: „Zastosowanie NeoMill-Alu-QBig stanowi około 30 procent całkowitego czasu obróbki.” W centrum uwagi znajduje się obróbka wstępna elementu, ale narzędzie produkuje również powierzchnie w jakości gotowego elementu.
Nośniki kół stawiają wysokie wymagania wobec strategii obróbczej. Dla Porsche i AMG firma Schabmüller produkuje rocznie około 97 000 sztuk z części odlewanych i kształtowanych, dla których na podwójnym wrzecionie potrzebny jest czas cyklu wynoszący sześć minut na dwa elementy. Zestawy narzędzi do tego obejmują od 45 do 55 narzędzi. Większość z nich to narzędzia specjalne dostosowane do potrzeb klienta. Większość z nich, takich jak wiertła, wiertła stopniowe czy narzędzia do precyzyjnego wiercenia, jest używana tylko krótko, do jednej lub dwóch obróbek. Zadaniem symulacji jest, aby przy dużej liczbie narzędzi zminimalizować czasy przestojów i najlepiej każdą obróbkę przeprowadzać tylko raz.
Miejsce na przyszły rozwój
Schabmüller obecnie zatrudnia około 150 pracowników i stale się rozwija. W ostatnim czasie ukończono trzecią halę. Pierwotnie zaprojektowana do produkcji pokryw głowic cylindrów dla VW w dużych ilościach, część podwójnej hali jest obecnie wykorzystywana w inny sposób. Aby produkować pokrywy do baterii pojazdów elektrycznych, Schabmüller przetwarza dużą część materiału wyjściowego. W ramach drugiego projektu powstają obudowy tylnej osi dla innego producenta samochodów.
Kontakt:
