Die Zukunft der Automobilindustrie ist interessant, aber ungewiss. Niemand weiß, wie schnell Elektrofahrzeuge Benzin- und Dieselfahrzeuge ersetzen werden, wie vollständig das passieren wird und wann es in Pkw im Gegensatz zu SUVs und schweren Lastwagen passieren wird. Wir wissen jedoch, dass die Kraftstoffverbrauchsstandards weiter voranschreiten und das Fahrzeugdesign in Richtung kleinerer Hubraummotoren mit höherer Technologie treiben.

Damit wird die Technologie, die vor Jahren für Hochleistungsfahrzeuge entwickelt wurde, mittlerweile zum Mainstream. Immer häufiger werden beispielsweise natriumgefüllte Ventile eingesetzt, die früher nur in extrem leistungsstarken Motoren zur Wärmesteuerung im Ventiltrieb eingesetzt wurden. Gleiches gilt für hohle Nockenwellen, die die energieverbrauchende Rotationsträgheit reduzieren und Möglichkeiten für das Motormanagement bieten.

Im Antriebsstrang von Fahrzeugen haben die heutigen Automatikgetriebe jetzt bis zu acht oder sogar zehn Gänge statt fünf oder sechs. Diese große Auswahl an Übersetzungsverhältnissen ermöglicht kleineren Hubraummotoren einen besseren Kraftstoffverbrauch und eine höhere Leistung.

Diese technologischen Verbesserungen für höhere Leistung und Wirtschaftlichkeit sind nicht neu, galten aber bisher als zu teuer für den allgemeinen Einsatz. Jetzt machen fortschrittliche Fertigungs- und Werkstofftechnologie die gemeinsame Anwendung dieser Upgrades praktikabel.

Kostengünstige Produktion ermöglichen

Tiefbohren ist eine fortschrittliche Fertigungstechnologie, die die kostengünstige Herstellung der wichtigsten Merkmale dieser leistungssteigernden Teile ermöglicht. Natriumgefüllte Ventile haben beispielsweise Bohrungen in der Länge des Ventilschafts, in dem flüssiges Natrium zirkuliert und Wärme aus dem Ventilkopf ableitet. Präzise Tiefbohrverfahren ermöglichen die Herstellung von hohlen und energieeffizienteren Nockenwellen. Komplexe Mehrganggetriebe verfügen über Wellen mit mehreren außermittigen Bohrungen unterschiedlicher Tiefe zur Schmierung oder hydraulischen Sequenzierung. Die Bohrungen in den Wellen sind zu tief, um effektiv auf Bearbeitungszentren gefertigt werden zu können, so dass Tiefbohrmaschinen in diesen Fällen von entscheidender Bedeutung sind.

Ausbalancieren von Produktionsleistung und Flexibilität

Auch andere Fertigungsherausforderungen in der Automobilproduktion können von der fortschrittlichen Werkzeugmaschinentechnologie von heute profitieren. Jahrzehntelang konzentrierte sich die Automobilindustrie fast ausschließlich auf die Serienfertigung. Der Schwerpunkt lag darauf, möglichst viele Teile zu möglichst niedrigen Kosten herzustellen. Flexibilität spielte nur eine untergeordnete Rolle.

Marktveränderungen haben den Ausgleich des Produktionsvolumens mit der Flexibilität zu einem wichtigen Thema gemacht. Wenn das Volumen in einem Fahrzeugprogramm sinkt, bleibt es notwendig, das Fahrzeug kostengünstig zu produzieren. Erweiterte Produktmixe, die auf Kundenwünsche nach verschiedenen Antriebssträngen und anderen Optionen zugeschnitten sind, erfordern eine hohe Effizienz, unabhängig von der Produktionsmenge.

Flexibilität und Spindelausnutzung sind daher zu den Haupttreibern für das Tiefbohrmaschinendesign geworden. Anstatt einen Blocks mit vier Spindeln zu haben, die Teile heraushauen, bietet eine Zweispindelmaschine mit Drehtisch und X-Y-Positioniersystem eine extrem hohe Spindelauslastung bei gleichzeitiger Flexibilität. Technologie wie das automatisierte Rüsten durch Servobewegung zur Verkürzung der Umrüstzeiten wird auch bei der frühen Konzeptentwicklung der Maschinen berücksichtigt. Diese Systeme ermöglichen es Herstellern, kleine, agile Zellen zu planen und zu implementieren, um große, althergebrachte, hochvolumige Systeme zu ersetzen.

Vorteile des Maschinen- und Vorrichtungsdesigns

Ein neuer Kunde stellte erhebliche Vorteile mit dem Maschinen- und Vorrichtungsdesign von UNISIG fest. Zuvor bearbeitete der Kunde eine anspruchsvolle Teilefamilie auf einer Anlage mit fast 20 Vorrichtungen. Jedes Teil erforderte mehrere Bohrungen mit unterschiedlichen Tiefen und Durchmessern. Eine sperrige, dedizierte Maschine verursachte unnötige Kosten und Engpässe in ihrer Produktion.
UNISIG lieferte eine Maschine, die es dem Unternehmen ermöglicht, das Tiefbohren dieser Teile mit nur zwei Palettenwechselvorrichtungen zu bewältigen die nur die Auswahl eines neuen Teileprogramms erfordern. Durch den Wegfall von Fixierungs,- Einrichtungs- und Programmierzeiten erzielt das Unternehmen bei jedem Maschinenbetrieb erhebliche Einsparungen.

Leichter und doch stärker

Neben den Produktionsvorteilen besteht eine Zukunftschance für Automobilhersteller in der Tiefbohrtechnologie darin, Fahrzeugteile leichter zu machen und dennoch ihre Steifigkeit und Festigkeit beizubehalten oder sogar zu erhöhen. Mit Tiefbohren können dünnwandige Teile wie z.B. Achsen und Kraftübertragungswellen hergestellt werden, die eine deutlich höhere mechanische Integrität und eine bessere Energieeinsparung bieten.

Zum Beispiel macht eine 20-mm-Axialbohrung durch eine schwere Welle mit 30 mm Durchmesser diese viel leichter, während ihre Steifigkeit erhalten bleibt. Diese leichtere Welle hat weniger Rotationsträgheit, was wiederum den Energieverbrauch reduziert. Konstrukteure suchen ständig nach solchen kleinen Effizienzgewinnen und werden nach Wegen suchen, die Leichtigkeit und Steifigkeit im gesamten Automobil zu verbessern.

Als Werkzeugmaschinenhersteller ist es unsere Aufgabe, unseren Kunden zuzuhören, zu verstehen, was sie brauchen, und diese Bedürfnisse zu einer aus Kosten- und Zuverlässigkeitsgesichtspunkten tragfähigen Lösung zu entwickeln. Mit den kontinuierlichen Fortschritten in der Konstruktions-Technologie, im Maschinenbau und im Service ist heute realisierbar, was noch vor drei oder vier Jahren sehr teuer gewesen wäre. Konzepte, die einst etwas weit hergeholt schienen, sind heute weit verbreitet.

Aus diesem Grund konzpieren wir unsere Maschinen so, dass sie sowohl Flexibilität als auch Auslastung bieten, die es unseren Kunden ermöglicht, die erwarteten – aber noch nicht vollständig bekannten – großen Veränderungen in der Automobilindustrie erfolgreich zu bewältigen.