Ausgangslage

Im Hinblick auf das neue Industriezeitalter 4.0, welches von der intelligenten, selbstlernen­den Fertigung mit hochdynamischen Bearbeitungsverfahren und Maschinen geprägt sein wird, hat sich die Hochschule Magdeburg – Stendal und im Speziellen das Institut für Ma­schinenbau das Ziel gesetzt das Verfahren Finishen weiterzuentwickeln. Ein Verfahren, wel­ches aufgrund der bisherigen technischen Möglichkeiten nur für sehr spezielle Aufgaben Anwendung fand.

 

Die Pilotanwender des geplanten Verbundprojektes „KombiFin“ sind die Firmen Zorn Instruments e. K. als Vertreter der Messtechnik, die GMO GmbH ein Unternehmen der La­gerindustrie und die Preuss GmbH als klassischer Lohnfertiger im Maschinen- und Anlagen­bau. Sie stehen für eine Gruppe der kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) in Deutschland, welche durch eine Einzel- bis Kleinserienproduktion, mit flexibel zu gestalten­den Prozessketten und individuellen Kundenwünschen, geprägt ist. Die Qualitätsanforderun­gen an die Erzeugnisse sind dabei ebenso hoch wie in einer Großserienproduktion mit spe­ziell zugeschnittenen Sondermaschinen. Unternehmen dieser Branche sehen sich daher zunehmend gezwungen Aufträge abzulehnen oder extern zu vergeben beziehungsweise in kostenintensive Maschinentechnik zu investieren, deren Auslastung sie nicht gewährleisten können. Um diesen Unternehmen auch zukünftig den Zugang zu Hochtechnologien wie dem Finishen zu sichern, ist eine Verfahrensweiterentwicklung zwingend erforderlich. Die ma­schinelle Ausstattung dieser Unternehmen weist vor allem universell einsetzbare CNC-Bear­beitungszentren auf.

 

Für die drei Pilotanwender im Konsortium KombiFin GMO GmbH, Preuss GmbH und Zorn e.K. ergibt sich folgende Ausgangslage:
 

  • Produktion in geringen Stückzahlen (Losgrößen ab Stückzahl Eins)

  • Hohe Variantenvielfalt auch innerhalb eines Teilespektrums

  • Steigender Zeit- und Kostendruck durch geringe Lohnkosten in den Schwellenlän­dern

  • Der verfügbare Maschinenpark besteht hauptsächlich aus Fertigungsanlagen zur Ab­deckung der gängigen

    spanenden und umformenden Verfahren wie Drehen, Fräsen, Schleifen, Bohren, Biegen oder Prägen.

 

Um zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden, sind vor allem im Bereich der Endbe­arbeitung nach derzeitigem Entwicklungsstand Investitionen in verfahrensspezifische Sondermaschinen notwendig. Neben einem Investitionsaufwand in Höhe von 500.000 bis 750.000 EUR pro Maschine muss das Personal für die neue Maschinentechnik qualifiziert und eingearbeitet werden. Negativ sind weiter die geringe Auslastung und die fehlende Flexibilität einer Sondermaschine für die Einzel- und Kleinserienfertigung


 

 

 

 

Zielbeschreibung

Ziel ist es, die Varianten des Finishverfahrens, in moderne universale CNC-Bearbeitungszentren zu integrieren. Hierdurch wird eine intelligente, wandelbare, effiziente und nachhaltige Lösung für die Einzel- und Klein­serienproduktion geschaffen.

Lösungsweg

Die Herausforderung des Konsortium besteht darin, Werkzeugsysteme zu entwickeln, welche es ermög­lichen Produkte auch in kleinen und mittleren Stückzahlen mit höchsten Qualitätsansprüchen in Form und Oberflächengüte durch Kombinationsprozesse auf CNC-Standardmaschinen herzustellen. Die konkrete Problemlage soll im Folgenden anhand von definierten Referenz­teilen der drei Endanwender des Projektes aufge­zeigt werden.

 

Lösung für eine flexible Bearbeitung ist die Zusammenführung von Vor- und Endbearbei­tungsverfahren in einer Grundmaschine. Dabei soll im Rahmen dieses Projektes kein ei­genes Maschinenkonzept entstehen, sondern eine Verfahrensintegration in bestehende CNC-Bearbeitungszentren durch kompakte und modulare Finisheinheiten erfolgen. Folgende Entwicklungsschritte werden umgesetzt:.

  • Entwicklung einer Grundsatztechnologie

  • Konstruktion und Fertigung von Finishwerkzeugen

  • Generierung von Hardwarelösungen

  • ​Generierung von Softwarelösungen

  • ​Steuerungs- und Reglungsstrategien

  • Maschinenanpassungen