600, 800 oder 1.200 mm: Produktives Zukunftskonzept für E-Mobilität und Luftfahrt

»Ob in der boomenden E-Mobilität oder beim Strukturwandel in der Luftfahrt: Hier wie dort ist maximale Effizienz beim Bearbeiten großer und komplexer Teile das Kriterium.« So Bernd Hilgarth, Geschäftsführender Direktor (CSO) der CHIRON Group, zu den gegenläufigen Entwicklungen der beiden Märkte. Zum einen gilt es, die Ausbringung zu erhöhen, um die wachsende Nachfrage bedienen zu können. Zum anderen, Betriebsabläufe weiter zu reduzieren und ein Werkstück nicht auf mehreren Maschinen 3-achsig, sondern auf einer 5-achsig komplett zu bearbeiten. Zum Beispiel mit den Baureihen 22, 25 und 28 der Marke CHIRON, mit Spindelabständen von 600, 800 oder 1.200 mm. Und der perfekten Kombination aus Leistung, Präzision und Dynamik.

Mehr als 1,2 Mio. verkaufte Elektroautos und Plug-in-Hybride 2020 und damit rund 15 Prozent mehr als im Vorjahr: China wird, laut eines aktuellen Reports des Center of Automotive Management (CAM), immer mehr zum Dreh- und Angelpunkt der sich transformierenden Automobilindustrie. Auch laut Electromobility Report 2021 des Branchendienstes electrive.net ist »China nicht nur der größte globale Automarkt, der […] am besten durch die Corona-Krise gekommen ist. Das Land ist gleichzeitig der wichtigste Markt für Elektrofahrzeuge, der neuen Akteuren den Einstieg in die erste Liga der weltweiten Automobilhersteller ermöglicht. Vor allem einheimische Akteure zeigen bei den neuen Zukunftsthemen eine enorme Dynamik.« Auch in Europa steigt der Absatz von reinen Elektrofahrzeugen und Plug-in-Hybriden entgegen dem rückläufigen Trend des Gesamtmarktes rasant. Spitzenreiter ist Norwegen, hier waren 87 Prozent aller Neuzulassungen im Dezember 2020 Steckerfahrzeuge. Treiber für die weitere Entwicklung hin zur Elektromobilität sind die regulatorischen Vorgaben zum Schadstoffausstoß und sinkende Batteriekosten.

Weniger Flugverkehr, kleinere Maschinen
Auch in der Luftfahrt ist China auf Wachstumskurs: Mittlerweile verfügt das Land über 50 internationale Flughäfen, dazu weitere 150 für den innerchinesischen Flugverkehr. Die großen staatlichen Airlines stockten ihre Flotten 2020 deutlich auf, der beim 13. Nationalen Volkskongress verabschiedete Fünfjahresplan fördert insbesondere Entwicklung und Bau von Düsentriebwerken. Weltweit ist die Entwicklung komplexer. Die Unternehmensberatung Roland Berger hat 2020 drei Szenarien zu den Krisenfolgen von COVID-19 und der weiteren Entwicklung der Luftfahrtindustrie weltweit bis 2030 entworfen:
Szenario 1: eine schnelle Erholung schon zum Winter 2020. Szenario 2: Delayed Cure – verzögerte Heilung – mit einer um 27 Prozent reduzierten Nachfrage bis 2030 und Einflüssen des geringeren Flugverkehrs auch auf den Produktmix. Gefragt sind künftig kleinere Modelle, um mit geringerer Passagierzahl auf bestimmten Strecken dennoch rentabel zu fliegen. Szenario 3 und mittlerweile das wahrscheinlichste ist eine deutlich rezessive Entwicklung. Mit »new normal« auf niedrigerem Niveau im Sommer 2022 und Rückgang der Nachfrage um 50 Prozent. Dieses »new normal« stellt auch die Zulieferer vor neue Herausforderungen: Betriebsabläufe müssen weiter reduziert und noch effizienter gestaltet werden. Zudem sind in der Luftfahrt innovative Lösungen gefragt, um den CO2-Ausstoß wie geplant bis 2050 zu halbieren. Die Lösung könnte auch hier in neuen Antriebstechniken liegen.

Vor diesem Hintergrund – rasanter Zuwachs der E-Mobilität, veränderte Marktbedingungen in der Luftfahrt – gewinnt das hochproduktive Bearbeiten großer Bauteile in beiden Bereichen weiter an Bedeutung.

Automotive

Motorträger
Motorträger
Batteriegehäuse
Batteriegehäuse
Längsträger
Längsträger

Aerospace

Wing Nose Rib
Wing Nose Rib
Track Rib
Track Rib
Window Frame
Window Frame

Groß, größer, am größten: zwei Spindeln für höchste Produktivität
600, 800, 1.200 mm: Mit abgestuften Spindelabständen sind die drei Baureihen exakt auf die jeweiligen Werkstückdimensionen ausgerichtet und decken die gesamte Bandbreite an größeren und komplexen Bauteilen für Automotive und Aerospace ab.

Gemeinsamer Nenner der doppelspindligen Bearbeitungszentren: signifikant kürzere Zykluszeiten, beste Teilequalität, hohe Flexibilität und ein steifes Maschinenbett in Portalbauweise für die geforderte Präzision. Garant für produktives Bearbeiten von anspruchsvollen Werkstücken oder Produktserien sind die großen Magazine, das Be- und Entladen erfolgt hauptzeitparallel. Alle Fertigungszentren lassen sich kundenindividuell konfigurieren, anwendungsorientiert um eine Kühlmittelanlage, Späneförderer etc. ergänzen und – für einen weiter gesteigerten Nutzungsgrad – zu einer vollautomatisierten Komplettlösung ausbauen. Alle Baureihen sind für die Integration der digitalen Systeme aus dem SmartLine-Portfolio vorbereitet, für optimierte Prozesse an der Maschine, im Umfeld, im Unternehmen.

Prozessvorteile

  • Doppelspindliges, hochproduktives Bearbeiten großer Bauteile
  • Hohe Präzision durch steifes Maschinenbett in Portalbauweise resp. Fahrportalbauweise  
  • Prozess gut einsehbar dank Trennung von Bedien- und Beladeseite
  • Viele Werkzeuge für umfangreiche Bearbeitungen
  • Hauptzeitparalleler Werkzeugtausch
  • Unabhängiger Werkzeugwechsel je Spindel für kurze Span-zu-Span-Zeiten
  • Kompaktes, flexibles Maschinenlayout
  • Intuitives Bedienen via TouchLine
  • Einfache Automation mittels Roboter oder Gantry

Bei der DZ 22 W five axis mit Spindelabstand von 600 Millimetern kommen – je nach Aufgabenstellung – zwei unterschiedliche Hauptspindeln zum Einsatz. Die schnelle mit Drehzahl bis 20.000 min-1 und Drehmoment bis 110 Nm für Werkstücke aus Aluminium oder Alu-Legierungen, die starke mit Drehzahl bis 12.500 min-1 und Drehmoment von 200 Nm für harte Werkstoffe und große Werkzeuge. Eine hohe Achsbeschleunigung und schnelle Eilgänge sorgen hier wie dort für die geforderte Dynamik. Die Baureihe 22 ist mit zwei Antrieben erhältlich: einem Kugelgewindetrieb oder einem Lineardirektantrieb. Zudem stehen zwei Tischvarianten zur Wahl: Für die 4-Achs-Bearbeitung mit Wiegenplatte, für die 5-achsige Simultanbearbeitung mit zwei Planscheiben.

CHIRON DZ 22 W five axis I Leistungsfräsen

Bei der DZ 25 mit 800 mm und der DZ 28 mit 1.200 mm Spindelabstand lassen sich die Spindeln unabhängig in X- und Z-Richtung verfahren – Ungenauigkeiten in der Werkzeugvoreinstellung und bei den Spannmitteln sind so einfach auszugleichen. Bedienen und Beladen erfolgen auf getrennten Seiten, mit bestem Zugang zum Arbeitsraum – auch in den Versionen DZ 25 P five axis und DZ 28 P five axis mit Palettenwechsler für hohe Stückzahlen mit kurzen Taktzeiten.

CHIRON DZ 25 P five axis I Wing Slot

Auf einen Blick

DZ 22 W five axis DZ 25 S five axis DZ 28 S five axis
DZ 25 P five axis DZ 28 P five axis
Verfahrwege X – Y – Z max. 620 – 650 – 600 mm 800 – 1.100 – 800 mm 1.200 – 1.100 – 800 mm
Leistung max. 61 kW 61 kW 61 kW
Spindelabstand DZ 600 mm 800 mm 1.200 mm
Spindeldrehzahl max. 20.000 min-1 20.000 min-1 20.000 min-1
Spindeldrehmoment max. 200 Nm 200 Nm 200 Nm
Span-zu-Span-Zeit ab 3,1 s 3,5 s 3,5 s
Achsbeschleunigung X – Y – Z max. 10 – 10 – 17 m/s2 10 – 10 – 15 m/s2 10 – 10 – 15 m/s2
Eilgänge X – Y – Z max. 75 – 75 – 75 m/min 120 – 75 – 75 m/min 120 – 75 – 75 m/min
Anzahl Werkzeuge max. 2 x 77 2 x 60 2 x 60
Werkzeugaufnahme HSK-A63/-A100/-T63 HSK-A63 HSK-A63
Werkstückgewicht max. 600 kg 500 kg 700 kg
Werkstückdurchmesser max. 599 mm 799 mm 1.200 mm
Werkstückhöhe max. 340 mm 612 mm 750 mm
Palettengröße (bei P-Variante) 630 x 630 mm 800 x 800 mm
Palettenwechselzeit 12 s 12 s