SPECIAL Mobilität der
SPECIAL Mobilität der Zukunft Langjährige Erfahrung mit Elektromotoren Innerhalb der FFG Gruppe kann MAG als Systemlieferant von kleinen Fertigungszellen bis zu kompletten Turn-Key-Systemen für hohe Produktionsvolumen mit seinem Knowhow in Planung und Abwicklung auf Kundenwunsch die Generalunternehmerschaft übernehmen. Dabei deckt die Technologiebandbreite der FFG Gruppe das zu zerspanende Bauteilspektrum der Elektromobilität nahezu vollständig ab. Ob neue oder rekonstruierte Maschinen, der Eislinger Maschinenbauer verfügt über langjährige Erfahrung. So fertigt MAG beispielsweise seit über 25 Jahren eigene Motorspindeln (Bild 3) und Rundtische, in welche – analog zum Antrieb des Elektrofahrzeugs – Elektromotoren eingebaut werden. Mit dieser Erfahrung aus Fertigung, Montage und Prüftechnik sowie dem breiten Knowhow des Partnerunternehmens über Isolation, Wickeltechnik und Imprägnierung für Stator und Rotor werden Planungen für eine Turn-Key-Anlage und deren Abwicklung mit einem professionellen Projektmanagement umgesetzt. Ein Fahrzeugantrieb wird im Betrieb dynamisch geringer beansprucht als der Direktantrieb von Werkzeugmaschinen und auch die Laufzeiten (Einschaltdauer) sind geringer. Aber für die Beherrschung der sensiblen Seite des Elektroantriebes (Laufgeräusche im Getriebe) muss für die Fertigung das Wissen aus der Montage mit einfließen (Gehäuseaufweitung bei reibschlüssigem Einbau des Stators). Bild 5: Komplettbearbeitung eines Lenkgehäuses in einer Aufspannung mit Adapterplatte und Trockenbearbeitung mit Mindermengenschmierung (MMS). Bild: MAG IAS Bild 4: Bearbeitung eines Statorgehäuses auf dem Bearbeitungszentrum Specht 600 A/B in drei Prozessschritten mit Emulsion und HSK-100-Werkzeugschnittstelle. Bild: MAG IAS Für die Bearbeitung der sensiblen dünnwandigen Bauteile (Bild 4) wird vorzugsweise eine Direktspannung in der Vorrichtung (Alternative Adapterplatte) und eine Mehrfach-Aufspannung (Vor- und Fertigbearbeitung) empfohlen. Bei der Schruppbearbeitung ist grundsätzlich in Richtung der Werkstückauflage zu bearbeiten. Der großflächige Spanabtrag am Innendurchmesser des Statorgehäuses setzt Spannungen frei, welche sich auf die Geometrie auswirken. Daher wird ein erneutes Spannen vor der Fertigbearbeitung erforderlich. Optimal wäre auch eine Feinbearbeitung des Innendurchmessers mit Butterfly-Werkzeug ohne Gleitleisten zur Vermeidung von Brandflecken. Von Specht bis Hessapp auf Elektroantrieb gerüstet Das Angebot der ein- und zweispindligen CNC-Hochleistungsmaschinen der Baureihe Specht bietet für jedes kubische Bauteil des Elektroantriebes, des Energiespeichers und des Fahrwerks die exakt passende Maschine. Im Vergleich zu den klassischen Kugelrollspindel-Achsantrieben kann die Produktivität mit Lineartrieben je nach Bauteil zwischen 8 bis 12 % verbessert werden. Die Maschinen sind für die Nassbearbeitung und für die Trockenbearbeitung mit Minimalmengen-Schmierung konzipiert und lassen sich entsprechend nachrüsten. Mit einer 5-Achs-CNC-Maschine sind auch die Voraussetzungen für die Prozessund Werkstückflexibilität geschaffen. Beim Einsatz von Adapterplatten (Bild 5) können auch sehr unterschiedliche Bauteile in einer Maschine ohne Umrüsten, auch bei Losgröße 1, gespannt und bearbeitet werden. Dies ist ein nicht zu unterschätzender Vorteil in der Phase der Markteinführung der Elektro- fahrzeuge, die durch Typenvielfalt und moderate Stückzahlen gekennzeichnet ist. Für die Prozess-Inbetriebnahme werden digitale Prozess-Zwillinge verwendet. Diese stehen dem Betreiber nachfolgend für eigene Inbetriebnahmen zur Verfügung (Bild 6). Die Komplett-Weichbearbeitung von Wellen mit Laufverzahnung in einer Fertigungszelle (Bild 7), bestehend aus der Wälzfräsmaschine Modul H 250 C und der Wellen-Drehmaschine Hessapp WDM 250, stellt ein Beispiel für die Integration mehrerer Operationen dar. Ein Highlight ist die Ausstattung der Wälzfräsmaschine mit einer Einheit zum hauptzeitparallelen Anfasen und Entgraten der Verzahnung mit schneidenden Werkzeugen. Durch die Kombination von Bearbeitungen in einer Fertigungszelle entfallen Schnittstellen. Mit der Technologieintegration von Wälzfräsen und Anfasen/Entgraten im parallelen Betrieb reduzieren sich Opera - tionsfolgen und Nebenzeiten. Auch additive und Laser-Technologien integriert Die Hartbearbeitung der Wellen kann mit horizontalen Drehmaschinen von Boehringer und vertikalen von Hessapp oder SMS erfolgen. Unabhängig davon können auf den Maschinen Drehprozesse für die Feinstbearbeitung ausgeführt werden, z. B. das drallfreie Drehen mit Breitschlichtscheibe von Laufflächen von Wellendichtungen. Die Integration additiver Technologien wie Laser- oder Induktionshärten, Walzen oder Schleifen bietet sich hier an. Für die klassischen Schleifprozesse stehen in der FFG Gruppe mit Produkten von Meccanodora, Morara und Tacchella Außen- sowie Innenrund- und Profilschleifmaschinen in vertika- 40 Juli/August 2021
Bild 6: Virtuelle Prozess-Inbetriebnahme mit dem digitalen Zwilling: Simulation im Arbeitsraum mit Bauteil, Vorrichtung und Werkzeugen. Bild: MAG IAS ler oder horizontaler Ausführung zur Verfügung. Letztlich stellen die Produktionsanlagen für Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs keinen Quantensprung im Vergleich zu modernen agilen Fertigungssystemen dar. Neu hingegen ist die Art der Planung und Umsetzung unter Nutzung der verfügbaren Digitalisierungsmethoden für das spezifische Technologiewissen. Der disruptive Prozess muss von beiden Seiten gemeistert werden: Der Fahrzeughersteller muss akzeptieren, dass möglicherweise eine weitere Kernkomponente vom Zulieferer kommt. Der Anlagenhersteller wiederum muss das Verschwinden vieler Motoren- und Getriebebauteile verkraften und sich vermehrt auf die Kunden aus der Zuliefererbranche einstellen. ■ MAG IAS GmbH www.mag-ias.com Bild 7: Fertigungszelle für die Weichbearbeitung einer Welle mit Laufverzahnung, bestehend aus einer Vertikaldrehmaschine Hessapp WDM 250 und einer Wälzfräsmaschine mit integrierter Entgratstation Modul 250 C. Bild: MAG IAS Juli/August 2021 41
