TIME realisiert automatisiertes Schweißkonzept für Automobilzulieferer für längere Werkzeuglaufzeiten, weniger Rüstzeiten, mehr Qualität
Werkzeuge zur Herstellung von Zahnrädern für LKW- und PKW-Getriebe unterliegen großen mechanischen Belastungen. Vor dem Schmiedeprozess muss das geglühte Stangenmaterial mit bis zu 80 mm Durchmesser entsprechend abgelängt werden. Dazu werden Rund- und Halbrundmesser eingesetzt, die einem hohen Verschleiß unterliegen. Nach durchschnittlich 40.000 Schervorgängen wurden diese Warmschermesser mit einem manuellen WIG-Prozess auftraggeschweißt, mechanisch bearbeitet und wieder eingesetzt – mehrere tausend Stück pro Jahr.
An der Frage, ob sich dieser Prozess des Auftragschweißens automatisieren lässt, waren zuvor bereits Beratungsunternehmen gescheitert. Im Rahmen der Förderung des Moduls „go-effizient“ der deutschen Materialeffizienz-Agentur wurde die TIME als autorisierter Berater beauftragt, um die Rohstoff- und Materialeffizienz und letztendlich die Produktivität des Prozesses zu steigern.
Das zunächst angedachte Laserschweißen entpuppte sich als zu teuer. Also favorisierte TIME einen modernen MIG-Prozess in Kombination mit einem Roboter. Die Versuche wurden ein- und zweilagig ausgeführt und bewertet. Eine besondere Herausforderung waren dabei die Brennerstellung und die Drahtvorschubgeschwindigkeit, weil sie starken Einfluss auf die Rußbildung, die Rauheit und die Schuppung der Nahtoberfläche haben.
Fazit: Die Aufgabe kann mit einem 6-Achsen Knickarmroboter, einem Werkstück-Positionierer sowie einer korrespondierenden Schweißanlage erfüllt werden. Aus den erreichbaren Einsparpotenzialen für Energie, Materialien, Rüstzeiten und weniger Nacharbeit errechnete TIME, dass sich der Schweißroboter in ein bis zwei Jahren amortisiert. Denn in der Praxis halbieren sich Strombedarf, Schweißzusatzmaterial und mechanische Nachbearbeitung. Um 30% werden die Nachrüstzeiten in der Fertigung reduziert. Unter dem Strich ergeben sich jährliche Einsparmöglichkeiten im sechsstelligen Bereich. Und für die Umwelt wird auch etwas getan: Die neue Schweißanlage kann den CO2-Ausstoß um 340.000 kg im Jahr reduzieren.
