Tiefe Bohrungen mit PKD optimiert

Die Geschichte von Schlote begann 1969 mit einer kleinen Werkstattfertigung in Harsum, wo das Unternehmen immer noch seinen Stammsitz hat. Zur Gruppe gehören heute elf Unternehmen mit insgesamt 1.800 Mitarbeitern. Der Automobilzulieferer verfügt über acht Werke in Deutschland, weitere Produktionsstätten befinden sich in Tschechien und China. Kunden der Schlote Gruppe sind große Automobilhersteller, Systemintegratoren und Gießereien. 55 Prozent seines Umsatzes macht Schlote mit Teilen für Motoren, 39 Prozent entfallen auf Getriebe, sechs Prozent auf Chassis. 

Mit der Firma Trimet Aluminium gab es an anderen Standorten bereits eine erfolgreiche Zusammenarbeit, um aus gegossenen Rohlingen einbaufertige Automobilteile herzustellen. Der Zuschlag eines großen Automobilzulieferers für ein Bauteil, das in sehr hohen Stückzahlen gefertigt werden sollte, führte zu einem Joint-Venture zwischen Schlote und Bohai Trimet in Harzgerode.
 

Bei dem in Harzgerode hergestellten Bauteil handelt es sich um ein Kupplungsgehäuse aus Aluminiumdruckguss. Die Automatikgetriebe des Zulieferers gehen in einer einheitlichen Version an mehrere große Automobilhersteller, bei denen sie vorwiegend in Fahrzeugen bis zu einem Hubraum von zwei Litern eingebaut werden. Die Kupplungsglocke verbindet Getriebe und Motor. Die Getriebeseite ist bei allen Kupplungsgehäusen gleich, die andere Seite ist an die jeweiligen Motoren der Automobilhersteller angepasst. Die Unterschiede sind eher klein, weshalb diese Kupplungsglocke zu 99 Prozent baugleich für alle belieferten Automobilhersteller ist. 

Aktuell fertigt die Schlote Harzgerode GmbH davon 4.000 Stück pro Tag. Das moderne Werk verfügt über einen sehr hohen Automatisierungsgrad von über 80 Prozent. Am Standort Harzgerode sind 120 Mitarbeiter beschäftigt, die an fünf Tagen pro Woche rund um die Uhr arbeiten. Bei Bedarf kann die Produktion auch auf sechs oder sieben Tage ausgeweitet werden.
 

Wie in der gesamten Automobilindustrie sind die Anforderungen an das Bauteil auch hier sehr hoch. „Bei dem Teil handelt es sich nicht nur um einen Adapterflansch, sondern das ist die Rückseite des Getriebes. Daher ist für die Lagersitze höchste Präzision erforderlich“, erläutert Sebastian Swiniarski, Gruppenleiter Arbeitsvorbereitung bei Schlote. In das Bauteil sind zahlreiche Bohrungen mit unterschiedlichen Toleranzen einzubringen, wofür Präzisionsfertigung im Bereich von tausendstel Millimetern gefragt ist. 

MAPAL und Schlote blicken auf eine langjährige, gute Zusammenarbeit zurück. So kommen PKD-Fräser, die unter anderem definiert raue Oberflächen zum Aufbringen der Dichtmasse schaffen, Gewindebohrer, Reibahlen sowie eine Reihe unterschiedlicher Bohrwerkzeuge aus dem Hause MAPAL zum Einsatz. „Wir bieten unseren Kunden umfassende Lösungen bis hin zur Auslegung kompletter Prozesse an“, sagt Stefan Frick, der Schlote als technischer Berater von MAPAL betreut. 
 

Die eingesetzten Werkzeuge standen von Beginn an auf dem Prüfstand. Seit die Produktion in Harzgerode läuft, werden laufend Analysen betrieben, um mögliche Schwachstellen aufzudecken und die Fertigung zu optimieren. Im Rahmen dieses kontinuierlichen Verbesserungsprozesses ist es in enger Zusammenarbeit zwischen Schlote und MAPAL im Laufe der Jahre gelungen, höhere Standzeiten zu generieren, Werkzeugkosten zu senken und die Produktionsmenge zu steigern. Konnten anfänglich maximal 3.600 Teile pro Tag gefertigt werden, liegt das mögliche Limit heute bei 4.500 Bauteilen, ohne dass zusätzliche Maschinen angeschafft werden mussten. 

Die jüngste Optimierung betrifft Tiefbohrungen für Ölkanäle, über die im Automatikgetriebe geschaltet wird. „Über unser Toolmanagement-System werten wir monatlich aus, welche Werkzeuge wie oft gewechselt wurden“, berichtet Sebastian Swiniarski. „Dabei haben sich die Tiefbohrer jedes Mal als auffällig erwiesen. Da diese Bohrer auch relativ kostenintensiv sind, haben wir an dem Punkt angesetzt, um unsere Werkzeugkosten weiter zu senken.“ Mit dem Werkzeugverschleiß kommen auch Qualitätsaspekte ins Spiel, da ein stumpfer Bohrer beim Austritt Grate erzeugt.
 

Newデザインの工具は、マパールの標準の超硬ソリッドドリルをベースに、先端に PCD 切刃を挿入しました。 このツールの構造は、超硬チップを備えたコンクリートドリルを彷彿とさせます。 Harzgerode の担当者は、PCD ディープドリルの工具寿命に非常に満足しています。 超硬ソリッドドリルの工具寿命は 2,500 部品を超えると終了しますが、PCD ディープドリルは 15,000 部品まで確実に加工出来ます。 材料のブローホールや鋳造品質の変化など、機械加工の課題には改善の余地があります。 「状況によって、PCD ディープドリルの寿命が 40,000 個に達することもあります。 当然のことながら、私たちはこの長い工具寿命を標準にしたいと考えています」とFrick 氏は強調します。

切削条件は、主軸速度 8,700 rpm、送り 0.3 mm/rev、切削速度 218 m/min における超硬ソリッドドリルの切削条件タと同じです。 新しいドリルの可能性は、工具寿命が大幅に長くなり、その結果工具コストが削減され、プロセスの信頼性が向上することにあります。 工具の交換が減れば、機械のダウンタイムも減ります。

Schlote社ハルツゲローデ工場 での生産には、合計 10 個の製造ラインがあります。 各ラインは、工作機械メーカー SW の 3 台のマシン (W06 ダブルスピンドル マシン 2 台と one6 シングルスピンドル マシン 1 台) で構成されています。 部品は 3 つのクランプ設定で加工され、ダブルスピンドル機械が最初の 2 つの設定を処理し、仕上げは 3 番目の設定で行われます。

クラッチ ハウジングの生産は、少なくとも 8 年間の期間と年間 110 万個の部品のピーク数量を伴うプロジェクトとして設計されました。 ピークは 2020 年に過ぎました。このコンポーネントの生産は現在 5 年目で、90 万個に達しています。

生産性の継続的な向上に加えて、生産量の減少により、将来の課題に取り組むことが可能になり、初めて他のコンポーネントの製造も可能になりました。 この目的に向けた工場の転換はすでに始まっています。 2 つの新しいプロジェクトのうちの 1 つ目には、Schlote社が生産するスーパー スポーツカー の新しいハイブリッド モデル用の 6 つの異なるコンポーネントが含まれます。

別のプロジェクトでは、クラッチ ハウジングに関してもメーカーの能力が必要とされていますが、今回は電気自動車用です。 Schlote社 はここで、電気自動車にトランスミッションを装備するE-モビリティのトレンドの恩恵を受けています。 3 つのギアを備えた革新的なモデルの場合、エンジンとギアボックス間の接続は Harzgerode工場で行う必要があります。 ホール収容人数の半分は現在転換中です。 内燃機関用部品の生産は50％に削減され、将来的には10％がハイブリッド車に、40％が純粋なE-モビリティに使用される予定です。 Schlote社 はすでに新しいプロジェクトの最初のコンポーネントを製造しています。