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Minimalmengenschmierung im Kontext der Elektromobilität

Zerspanungsinnovationen im Fokus der Elektromobilität – Chancen und Impulse für die Zerspanung

Dramatische Luftverschmutzungen in einigen Megacitys, eingeschränkter Zugang zu Großstädten und sogar das potentielle Verbot von konventionellen Fahrzeugen gab der bisherigen trägen Umstellung auf Elektromobilität einen erheblichen Schub. Insbesondere werden nicht nur Hybridfahrzeuge, sondern auch die batterieelektrisch angetriebenen Personenwagen bemerkenswerte Registrierungszahlen in naher Zukunft erreichen. Diese Vorhersage wird die zerspanende Industrie erheblich beeinflussen. Nur mit Zerspanungsinnovationen kann dieser Entwicklung positiv begegnet werden, so dass dadurch Chancen und Impulse entstehen werden.

Die Innovationszyklen im zerspanenden Gewerbe werden bereits seit Jahren immer kürzer. Infolge der Digitalisierung und dem Wandel zur Elektromobilität beschleunigt sich das Innovationsgeschehen nochmals. Damit werden Agilität in Entwicklung und Produktion und entsprechend höhere und dynamische FuE-Investitionen zur Herausforderung für die zerspanende Industrie, ebenso benötigt es innovative Zerspanungsansätze. Nicht zuletzt steht vor allem bei der automobilbezogenen Zerspanungsindustrie die starke Beobachtung der Entwicklung bei den Kunden, also den Autoherstellern und der entsprechenden Wertschöpfungskette, hoch oben auf der Agenda. Speziell auf die Prozesse und Produkte der Unternehmen im Bereich der Zerspanung wirkt sich der absehbare Wandel hin zur Elektromobilität bzw. alternativen Antriebskonzepten stark aus. Wenn der Verbrennungsmotor mittelfristig vom Elektroantrieb abgelöst bzw. alternativ Hybridlösungen kommen, dann werden sich die Produktions- und Fertigungsprozesse radikal verändern und in Summe wird dadurch weniger zerspant. Bei der Produktion des Antriebsstrangs für das Elektroauto liegt die Zerspanungsleistung um rund 60-70 Prozent unter dem Verbrenner, weil der elektrische Antriebsstrang wesentlich weniger mechanisch hochbeanspruchte Komponenten und deutlich weniger rotierende Bauteile aufweist. Parallel wird bei Elektroautos der Leichtbau eine immer größere Rolle spielen und entsprechend wird sich die Zerspanungstechnologie darauf ausrichten müssen. Im Zuge der Dynamisierung der Diskussion ums Elektroauto (umwelt- und klimapolitische Vorgaben und Ziele, Ankündigungen der Autohersteller für die nächsten Jahre) sieht sich die automobilbezogene Zerspanungsindustrie zunehmend vor hohe Herausforderungen gestellt.

In ihrer strategischen Ausrichtung zielt die zerspanende Industrie aktuell vermehrt auf einen Abbau der Abhängigkeit vom konventionellen Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen. Konkrete Anpassungsstrategien nehmen z. B. den Produktions- und Fertigungsprozess von Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs bzw. des Elektroautos ins Visier (bspw. stärkere Ausrichtung auf Zerspanungstechnologien im Bereich von neuen Werkstoffen im Multimaterialmix) oder es wird eine Diversifizierung in Wachstumsfelder abseits der Autoindustrie verfolgt (bspw. in Richtung Medizintechnik, erneuerbare Energien oder andere aufkommende Produktions- und Fertigungsfelder). Darüber hinaus kann die Ausrichtung der zerspanenden Industrie auf eine ökologische und ökonomische Prozess- und Fertigungstechnologie eine unterstützende Maßnahme sein und somit als Chance und Impuls gesehen werden.

Die aktuellen Diskussionen im Kontext der veränderten Antriebskonzepte und hinsichtlich energieeffizienter und ressourcenschonender Fertigungsstrategien bringen die MMS-Technologie derzeit wieder in den Focus möglicher Bearbeitungsstrategien. Für immer mehr Firmen gewinnt das Thema MMS-Bearbeitung bei den Überlegungen zu Kosten, Effizienz und Umweltverträglichkeit deshalb eine größere Bedeutung. Dies gilt für Erstausrüster ebenso wie für die Endanwender. Da an diesem Thema schon Jahrzehnte lang gearbeitet wird, gibt es in der MMS-Bearbeitung genügend Entwicklungen, die man bei seriöser Abwägung der vorhandenen Möglichkeiten heute nicht mehr außer Betracht lassen darf. Denn inzwischen gibt es insbesondere für die zerspanende Bearbeitung gut funktionierende MMS-Systeme. Zusätzlich lassen gesetzliche Änderungen (z. Bsp. Reach, CO² Reduktion, usw.) manche Unternehmen über bestehende Prozesse nachdenken. Dass es andere Möglichkeiten gibt und eine große Anzahl von Zerspanungsaufgaben in nahezu trockener Arbeitsweise bzw. mit MMS möglich ist, zeigen die aktuellen technischen Entwicklungen im Bereich der MMS-Technologie. Die Minimalmengenschmierung stellt in der zerspanenden Bearbeitung einen innovativen Schritt in der Weiterentwicklung von Fertigungsprozessen dar. Produzierenden Unternehmen, die diese Technologie anwenden, eröffnet sich durch die Minimalmengenschmierung eine Reihe von Möglichkeiten, die sich in der zerspanenden Fertigung direkt als wirtschaftliches Potenzial nutzen lassen.

Seit über 70 Jahren setzt sich die HPM Technologie GmbH mit dem Thema MMS auseinander. Man kann also durchaus von „Pionieren“ der Minimalmengenschmierung sprechen. Beachtlich ist dabei insbesondere die hohe Quote der Re-Investition in Forschung und Entwicklung. Nahezu 30 Prozent des Gesamtumsatzes fließen dafür zurück, was den Schwaben die Auszeichnung einbrachte, zu den Top l00 der innovativsten Unternehmen im Land zu gehören. Ebenso sind sie Gründungsmitglied vom Verein Zukunftsorientierte Zerspanung e.V. welchem inzwischen über 30 Firmen und Forschungseinrichtungen aus dem Bereich der Zerspanung angehören.

Auf Basis dieser Zerspanungskompetenz werden die Faktoren Produktivität, Wirtschaftlichkeit und Bearbeitungsqualität im Zerspanprozess detailliert betrachtet. Oberstes Ziel der MMS Experten von HPM Technologie GmbH ist es daher, durch geeignete Lösungen seine Partner im Kontext der veränderten Zerspanungsanforderungen dabei zu unterstützen, die genannten Faktoren zu optimieren und ihre Wettbewerbsfähigkeit aufgrund der Stärkung der Elektromobilität entsprechend zu steigern. «Durch den Einsatz einer zukunftsorientierten MMS Technologie wird diese sozusagen zum innovativen Werkzeug», merkt Andree Fees von HPM Technologie GmbH vom Bereich FuE an. In enger Zusammenarbeit mit den Kunden und aufgrund ganzheitlicher Betrachtung des Fertigungsprozesses gelingt es HPM Technologe GmbH, ein Maximum aus Maschine, Werkzeug und dem Prozess herauszuholen. «Um dies zu erreichen, müssen auch alle bestehenden Prozessparameter aller am Zerspanungsprozess Beteiligten hinterfragt werden, die meist als gegeben hingenommen werden», sagt Andree Fees. Dieser Aufgabe hat sich HPM Technologie verschrieben und seit der veränderten Zerspanungsanforderung durch mehrere erfolgreich durchgeführte innovative Zerspanprojekte aufgezeigt, welche Möglichkeiten optimierte MMS Konzepte bieten. Trotz der gewonnenen Erkenntnisse wird der Einfluss der MMS auf den Zerspanprozess weiterhin oft unterschätzt oder nicht entsprechend berücksichtigt. «Für die Zerspanprozessbeteiligten ist es schlicht unmöglich, ihre umfassende Testmatrix durch den Faktor MMS zu ergänzen, zu vergleichen und Empfehlungen in Kombination mit einer innovativen MMS Technologie abzugeben», weiß Andree Fees. «Wir arbeiten daher eng mit unseren Partnern zusammen, damit wir den Zerspanprozess ganzheitlich abbilden und optimieren können, was auch die Prozessumgebung und die Bearbeitungsstrategie beinhaltet.» Die Ergebnisse sprechen für sich: Bei der jüngsten Prozessumsetzung bei einem Automobilhersteller, ließ sich mithilfe einer innovativen MMS Technologie von HPM die Standzahl um 25% erhöhen und die Prozessnebenkosten um 50% reduzieren. Nur durch die Anwendung einer optimalen zukunftsfähigen MMS Technologie, abgestimmt auf die Zerspanoperationen des Anwenders, wird diese MMS Technologie zum innovativen Werkzeug und beeinflusst die Produktivität, Wirtschaftlichkeit sowie die Bearbeitungsqualität maßgeblich positiv und lässt die Anwender gestärkt in die sich durch ein Wachstum der Elektromobilität veränderte Zukunft blicken.

Zitat Herr Fees: "Trends in der Zerspanung befinden sich im stetigen Wandel. Daher gilt unter Berücksichtigung von ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten in der Produktionstechnik von heute mehr denn je: Weniger ist mehr – seien Sie bereit für innovative Produktionstechnologien. "

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