Präzise Blechbearbeitung in der vierten industriellen Revolution

 

„Digitalisierung” ist der Inbegriff der heutigen Fertigungsindustrie. Menschen, Maschinen und Prozesse wurden kombiniert und avancierten zu einem festen Bestandteil der so genannten intelligenten Fabriken. Industry 4.0 beherrscht die gesamte verarbeitende Industrie, einschließlich der Präzisionsblechbearbeitung, die besonders anfällig für die Umsetzung der Werkzeuge der vierten industriellen Revolution ist. Es ist diese Strategie, die auf dem Paradigma der personalisierten Massenproduktion basiert, bei der es notwendig ist, nicht traditionelle Methoden der Herstellung von Blechprodukten nach den individuellen Anforderungen eines bestimmten Kunden zu entwickeln.

High Mix, Low Volume

Die vierte industrielle Revolution, die sich vor unseren Augen abspielt, zielt in erster Linie darauf ab, die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit durch die Integration moderner Produktionstechniken mit neuen Informations- und Kommunikationstechnologien zu stärken. Heute sind kurze Produktionszeiten in der Fabrik und häufige Lieferungen, kleine Chargen und die Produktion in kürzester Zeit die wichtigsten für den Markt. Das übergeordnete Ziel der produzierenden Unternehmen sollte auf der Verwaltung kleiner und schnell wechselnder Chargen basieren, die auf schnelle Reaktionszeiten und kurze Prozesszeiten ausgerichtet sind. Gegenwärtig sollten die wichtigsten für die Unternehmen eine hohe Produktionseffizienz, niedrige Maschinenrüstkosten, Investitionen in Technologien, die Gewährleistung einer angemessenen Qualität und Flexibilität der Produktion sein. Wie kann dies erreicht werden?

Smart Factory

Der starke Wettbewerb auf dem Markt und die ständig wachsenden Kundenerwartungen machen es notwendig, nicht nur die Effizienz der Produktion zu erhöhen, sondern auch einen Weg zu finden, sie zu personalisieren, d.h. kleine Serien herzustellen, die auf die Bedürfnisse eines bestimmten Kunden zugeschnitten sind. Eine präzise Blechbearbeitung sollte sich daher durch perfekte Genauigkeit und hohe Geschwindigkeit bei der Herstellung von kurzen Produktserien unter Beibehaltung der gewünschten Endparameter des Elements auszeichnen. Der Preis solcher Produkte muss auch im Verhältnis zum Massenproduktionsangebot attraktiv sein.

Ein wesentliches Mittel, um diese Ziele zu erreichen, ist die Digitalisierung und Computerisierung der Produktion, um Intelligente Fabriken zu schaffen und zu entwickeln, in denen Maschinen miteinander kommunizieren und algorithmusbasierte autonome Entscheidungen treffen. Die Interaktion zwischen ihnen und den Menschen in den verschiedenen Produktionsstadien wird zu einem integralen Bestandteil des gesamten Fertigungsprozesses. Solche Lösungen ermöglichen eine voneinander abhängige Optimierung aller Produktionsstufen sowie eine effizientere und schnellere Produktion, was zu einer größeren Flexibilität der Lieferkette führt.

Präzise 3D-Bearbeitung

Fast die Hälfte der Produkte und Elemente aus Metallblechen bestehen aus rostfreiem Stahl und hochwertigem Aluminium. Für ihre Herstellung werden Spezialmaschinen und Werkzeuge verwendet, die von hochqualifizierten Fachleuten bedient werden.

Die Programmierung von Maschinen und der Einsatz von Spezialwerkzeugen sind hier wichtig. Der Programmierungsprozess muss auf einem digitalen 3D-Modell basieren, während die Werkzeuge durch eine Konstruktionsanpassung ersetzt werden müssen. In ähnlicher Weise müssen Schweißschablonen  auf einem neuen Ansatz zur Automatisierung des Schweißprozesses unter Verwendung eines digitalen 3D-Modells des Produkts basieren.

Die intelligente Blechteileproduktion als Smart Factory sollte auf der Smart Quick Small Lot Production (SQSLP) basieren, wo Folgendes gilt:

  • Smart – bedeutet ein automatisiertes System, das auf digitalen 3D-Modellen von Produkten basiert.
  • Quick – setzt auf eine systemoptimierte Auftragsdurchlaufzeit, ohne Produktionsausfall und ist gleichzeitig auf eine kontinuierliche Verbesserung der Lieferkette ausgerichtet,
  • Small Lot – betrifft ein Produktionssystem, das genau die vom Kunden benötigte Menge an Produkten liefert, ohne die Stückkosten zu beeinflussen.

Auf den Bruchteil eines Millimeters genaue Bearbeitung

Es ist wichtig, in der Präzisionsblechbearbeitungsprozess eine Spahnabhebende Abteilung zur Verfügung zu haben, die den Lieferkettenservice für Kleinserien erheblich verbessert und die höchste Qualität der hergestellten Produkte garantiert. Der gesamte Bearbeitungsprozess muss dank moderner CNC-gesteuerter Maschinen voll automatisiert sein.

Der Einsatz von CNC-Maschinen für die Spahnabhebende-Bearbeitung, aber auch für das Schneiden, Stanzen oder Schweißen, ermöglicht eine präzisere Bearbeitung mit einer Genauigkeit bis auf den Bruchteil eines Millimeters, eine einwandfreie Wiederholbarkeit bei identischen Parametern und Eigenschaften sowie eine Verkürzung der Zeit der
Teileausführung.

Automatisierung unter voller Kontrolle

Die Herstellung verschiedener kurzer Serien aus Blechbögen ist ein vollautomatischer Produktionsprozess, der eine schnelle Zuführung der Bleche zu Laserschneidern und Pressen durch numerisch gesteuerte Maschinen ermöglicht. Die mit Punkt- und Buckelschweißmaschinen ausgeführte Schweißverbindungen werden kontinuierlich auf Fehler oder Schäden an den Verbindungen und am Bearbeitungsmaterial überwacht.

Ein wichtiger Aspekt der Präzisionsblechbearbeitung ist das innovative Laserschweißen. Die moderne Methode des Laserstrahlschweißens mit automatischer variabler Brennweitenregelung erlaubt es, die Qualität der Schweißnaht vollständig zu optimieren. Die hohe Leistungsdichte und der automatisierte Laser-Schweiß-Kopf gewährleisten ein  schnelles, aber dennoch präzises Schweißen mit hoher Geschwindigkeit, selbst bei schwer schweißbaren Materialien.

Das Konzept der Flexibilität

Industrie 4.0 beeinflusst das Entstehen innovativer Produktionsmethoden, neuer Geschäftsmodelle und innovativer Produktionssektoren. Was vor einem Jahr in der Präzisionsblechbearbeitung erfolgreich war, kann heute gewissermaßen als veraltet angesehen werden. Derzeit wird die überwiegende Mehrheit der technologischen Investitionen in intelligente Produktionsprozesse, wie z. B. autonom arbeitende Anlagen, getätigt. Dadurch kann eine kontinuierliche Optimierung der Produktionsprozesse erreicht werden.

Eine Schlüsselfrage für den Präzisionsblechbearbeitungssektor bleibt die Flexibilität, verstanden als die Fähigkeit, Produkte in unterschiedlichen Mengen und zu unterschiedlichen Zeiten in einem vollautomatischen Prozess herzustellen.

 

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