Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Optimierte Komplettbearbeitung von Windkraftkomponenten

27.01.2010
Bei der Optimierung der Komplettbearbeitung von Planetenträgern für Windkraftanlagen wurde nicht nur die eigentliche Zerspanung betrachtet, sondern auch das gesamte Produktionsumfeld. Am Ende hatten sich pro Werkstück die Zeiteinsparungen auf über 200 Minuten aufsummiert.

Die stark gestiegenen Energiepreise haben weltweit zu einem Boom bei erneuerbaren Energien beigetragen. Dies spürt auch die Windenergiebranche in Deutschland: Ende 2008 beschäftigte die Industrie bereits 90 000 Mitarbeiter, die knapp 30% der weltweit produzierten Windkraftanlagen herstellten. Prognosen gehen von einem Investitionsvolumen von 35 Mrd. Euro bis zum Jahr 2020 aus.

Boom bei Windenergie macht Produktivitätserhöhung notwendig

Von den seit Jahren steigenden Investitionen in erneuerbare Energien profitiert auch die Flender-Gruppe, einer der weltweit führenden Hersteller von Komponenten der mechanischen und elektrischen Antriebstechnik. Im Werk Chemnitz/Wittgensdorf stellt Flender Guss unter anderem Planetenträger für Windkraftanlagen her – von der Gussform bis zur mechanischen Komplettbearbeitung.

Um das Produktivitätspotenzial noch besser auszuschöpfen, hat Flender gemeinsam mit Sandvik Coromant ein Productivity Improvement Program (P.I.P.) durchgeführt mit dem Ziel, Stückkosten zu senken, den Deckungsbeitrag zu erhöhen und die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern.

Hohe Nachfrage erfordert nachhaltige Steigerung der Produktivität

Die anhaltende Nachfrage der Windkraftanlagenhersteller führte immer wieder zu Kapazitätsengpässen. Die hohe Auslastung in der Vergangenheit ließ Flender allerdings kaum Zeit, nachhaltigere Lösungen zur Steigerung der Produktivität zu implementieren.

Fehlende Kapazitäten in der eigenen Gießerei konnten zwar durch externe Zulieferer abgefedert werden, ein entscheidender Engpass zeigte sich jedoch bei der Komplettbearbeitung der Planetenträger für Windkraftanlagen auf vier Carnaghi-Karusselldrehmaschinen. Die Durchlaufzeiten waren teilweise zu lang, die Stillstandszeiten zu hoch und Bestände an nicht fertig bearbeiteten Werkstücken behinderten einen reibungslosen Betriebsablauf.

Produktivitätssteigerung ist mehr als höhere Zerspanleistung

Aufgrund der positiven Erfahrungen aus der Zusammenarbeit mit Sandvik Coromant bei einem anderen P.I.P.-Projekt im Flender-Werk Bocholt entschied man sich für die erneute Zusammenarbeit. Dazu beigetragen hat sicher auch die Erkenntnis, dass Sandvik Coromant bei diesen Projekten ganzheitlich nach Möglichkeiten zur Produktivitätssteigerung sucht. Das bedeutet, dass nicht nur die eigentliche Zerspanung betrachtet wird, sondern auch das gesamte Produktionsumfeld inklusive der dazugehörigen Arbeitsabläufe.

Denn eine ausschließliche Produktivitätssteigerung der Werkzeuge hätte im vorliegenden Fall nur einen Teil der notwendigen Ressourcen für eine Erhöhung der Produktivität freigesetzt. Nicht wertschöpfende Tätigkeiten verdienen besondere Aufmerksamkeit, denn nur produzierende Maschinen verdienen Geld und beeinflussen direkt die Gewinnmargenentwicklung des Unternehmens.

Ergebnis des gemeinsamen Projekts Planetenträger: eine um 17% reduzierte Durchlaufzeit und damit jährliche Kosteneinsparungen in Höhe von 360000 Euro. In einem Folgeprojekt zur Bearbeitung von Getriebegehäusen lag die Durchlaufzeit zum Projekt-ende 21% unter dem Ausgangswert. Einsparungen, die sich aus dem zusätzlichen Deckungsbeitrag ergeben, sind dabei nicht mit einbezogen.

Schwerpunkt auf dem Einsatz effektiverer Schneidstoffe

Bei der Analyse und Dokumentation des Ist-Zustandes ist es besonders wichtig, dass der Prozess von Vertrauen und Offenheit geprägt ist. Denn nur dann, wenn die wirklichen Schwachstellen bekannt sind, kann die Optimierung effizient sein. Wichtig ist, dass die betroffenen Mitarbeiter und Maschinenbediener vom Start weg in das Projekt eingebunden werden.

Während der Bearbeitung in den Karusselldrehmaschinen werden die Planetenträger geschruppt, vorgeschlichtet und feinbearbeitet. Das Hauptaugenmerk galt zunächst dem Einsatz effektiverer Schneidstoffe.

Spezielle Hartmetall-Wendeschneidplatten machen das Schruppen produktiver

Beim Schruppen erfolgte die gezielte Optimierung durch speziell für Flender gefertigte Hartmetall-Wendeschneidplatten der Schneidstoffsorte GC3215. Beim Vorschlichten und Schlichten werden seitdem verschleißfeste Hartmetallsorten mit Wipergeometrie eingesetzt. Zudem wurden die Aufmaße geändert.

Der eingesetzte Scheibenfräser wurde durch den leistungsfähigeren Coro-Mill 331 ersetzt, der auf einem schwingungsgedämpften Aufnahmedorn montiert ist und damit Rattermarken vermeidet. Bestückt mit neuen Hartmetallsorten konnte die Oberflächenqualität trotz des höheren Vorschubes verbessert werden.

Durch den Einsatz eines Bohrers mit integriertem Fasteil konnte beim Bohren ein Werkzeug eingespart werden, was einen weiteren Produktivitätsgewinn erbrachte. Pro Werkstück wird durch die Summe der Verbesserungen bei der Zerspanung eine Einsparung von 125 Minuten erreicht – das ergibt pro Monat eine freie Kapazität von 187,5 Stunden.

Umfeldarbeiten und Nebenzeiten lagen ebenfalls im Fokus

Umfeldarbeiten machen bei der Planetenträgerfertigung die Hälfte des Arbeitsprozesses aus. Dort war die Frage zu klären, wann und warum die Maschine steht und wie diese Stillstandszeiten effektiv bekämpft werden können. Zu den Ergebnissen der Arbeitsumfeldverbesserung zählen ergonomischere Arbeitsabläufe mit kürzeren Wegen, beispielsweise ein neuer Arbeitsplatz zur Bestückung des Werkzeugmagazins sowie zum Wechsel der Wendeschneidplatten und der Werkzeugvoreinstellung.

Der Wendeplattenwechsel kann durch den kürzeren Weg zur Werkzeugvorbereitung laufzeitparallel durchgeführt werden, außerdem kommen bereits komplett vorbereitete Schwesterwerkzeuge zum Einsatz. Die Prüfung beim Werkstückwechsel wird ebenfalls laufzeitparallel vorgenommen, genau wie die Kranbefestigung der Werkstücke zum Werkstückwechsel.

Um den Maschinenbedienern zudem von jeder Arbeitsposition die Information über den aktuellen Zustand der Maschine zu ermöglichen, wurde eine weithin sichtbare Warnleuchte an jeder der vier Carnaghi-Maschinen installiert. Die Verbesserungen im Zerspanungsprozess gestatten es außerdem, weniger Messvorgänge durchzuführen, weil die Prozesssicherheit gesteigert wurde. In der Summe tragen diese Maßnahmen bereits erheblich zur Reduzierung der Nebenzeiten bei und ermöglichen es dem Bediener, durch reduzierte und kürzere Wege konzentrierter zu arbeiten.

Zugang zur Werkzeugmaschine erleichtert

Darüber hinaus wurden Ausstattungsdetails optimiert, zum Beispiel durch die Einführung von neuen Podesten für den leichten und sicheren Zugang zur Maschine sowie Halterungen für Reinigungswerkzeuge und Besen. Durch diese Maßnahmen im Arbeitsumfeld konnten im Vergleich zu vorher weitere 80 Minuten pro Planetenträger eingespart werden, was sich auf 115 Stunden im Monat summiert.

Mit dem bereits erreichten erheblichen Produktivitätsgewinn geben sich Sandvik Coromant und Flender aber nicht zufrieden. Bei genauer Betrachtung der Gesamtanlageneffizienz und der vorhandenen Prozesse hat sich weiteres Optimierungspotenzial gezeigt.

Weitere Einsparpotenziale ermittelt

Theoretisch ist die zusätzliche Einsparung weiterer hundert Stunden pro Monat möglich. Dies betrifft zum Beispiel den Umbau der Frässpindel, um eine höhere Spannkraft und damit höhere Vorschübe zu erzielen. Der bisherige Erfolg hat die beiden Unternehmen ermutigt, den Optimierungsprozess fortzuführen.

Claus Ehlers ist Productivity Team Leader bei der Sandvik Tooling Deutschland GmbH, Geschäftsbereich Coromant, 40549 Düsseldorf.

Claus Ehlers | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/zerspanungstechnik/articles/247469/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Untersuchung klimatischer Einflüsse in der Klimazelle - Werkzeugmaschinen im Check-Up
01.02.2018 | Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik

nachricht 3D-Druck von Metallen: Neue Legierung ermöglicht Druck von sicheren Stahl-Produkten
23.01.2018 | Universität Kassel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Highlight der Halbleiter-Forschung

20.02.2018 | Physik Astronomie

Wie verbessert man die Nahtqualität lasergeschweißter Textilien?

20.02.2018 | Materialwissenschaften

Der Bluthochdruckschalter in der Nebenniere

20.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics