Energie und Umwelt

Während bis vor wenigen Jahren die Argumente »Produktivität« und »Genauigkeit« im Fokus der Maschinenentwicklung standen, gewinnen zunehmend die Themen »Umweltfreundlichkeit« und »Energiesparsamkeit« an Bedeutung.

Umweltschutz versteht sich dabei nicht als zusätzliche Kosten und Aufwendungen sondern als Einsparpotenzial beim Energie- und Ressourcen-verbrauch während der Herstellung, im Betrieb und der Entsorgung und trägt damit zur Wirtschaftlichkeit der Anlagen bei.

Steigende Variantenvielfalt der Produkte, kürzere Produktlebenszyklen und stark schwankende Losgrößen verändern nicht nur die Konzeption neuer 

Werkzeugmaschinen, sondern auch ihre zeitliche Einsatzfähigkeit.

Die bisher verbreiteten Fertigungsmittel nach dem Linear- und Rundtaktprinzip sind zwar aufgrund ihrer spezialisierten Konzeption hochproduktiv, eine Wiederverwendung bei einem Produktwechsel ist aber kaum möglich und damit der Ressourcen-verbrauch bei immer kürzer werdenden Innovations-zeiten enorm.
Aktuelle Lösungsansätze auf der Basis von voll-flexiblen Bearbeitungszentren (BAZ) lösen in vielen Industriebereichen diese Art von Maschinen-konzeption ab. Aber nicht in jedem Fall stellen sie ein Optimum dar: Geringe Produktionskapazitäten, hohe Durchlaufzeiten, kostenintensive Anschaffung und ein hoher Energieverbrauch sind bei vielen die Regel

Ein realisiertes Beispiel aus der Praxis verdeutlicht diesen Zusammenhang: Zur gleichzeitigen Fertigung zweier Gehäuse einer Tandempumpe erforderte die voll-flexible Lösung fünf BAZ; die Produktion mit Fertigungsmodulen reduzierte dagegen die Anzahl der anzuschaffenden Maschinen auf zwei Stück.

Mittlerweile setzt der Kunde acht Fertigungsmodule in seinem Betrieb ein, was auf der Basis von BAZ
20 Maschinen bedeutet hätte.

Material, Energie, Betriebs- und Hilfsstoffe, Emissionen und nicht zuletzt Hallenkapazitäten für
insgesamt 12 Maschinen wurden eingespart.

Neben den Einsparungen an Ressourcen und Energie durch einen verkleinerten Maschinenpark bietet die Ausführung des Fertigungsmoduls viele weitere Vorteile: Frei nach dem Motto „Alles was nicht vorhanden ist, kann weder kaputt gehen noch etwas kosten." benötigt ein Fertigungsmodul im Produktionsprozess

• keinen Werkzeugwechsler
• kein Werkzeugmagazin
• keine aufwändigen Stahlabdeckungen
• keine Energieführungsketten
• keine Reihenendschalter
• keine Beschleunigungen / Verzögerungen am technologischen Grenzbereich

Insbesondere der Punkt »Beschleunigung/ Verzögerung« ist ein Grund für den hohen Energie-bedarf bei BAZ. Durch den Werkzeugwechsel ist eine Spindelverzögerung aus höchsten Drehzahlen in kürzest möglicher Zeit und eine ebenso hohe Beschleunigung von 0 auf die Bearbeitungsdrehzahl notwendig.
Zur Beherrschung dieses enormen Energie-

einsatzes sind darüber hinaus leistungsstarke Kühlaggregate erforderlich, die wiederum zusätzlich einen entsprechenden Energiebedarf bedeuten.

Ganz anders das Fertigungsmodul: Aufgrund der Tatsache, dass jedes Werkzeug seine eigene Spindel erhält, entfällt der Werkzeugwechsel komplett.

Daraus ergeben sich folgende Vorteile:

• optimale Auslegung der Spindelgröße zum Werkzeug
• optimale Auslegung für den Bearbeitungsprozess
• keine hohen Beschleunigungen / Verzögerungen erforderlich, da Spindeln vorausschauend betrieben werden.

Das heißt: hohe Lebensdauer und geringst möglicher Energieaufwand.

Alles in allem ist uns zur Zeit kein Maschinensystem bekannt, dass Energie effizienter in Nutzen umwandelt als das Fertigungsmodul.