Fachartikel

2.01.2018
erschienen in GIESSEREI Heft 1|2018

Anlagentechnologie für anspruchsvollen Druckguss

Ein typisches Al-Druckgussteil (Fotos: Klaus Vollrath)

Auf den Kundennutzen hin optimierte Druckgieß-Prozessketten

VON KLAUS VOLLRATH, AARWANGEN, SCHWEIZ

Moderne industrielle Fertigungsprozesse sind immer stärker vertikal untergliedert. Die Anteile der einzelnen Zulieferer an der Gesamtprozesskette werden dadurch tendenziell kleiner. Infolgedessen nehmen auch die entsprechenden gegenseitigen Abhängigkeiten zu. Das gilt auch für Anlagen, die für die eigene Produktion benötigt werden. Zulieferer sind daher gut beraten, ihre Anlagenlieferanten sorgfältig auszuwählen. Neben technischen Aspekten ist hierbei auch die Frage von Bedeutung, ob der Hersteller die Bereitschaft zu partnerschaftlichem Engagement mitbringt.

„Wir müssen uns in einer besonders anspruchsvollen Abnehmerbranche gegen einen faktisch weltweiten Wettbewerb behaupten“, erläutert Klaus Reinbold, Geschäftsführer der ae group gerstungen gmbh. Beliefert werden ausschließlich die Automobilindustrie bzw. ihre direkten Zulieferer. An den drei Gießereistandorten Gerstungen, Nentershausen und Lübeck wird auf rund 65 voll automatisierten Druckgießzellen Aluminiumguss hergestellt. Das Teileprogramm gliedert sich in die Produktgruppen Getriebesteuerungsteile, Getriebeaußenteile, Achsgetriebegehäuse und Motor-/Getriebeanbauteile, darüber hinaus gibt es noch das Segment Substitionen, das im Wesentlichen gebaute Lösungen für Fahrwerk, Karosserie und Powertrain umfasst. Da die entsprechenden Technologien weltweit verfügbar sind, muss man sich bei ae angesichts der hohen deutschen Personalkosten intensiv darüber Gedanken machen, mit welchen Vorzügen man die Kunden überzeugen kann. Haupthebel hierfür ist ein ständiger Fortschritt vor allem bezüglich Produktivität und Qualität, um dem Wettbewerb möglichst stets eine Nasenlänge voraus zu sein. Entscheidend sei, so K. Reinbold, die aktuellen Prozesse immer wieder zu optimieren und dies auf weitere Projekte zu übertragen. Zu den wesentlichen Vorteilen des Unternehmens beim Umgang mit seinen Kunden zählt auch seine mittelständische Struktur mit flachen Hierarchien und kurzen Entscheidungswegen, welche die Flexibilität und Reaktionsfähigkeit erheblich erhöhen.

Know-how und Entwicklungspartnerschaft

Eine wesentliche Serviceleistung von ae ist das Angebot an die Abnehmer, die eigene Expertise im Bereich der Herstellprozesse noch vor Annahme eines Auftrags in die Kundenberatung einzubringen. Nicht alles, was man mit einem CAD-System zeichnen kann, ist in dieser Form auch problemlos gießbar. Oft genügen schon kleine Anpassungen, um ein Teil besser oder mit geringerem Aufwand z. B. bezüglich der Formtechnologie oder der Sinnhaftigkeit von Toleranzvorgaben herzustellen. Dieses Angebot einer partnerschaftlichen gemeinsamen Entwicklung ist umso wirksamer, je früher im Verlauf der Konstruktionsphase mit der Zusammenarbeit begonnen wird, denn erfahrungsgemäß sind nach etwa 20 % der Entwicklungszeit schon bis zu 80 % der Kosten des angestrebten Bauteils festgeschrieben. Zu den wesentlichen Vorteilen, welche ae als Anbieter in Deutschland hierbei ins Spiel bringen kann, gehört die Tatsache, dass für alle Beteiligten Muttersprache, Arbeitszeiten und Kulturkreis zusammenpassen. Auch Entfernungen z. B. für Meetings spielen kaum eine Rolle.

Konsequent optimierte Prozessketten

„Voraussetzung für gleichmäßig einwandfreie Gussteile ist die Bereitschaft, unsere Prozessketten in allen Details ständig auf den Prüfstand zu stellen“, ergänzt Andreas Nebe, Abteilungsleiter Gießerei im Werk Gerstungen. Dafür wird die Rolle jeder einzelnen Komponente und jedes Arbeitsschritts daraufhin durchleuchtet, wieweit sie dazu beiträgt, das vom Kunden gewünschte Produktionsergebnis zu erreichen. Hierbei geht es nicht so sehr um die Maximierung von Durchsatzmengen als vielmehr um die Stabilität und Sicherheit der gesamten Prozesskette. Alles, was sich als Störfaktor erweisen kann, wird nach Möglichkeit eliminiert oder zumindest minimiert.

Dazu gehören auch alle Einflussgrößen, die zu Stillständen führen können. Jede Prozessunterbrechung ist gleichbedeutend mit Instabilitäten sowohl beim Aufbau des Störereignisses als auch beim Wiederanfahren, die ein erhöhtes Ausschussrisiko bedingen. Weitere Risiken erwachsen aus menschlichen Eingriffen. Zu beachten sind jedoch auch ganz grundlegende Dinge wie Ordnung und Sauberkeit am Arbeitsplatz. Schlichter Schmutz, ein in einer Gießerei bisher unvermeidliches und daher kaum beachtetes Detail, kann angesichts heutiger Anforderungen an die Sauberkeit von Gussteilen ein Störfaktor sein. Um Störquellen zu minimieren, wurde der Gießzellenablauf inkl. der Peripherien auf die notwendigen Funktionen reduziert, die Zahl der Heiz-Kühlsysteme wurde angepasst.

Entlang der gesamten Prozesskette werden Gussteile nur dort manuell angefasst, wo dies unbedingt erforderlich ist, alles andere läuft automatisch. Selbstverständlich gehört dazu auch ein akribisch durchorganisiertes Qualitätsmanagement, bei dem jedes NIO-Teil und jede Störung präzise erfasst wird, um eine präzise Ursachenanalyse zu ermöglichen. Diese Qualitätsphilosophie wird von der Belegschaft aktiv mitgetragen, denn diese will Werte produzieren und keinen Ausschuss. Je nach Kundenwunsch übernimmt ae über die Herstellung der Gussteile hinaus noch weitere Wertschöpfungsanteile wie die einbaufertige Bearbeitung oder die Reinigung nebst Restschmutzanalyse im Reinraum der Klasse 8.

Hohe Anforderungen an Lieferanten

Die gleichen strengen Kriterien, die ae innerhalb des eigenen Unternehmens anlegt, gelten auch für Lieferanten. Anlagen müssen so ausgelegt bzw. modifiziert und installiert werden, dass sie zur Prozessführungs- und Qualitätsphilosophie des Unternehmens passen. Neben der Zuverlässigkeit der Technik spielen auch menschliche Verlässlichkeit, Support und Service eine wesentliche Rolle. Wenn Probleme auftreten, dann muss schnell reagiert und entschieden werden. Strenge Vorgaben gibt es schon für Anlieferung und Inbetriebnahme von neuen Druckgießmaschinen, die innerhalb von drei Wochen gießbereit sein sollen. Wichtig ist die Nähe eines Ansprechpartners, der bei Problemen oder Klärungsbedarf kurzfristig verfügbar ist und erforderliche Maßnahmen schnell ins Rollen bringen kann. Dafür ist man auf der anderen Seite bei ae sogar bereit, tiefgreifende Änderungen betrieblicher Abläufe mitzutragen und liebgewonnene Gewohnheiten abzulegen.

Der ersten Kooperation mit Frech …

Einen ersten Auftrag über eine Kaltkammer-Druckgießmaschine DAK 1400 erhielt Frech von ae Ende 2011. Grund für die Entscheidung war, dass man aufgrund der bereits angesprochenen Zuverlässigkeitsüberlegungen Dreiplattenmaschinen mit dem klassischen Kniehebelmechanismus den Vorzug gegenüber Zweiplattenanlagen mit hydraulischer Klemmung an den Säulen gab.

Da mit einem solchen Lieferantenwechsel stets Risiken verbunden sind, wurden an Frech hohe Anforderungen gestellt. So wurde mit der Bestellung der Maschine ein Rund-um-die-Uhr-Service vereinbart. Dies bedeutet, dass nicht nur an Arbeitstagen, sondern auch an Wochenenden eine telefonische 24-h-Erreichbarkeit für Beratung und Vorabklärung bei Störungen bzw. Funktionsproblemen gewährleistet sein muss. Wesentliche Ersatzteile sind über ein Konsignationslager im Werk verfügbar zu halten. Wie bei neuen Geschäftsverbindungen üblich musste man sich in einer ersten Phase aufeinander einstellen. Dabei gelang es, die sich ergebenden Fragen zur beiderseitigen Zufriedenheit zu klären. Bei ae als Mittelständler wurde als positiv empfunden, dass Frech als ebenfalls mittelständisches Unternehmen mit der eigenen Struktur und Unternehmensphilosophie zusammenpasste. Auch bezüglich Anlagenleistung und -qualität sowie in puncto Schulung und Service war man zufrieden. Ein weiterer Pluspunkt war auch die Flexibilität der Frech-Technologie bezüglich einer Nachrüstbarkeit der Anlagen z. B. mit Echtzeitregelung.

... folgten weitere Aufträge

Nach etwas über einem Jahr erfolgreichen Betriebs folgte dann 2013 ein weiterer Auftrag über eine GDK 1450. Diese wies als Besonderheit ein Hydraulikaggregat mit einem frequenzgeregelten servomotorischen Pumpenantrieb auf. Die Anpassung der Pumpenleistung an den jeweils aktuellen Bedarf ermöglicht erhebliche Einsparungen an elektrischer Energie sowie weitere Vorteile mit Blick auf Verschleiß und damit auf Betriebssicherheit. Das Ergebnis stellte so zufrieden, dass seither nur noch Maschinen mit dieser Ausstattung am Standort Gerstungen bezogen werden.

Zwei weitere Aufträge folgten, so dass in der Gießereilinie 3 mittlerweile bereits vier Frech-Druckgießmaschinen mit Formzuhaltekräften von 14 bzw. 14,5 MN (1400 bzw. 1450 t) im Einsatz sind. Eine weitere Steigerung ergab sich dann 2014 mit dem Ausbau der Gießereikapazitäten um einen Neubau für die Gießereilinien 1 und 2, für die wiederum Frech als Lieferpartner den Zuschlag erhielt. Verknüpft war dies mit der Annahme weitergehender Verpflichtungen z. B. bezüglich der maximalen Lieferfristen für Neubestellungen und zum Engagement im Rahmen eines Energieeffizienzprojekts. Inzwischen nähert sich das Neubauprojekt mit der Inbetriebnahme von bisher neun Frech-Druckgießmaschinen DAK 1250 sowie drei DAK 1400 der Vollendung und wird mit zwei weiteren Maschinen DAK 1250 Ende 2017 bzw. Mitte 2018 seine Endausbaustufe erreichen.

www.frech.com