Füge­pro­zes­se im TCO-Check

Das Prin­zip der Total Cost of Owners­hip (TCO) ist indus­trie­über­grei­fend ein aus­schlag­ge­ben­der Fak­tor bei Ent­schei­dun­gen für eine neue Anschaf­fung bei Maschi­nen oder Anla­gen. Es reicht lan­ge nicht mehr aus, nur Anschaf­fungs­kos­ten in Betracht zu zie­hen, will man lang­fris­tig wett­be­werbs­fä­hig pro­du­zie­ren. Hier­zu dient die Betrach­tung der TCO: für eine vol­le Kos­ten­über­sicht wer­den alle direk­ten und indi­rek­ten Kos­ten, die vor, wäh­rend und nach der Beschaf­fung einer Anla­ge oder eines Pro­duk­tes anfal­len, ein­be­zo­gen. Neben den Anschaf­fungs­kos­ten gehö­ren dazu bei­spiels­wei­se Kos­ten, die für War­tung und Ener­gie­ver­brauch anfal­len. Das jähr­li­che Ener­gie­ein­spar­po­ten­ti­al der deut­schen Indus­trie beträgt zum Bei­spiel geschätz­te 10 Mil­li­ar­den Euro.

Wer­den die TCO in den Kauf­ent­scheid ein­be­zo­gen, las­sen sich die kos­ten­güns­tigs­ten und ren­ta­bels­ten Lösun­gen iden­ti­fi­zie­ren; so auch für die indus­tri­el­le Fer­ti­gung bei Füge- und Ein­press­auf­ga­ben. Im Hin­blick auf deren Ener­gie­bi­lanz, War­tungs­kos­ten sowie Kos­ten für Pro­dukt­aus­schuss, kön­nen die elek­tro­me­cha­ni­schen Füge­sys­te­me auf lan­ge Sicht um ein Viel­fa­ches wirt­schaft­li­cher als klas­si­sche hydrau­li­sche und pneu­ma­ti­sche Tech­no­lo­gien sein.

Ener­gie­kos­ten senken

Im Mai 2012 ver­öf­fent­lich­te die Uni­ver­si­tät Kas­sel eine Stu­die, die hydrau­li­sche, pneu­ma­ti­sche und elek­tro­me­cha­ni­sche Ver­fah­ren in ihrer Ener­gie­ef­fi­zi­enz ver­gleicht. Die Ergeb­nis­se unter­mau­ern vor Allem die Spar­po­ten­zia­le elek­tro­me­cha­ni­scher Füge­sys­te­me. Bei klas­si­schen Hydrau­lik­an­wen­dun­gen ist ein 4,4 mal höhe­rer Ener­gie­ein­satz nötig als bei der Elek­tro­me­cha­nik, wäh­rend die Pneu­ma­tik sogar einen zehn­fa­chen Ein­satz erfor­dert. Bei einer elek­tro­me­cha­ni­schen Lösung ist eine Erspar­nis von 77 Pro­zent gegen­über hydrau­li­schen Sys­te­men, im Ver­gleich zu pneu­ma­ti­schen Anwen­dun­gen sogar bis zu 90 Pro­zent möglich.

Der Grund dafür liegt dar­in, dass elek­tro­me­cha­ni­sche Sys­te­me im Ver­gleich zu pneu­ma­ti­schen oder kon­ven­tio­nel­lem hydrau­li­schen Ver­fah­ren einen höhe­ren Wir­kungs­grad auf­wei­sen. Bei pneu­ma­ti­schen Ver­fah­ren liegt ohne Opti­mie­rung der Gesamt­wir­kungs­grad eines Druck­luft­sys­tems unter 10 Pro­zent und ist somit nicht ener­gie­ef­fi­zi­ent. Elek­tro­me­cha­ni­sche Sys­te­me bie­ten in vie­len Anwen­dungs­be­rei­chen eine wirt­schaft­lich sinn­vol­le sowie aus ener­gie­tech­ni­schen Gesichts­punk­ten zu emp­feh­len­de Alternative.

Kos­ten­vor­teil im Betrieb

elek­tro­me­cha­ni­schen Füge­sys­te­men ist mini­mal. Das führt zu einer erhöh­ten Pro­duk­ti­ons­zeit, also einer höhe­ren Pro­duk­ti­vi­tät der Anla­ge. Der Ölwech­sel und die Ent­sor­gung des Hydrau­lik­öls – wie bei­spiels­wei­se bei hydrau­li­schen Sys­te­men – ent­fal­len bei elek­tro­me­cha­ni­schen. Wei­ter­hin besteht nicht das Risi­ko mög­li­cher Lecka­gen wie bei pneu­ma­ti­schen Vor­gän­gen, die bei Druck­luft­an­wen­dun­gen hohe Zusatz­kos­ten ver­ur­sa­chen kön­nen. Ein Leck von nur einem Mil­li­me­ter kann einen Her­stel­ler 1‘000 Euro  pro Jahr kos­ten. Die Kos­ten für Öl und Druck­luft kön­nen bei elek­tro­me­cha­ni­schen Füge­sys­te­men gespart wer­den. Die gerin­gen War­tungs- und Fol­ge­kos­ten füh­ren zu einer raschen Amor­ti­sa­ti­on, je nach Anwen­dungs­fall von weni­ger als zwei Jahren.

Erhöh­te Produktionseffizienz

Dank des Ser­vo­ver­stär­kers lässt sich der Pro­zess sehr genau regeln – exak­tes Posi­tio­nie­ren, kon-stan­te und genaue Geschwin­dig­kei­ten und exakt defi­nier­ba­re Ein­press­kräf­te machen den Pro­zess mess­bar und repro­du­zier­bar. Dies erhöht eben­falls die Sicher­heit und kann die Aus­schuss­quo­te deut­lich ver­rin­gern. Die elek­tro­me­cha­ni­schen Sys­te­me ermög­li­chen die Visua­li­sie­rung und Aus­wer­tung von Pro­duk­ti­ons­pro­zes­sen und die­nen der kon­se­quen­ten, pro­zess­in­te­grier­ten Qua­li­täts­si­che­rung. Damit wer­den Feh­ler früh­zei­tig erkannt und ent­spre­chen­de Pro­dukt­tei­le früh­zei­tig aus­sor­tiert. Die Fehl­tei­le wer­den nicht wei­ter­ver­ar­bei­tet. Über­grei­fend erhö­hen elek­tro­me­cha­ni­sche Sys­te­me so die Produktionseffizienz.

Zusätz­li­che Inves­ti­ti­ons­kos­ten vermeiden

Her­stel­ler sind immer stär­ker auf Füge­sys­te­me ange­wie­sen, die in der Lage sind, unter­schied­li­che Füge­schrit­te auf ein und der­sel­ben Anla­ge durch­zu­füh­ren. Elek­tro­me­cha­ni­sche Anwen­dun­gen wei­sen auch hier erheb­li­che Vor­tei­le auf: sie las­sen sich schnell ein­rich­ten und fle­xi­bel an unter­schied­li­che Mess­be­rei­che anpas­sen. Somit kön­nen ver­schie­de­ne Bau­tei­le auf einer Maschi­ne pro­du­ziert wer­den. Das redu­ziert die Anzahl benö­tig­ter Mon­ta­ge­ma­schi­nen und spart Inves­ti­ti­ons­kos­ten für wei­te­re Maschinen.

Fit für die Zukunft

Damit Her­stel­ler die oben genann­ten Ein­spar­po­ten­zia­le voll aus­schöp­fen kön­nen, bie­ten elek­tro­me­cha­ni­sche NC-Füge­sys­te­me von Kist­ler abge­stimm­te Sys­te­me mit inte­grier­ter Kraft­sen­so­rik und eine leis­tungs­fä­hi­ge Kraft-Weg Aus­wer­tung zur lücken­lo­sen Über­wa­chung und Doku­men­ta­ti­on aller Mess­wer­te. Die nut­zer­freund­li­che Visua­li­sie­rung sowie intui­ti­ve Bedie­nung erlau­ben es dem Her­stel­ler Fehl­tei­le früh­zei­tig zu erken­nen und so die Pro­duk­ti­on zu opti­mie­ren. Das maXY­mos NC bewer­tet und doku­men­tiert XY-Ver­läu­fe von Füge- und Ein­press­vor­gän­gen in Ver­bin­dung mit den NC-Füge­mo­du­len und dem dazu­ge­hö­ri­gen Ser­vo­ver­stär­ker Ind­raD­ri­ve. Auch las­sen sich durch den hohen Steue­rungs­grad mit Hil­fe der Pro­zess­über­wa­chung opti­ma­le Zyklus­zei­ten her­lei­ten und höchs­te Wie­der­hol­bar­keit der Pro­zes­se erzie­len. Die exak­te Posi­tio­nier­bar­keit sorgt für kon­stant prä­zi­se Ergebnisse.

Elek­tro­me­cha­ni­sche Sys­te­me bil­den in Punk­to Ener­gie­ef­fi­zi­enz und Wirt­schaft­lich­keit heu­te den neu­es­ten Stan­dard. Beson­ders in der Auto­mo­bil- und Zulie­fer­indus­trie wer­den NC-Füge­sys­te­me von Kist­ler genutzt, um die Ver­bau­ung von Fehl­tei­len zu mini­mie­ren und so eine 100-pro­zen­ti­ge Qua­li­täts­si­che­rung zu garan­tie­ren – und so die Gesamt­kos­ten in der Seri­en­pro­duk­ti­on zu sen­ken. Wo noch vor 20 Jah­ren hydrau­li­sche, pneu­mo­hy­drau­li­sche oder pneu­ma­ti­sche Füge­mo­du­le und Antriebs­zy­lin­der das Ren­nen mach­ten, punk­tet heu­te unter den Gesichts­punk­ten der Total Cost of Owners­hip die Elek­tro­me­cha­ni­schen Füge­sys­te­me von Kist­ler als nach­hal­ti­ge und damit zukunfts­si­che­re Investition.