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Strukturbauteile und E-Mobilität im Fokus: Neues BAZ für großvolumige Leichtmetallbearbeitung

Das starke Wachstum der Elektromobilität verändert die weltweite Automobilindustrie grundlegend und stellt auch den deutschen Maschinen- und Anlagenbau vor neue Herausforderungen. Auf lange Sicht gesehen entfallen verschiedene Bauteilkategorien am Fahrzeug. Durch die Entstehung immer effizienterer Hybridmotoren und BEV-Vehicles wird sich die Anzahl an Fahrzeugkomponenten jedoch erhöhen und neue Bauteile entstehen. Mit einer Weiterentwicklung der Produkttechnologie im Bereich der großvolumigen Leichtmetallwerkstücke ist die Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW) für die Entwicklungen in der Elektromobilität bereits heute gerüstet.

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SW hat für die spanende Bearbeitung von E-Auto-Bauteilen ein spezielles Bearbeitungszentrum entwickelt: Die BA W08 ist für die 4- und 5-achsige Bearbeitung von sehr großen Leichtmetallwerkstücken wie Strukturbauteilen ausgelegt und kann Werkstücke ein- oder zweispindlig bearbeiten.

SW hat für die spanende Bearbeitung von E-Auto-Bauteilen ein spezielles Bearbeitungszentrum...

„Immer mehr Automobilhersteller bieten Hybrid- und/oder Elektrofahrzeuge an. Für die Maschinenhersteller bedeutet das, dass ihr Maschinenpark auch die spanende Bearbeitung von E-Auto-typischen Fahrzeugteilen wie Strukturbauteilen abdecken muss“, erklärt Reiner Fries, Geschäftsführer Vertrieb bei SW. Aktuell greifen OEM-Zulieferer auf BAZ zurück, die für die Bearbeitung von Großmotoren bestimmt und damit für eine schwere Zerspanung konzipiert sind. Deren Antriebstechnik ist auf hohe Antriebskräfte ausgelegt und entsprechend langsamer und weniger dynamisch. Im Vergleich zu großen Komponenten für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren gleicht die Bearbeitung von großvolumigen Strukturbauteilen aber der normalen Leichtmetallbearbeitung. Hier eignen sich hochdynamische, schnelle Maschinen, die lange Strecken in möglichst kurzer Zeit zurücklegen, deutlich besser. Die Maschinenserie mit Linearmotoren von SW eignet sich für diese Marktanforderungen und ist bei der Bearbeitung von Leichtmetallen schon lange in der Branche bekannt.

BA W08-12: Leichtmetallwerkstücke und Strukturbauteile

Um diesen veränderten Anforderungen gerecht zu werden, hat SW nun die BA W08-12 entwickelt. Dabei handelt es sich um ein einspindliges, horizontales Bearbeitungszentrum, das für die 4- und 5-achsige Bearbeitung von sehr großen Leichtmetallwerkstücken, beispielsweise Batteriegehäusen, ausgelegt ist. Wie alle SW-Maschinen zeichnet sich das BAZ durch den Monoblock aus, der die Durchbiegung minimiert und einen optimalen Kraftfluss zwischen Bearbeitungseinheit und Werkstückträger gewährleistet. Außerdem verfügt das BAZ über eine masseoptimierte Bearbeitungseinheit in „Box-in-Box“-Ausführung, die für hochdynamische Zerspanoperationen im Leichtmetallsektor konzipiert wurde und rückseitig in den Monoblock eingesetzt werden kann. Linear- und Torquemotoren in den
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Um den bereits durch die Reduktion auf eine Spindel gewonnenen Raum für Werkstücke weiter zu erhöhen, hat SW eine Träger-Version mit Aussparung konzipiert: Sie ermöglicht mehr Flexibilität im Hinblick auf die Form von Werkstücken.

Um den bereits durch die Reduktion auf eine Spindel gewonnenen Raum für Werkstücke...

Vorschubachsen garantieren höchste Dynamik und kürzeste Nebenzeiten, der Gantry-Antrieb der Y-Achse eine optimale Positioniergenauigkeit auch bei außermittiger Belastung. Eine weitere wesentliche Komponente des BAZ ist der Doppelschwenkträger, der mit zwei unabhängigen Rundachsen ausgestattet ist und ein hauptzeitparalleles Be- und Entladen ermöglicht. „Während der Bearbeitung wird der Doppelschwenkträger in einer Hirth-Verzahnung hydraulisch verriegelt und die Rundachsen mit einer Sicherheitsklemmung fixiert“, erläutert Fries. Die Geometrie der Rundachsen erlaubt eine Beladung der Maschine in ergonomisch günstiger Höhe. Bei Bedarf können direktangetriebene Planetenmodule aufgebaut werden, was eine 5-achsige Bearbeitung ermöglicht.

Zudem garantiert das Rundtischkonzept zusammen mit der horizontalen Spindelanordnung einen freien Spänefall. Da sich die BA W08-12 zusätzlich durch eine ausgeklügelte Spülung im Bearbeitungsraum auszeichnet, ist nahezu ausgeschlossen, dass Späne am Werkstück anhaften oder liegen bleiben und dessen Qualität oder weiteres Handling beeinträchtigen. Da die Werkstücke aber noch größer werden dürften, und dann nicht mehr auf die W08 passen, arbeitet SW an einer noch größeren Maschine. „Diese wird natürlich alle Erfahrungen und Vorteile der SW-Maschinen an Bord haben. Dazu zählen zum Beispiel die zwei Paletten, horizontale Spindeln und Linearmotortechnik“, verrät Fries.

Flexibilität dank ausgespartem Doppelschwenkträger

Bis dahin bietet die BA W08-12 für die Aufnahme von Werkstücken und Vorrichtungen einen Störkreis mit Durchmesser 950 mm und einer Länge von 1.710 mm (500 l Volumen). Im Vergleich zur zweispindligen BA W08-22 erhöht sich der Verfahrweg in der X-Achse um 700 mm,
wodurch die Bearbeitungsreichweite für Werkstücke nahezu verdoppelt wird. Dieser kann je nach Werkstückdesign und Spannsituation voll genutzt werden. Um noch mehr Flexibilität im Hinblick auf die Bauteilgröße und -form zu erzielen, hat SW einen Doppelschwenkträger mit Aussparung entwickelt: Durch diesen können auch besonders bauchige Teile in der Horizontalen gedreht werden. „Durch die Modifikation unseres Maschinenkonzepts können wir den Anforderungen von vielen neuen Fahrzeugteilen im Bereich der Hybrid- und Elektromobilität gerecht werden“, erläutert Fries.

Es können Teile von bis zu 1.300 x 400 x 300 mm (L x B x H) in der Horizontale gedreht werden. Bei größeren oder kleineren Abmessungen in der Länge oder Breite kann sich die jeweils andere Dimension ändern, das heißt ein Werkstück könnte beispielsweise auch die Maße 1.000 x 700 x 300 mm besitzen.

Nach- und umrüstbares System

Dieser Platzvorteil kann auch dann genutzt werden, wenn Unternehmen bereits eine BA W08-12 im Maschinenpark haben: Der Q-Träger lässt sich bei diesen Maschinen austauschen und durch einen Q-Träger mit Aussparung ersetzen, so dass die Stillstandzeit wegen Umbau auf ein Minimum reduziert wird. Die SW-Maschine zeichnet sich jedoch nicht nur durch hohe Flexibilität bei großen Bauteilen aus. Eine einspindlige BA W08 ließe sich sogar in eine zweispindlige Maschine umrüsten; nach einem Austausch der 3-Achs-Einheit kann das BAZ dann auch genutzt werden, um kleinere Bauteile in hoher Ausbringung zu produzieren.

SW hat für die spanende Bearbeitung von E-Auto-Bauteilen ein spezielles Bearbeitungszentrum entwickelt: Die BA W08 ist für die 4- und 5-achsige Bearbeitung von sehr großen Leichtmetallwerkstücken wie Strukturbauteilen ausgelegt und kann Werkstücke ein- oder zweispindlig bearbeiten.
Um den bereits durch die Reduktion auf eine Spindel gewonnenen Raum für Werkstücke weiter zu erhöhen, hat SW eine Träger-Version mit Aussparung konzipiert: Sie ermöglicht mehr Flexibilität im Hinblick auf die Form von Werkstücken.
Beim Batteriegehäuse sind insgesamt vier verschiedene Komponenten zu bearbeiten. Bei der SW-Maschine kann dies 4-achsig in einer Aufspannung durchgeführt werden. Da die Spannvorrichtungen die Möglichkeit haben, die zu bearbeitenden Werkstücke auf der Ober- und Unterseite der Grundplatte aufzunehmen, ergeben sich auf den zwei Rundtischen insgesamt vier Spannnester für vier Bauteile.


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