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Vom Scroll-Verdichter bis zum XXL-Batteriegehäuse

Die Elektromobilität ist in der deutschen Gesellschaft angekommen – das zeigt sich besonders bei den Neuzulassungen von PKW mit alternativem Antrieb, deren Marktanteil 2021 bereits 43 Prozent betrug und eine steigende Tendenz aufweist. So wurden laut dem Verband der internationalen Kraftfahrzeughersteller (VDIK) im vergangenen Jahr mehr als 680.000 Elektrofahrzeuge in der Bundesrepublik neu angemeldet, der Zuwachs im Vergleich zum Vorjahr liegt bei beträchtlichen 73 Prozent.

Für Automotive-Zulieferer besteht in diesem rasch wachsenden Markt die Herausforderung, die Fertigung neuer Leichtbauteile entsprechend den Vorgaben der OEMs zu qualifizieren und eine schnelle Skalierung der Stückzahlen vorzubereiten. Deutlich erleichtern können dies spezielle Bearbeitungszentren (BAZ) der Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW), die eigens für eine mehrspindlige Fertigung von Komponenten mit anspruchsvoller Geometrie sowie für große Strukturbauteile entwickelt wurden und bereits in der Serienfertigung von renommierten Zulieferern zum Einsatz kommen. So erlaubt es beispielsweise die BA space3 dank eines Arbeitsbereichs von 3.000 x 1.800 x 875 mm, selbst XXL-Werkstücke wie Batteriegehäuse zu bearbeiten.

Aufgrund der schnell wachsenden OEM-Nachfrage nach Komponenten für E-Autos bietet sich besonders der Einsatz der mehrspindligen Bearbeitungszentren von SW an, da die Zulieferer mit diesen BAZ besonders schnelle Hochlaufkurven erzielen können. Im Bild: 4-spindlige BA 622. Quelle: SW
Aufgrund der schnell wachsenden OEM-Nachfrage nach Komponenten für E-Autos bietet sich besonders der Einsatz der mehrspindligen Bearbeitungszentren von SW an, da die Zulieferer mit diesen BAZ besonders schnelle Hochlaufkurven erzielen können. Im Bild: 4-spindlige BA 622. Quelle: SW

Viele Automobilhersteller haben sich mittlerweile auf die steigende Nachfrage im Bereich Elektromobilität eingestellt und ihr Portfolio erweitert. So können die Verbraucher derzeit aus mehr als 140 verschiedenen PKW- und Nutzfahrzeugmodellen wählen. „Um mit der rasanten Marktentwicklung Schritt zu halten, arbeiten TIER1- und TIER2-Zulieferer aktuell daran, die Serienfertigung neuer Bauteile entsprechend der hohen Qualitätsanforderungen der OEMs zu validieren sowie sehr schnell hochzufahren“, erklärt Matthias Dreher, Head of Global Key Account Management bei SW. Auf der einen Seite müssen die Unternehmen kleinere und mittelgroße Bauteile mit anspruchsvoller Geometrie – darunter beispielsweise Scroll-Verdichter oder Statorgehäuse – in hoher Präzision wirtschaftlich skalieren. Auf der anderen Seite des weiten Spektrums steht die Fertigung großer Strukturbauteile wie Batteriegehäuse, für deren Bearbeitung sehr große Arbeitsräume notwendig sind. „Mit der Wahl der passenden BAZ kann dieser Spagat jedoch problemlos gelingen“, so Dreher. „SW hat in den vergangenen Jahren bereits Fertigungslösungen fokussiert für die verschiedenen Anforderungen der Elektromobilität entwickelt.“

Für die hochpräzise Fertigung von Bauteilen mit anspruchsvoller Geometrie sind eigene Zerspanungslösungen sinnvoll. So spielen beispielsweise Scroll-Verdichter bei der Elektromobilität eine wichtige Rolle für die Kühlung der Batterie während des Ladevorgangs und für den E-Motor. Quelle: SW
Für die hochpräzise Fertigung von Bauteilen mit anspruchsvoller Geometrie sind eigene Zerspanungslösungen sinnvoll. So spielen beispielsweise Scroll-Verdichter bei der Elektromobilität eine wichtige Rolle für die Kühlung der Batterie während des Ladevorgangs und für den E-Motor. Quelle: SW

Schnelle Fertigung von Leichtbauteilen

Eine ganz wesentliche Rolle bei der Entscheidung potenzieller Käufer für oder gegen ein bestimmtes Modell spielt die Fahrzeugreichweite. Da diese vom Gewicht des Elektroautos bestimmt wird, kommen bei der Herstellung statt Stahl vermehrt Leichtmetalle zum Einsatz. SW hat mehrere BAZ-Baureihen im Portfolio, die für die Zerspanung von Nicht-Eisen-Metallen konzipiert sind. Darunter befinden sich beispielsweise die BA W02-22i, BA W06-22 und BA space3. Sämtliche Vorschubachsen dieser Bearbeitungszentren sind mit hochdynamischen Linearmotoren ausgerüstet. Sie reduzieren Nebenzeiten und kombinieren höchste Zerspanleistungen mit äußerster Präzision.

Die Komplettbearbeitung von Scroll-Verdichtern erfolgt in nur zwei Aufspannungen im zweispindligen Bearbeitungszentrum BA W02-22. Quelle: SW
Die Komplettbearbeitung von Scroll-Verdichtern erfolgt in nur zwei Aufspannungen im zweispindligen Bearbeitungszentrum BA W02-22. Quelle: SW

Doch nicht nur die Genauigkeit der Bearbeitung, auch ihre Schnelligkeit ist entscheidend: „Der massive Marktanteilsgewinn von Elektroautos führt zur Anpassung der mittelfristigen Produktionsplanungen bei den OEMs, wodurch die Nachfrage nach entsprechenden Komponenten wesentlich schneller wächst als nach herkömmlichen Antriebskomponenten für Verbrennungsmotoren“, erläutert Dreher. „Hier bietet sich besonders der Einsatz der mehrspindligen Bearbeitungszentren von SW an, da die Zulieferer mit diesen BAZ besonders schnelle Hochlaufkurven erzielen können.“ Die SW-Bearbeitungszentren fertigen in 2-, 3-, und 4-spindligen Varianten eine entsprechende Anzahl von Bauteilen parallel. Das spart bis zu 60 Prozent der Aufstellfläche sowie bis zu 50 Prozent an Energie im Vergleich zur entsprechenden Anzahl von Einspindlern. Zudem lassen sich um bis zu 30 Prozent kürzere Span-zu-Span-Zeiten erreichen.

Etwas größere Bauteile wie Statorgehäuse für Elektromotoren bearbeitet die ebenfalls zweispindlige BA W06-22 hocheffizient. Quelle: SW
Etwas größere Bauteile wie Statorgehäuse für Elektromotoren bearbeitet die ebenfalls zweispindlige BA W06-22 hocheffizient. Quelle: SW

Werkstücke mit anspruchsvoller Geometrie

Für die hochpräzise Fertigung wichtiger Bauteile mit anspruchsvoller Geometrie sind eigene Zerspanungslösungen sinnvoll. So spielen beispielsweise Scroll-Verdichter bei der Elektromobilität eine wichtige Rolle für die Kühlung der Batterie während des Ladevorgangs und für den E-Motor. Die Entwickler von SW haben daher ihre umfassende Prozesserfahrung auf neue Bauteile wie diese übertragen. „Die Komplettbearbeitung von Scroll-Verdichtern erfolgt in nur zwei Aufspannungen im zweispindligen Bearbeitungszentrum BA W02-22“, erklärt Dreher. „Als autarke Fertigungszelle mit integrierter Automation deckt sie mittlere Serien ab.“ Das integrierte Werkstückmagazin ermöglicht dabei je nach Bauteilgröße einen autarken Automatikbetrieb für sechs bis acht Stunden ohne manuelle Eingriffe. Für die Großserienproduktion hat SW bereits komplette Fertigungssysteme mit sämtlichen Dreh- und Fräsoperationen sowie durchgängiger Automation realisiert.

Die Herstellung großer Strukturbauteile wie Batteriegehäuse stellt aktuell eine spezielle Herausforderung dar, da es auf dem Markt nur sehr wenige Maschinen mit ausreichendem Arbeitsraum und gleichzeitig genügend hoher Präzision bei der Bearbeitung gibt. Quelle: SW
Die Herstellung großer Strukturbauteile wie Batteriegehäuse stellt aktuell eine spezielle Herausforderung dar, da es auf dem Markt nur sehr wenige Maschinen mit ausreichendem Arbeitsraum und gleichzeitig genügend hoher Präzision bei der Bearbeitung gibt. Quelle: SW

Etwas größere Bauteile wie Statorgehäuse für Elektromotoren bearbeitet dagegen die ebenfalls zweispindlige BA W06-22 hocheffizient. Auch sie ist mit Linearmotoren ausgestattet und zählt zu den schnellsten CNC-Bearbeitungszentren der Welt. Statorgehäuse erfordern eine komplexe 4- und 5-Achsbearbeitung mit zahlreichen Bohr- und Fräsoperationen. Die Maschine BA W06-22 deckt hierbei die hohen Leistungsanforderungen der Schruppbearbeitung sowie die hohen Qualitätsanforderungen bezüglich Durchmessergenauigkeit und Koaxialität der Lager- und Statorbohrung ab.

Die BA space3 von SW verfügt über einem Arbeitsbereich von 3.000 x 1.800 x 875 mm und kann daher große Werkstücke ohne Probleme aufnehmen sowie mit der benötigten Genauigkeit bearbeiten. Quelle: SW
Die BA space3 von SW verfügt über einem Arbeitsbereich von 3.000 x 1.800 x 875 mm und kann daher große Werkstücke ohne Probleme aufnehmen sowie mit der benötigten Genauigkeit bearbeiten. Quelle: SW

Bearbeitung von XXL-Komponenten

Die Herstellung großer Strukturbauteile wie Batteriegehäuse stellt aktuell für die Zulieferer eine spezielle Herausforderung dar, da es auf dem Markt nur sehr wenige Maschinen mit ausreichendem Arbeitsraum und gleichzeitig genügend hoher Präzision bei der Bearbeitung gibt. Die BA space3 von SW verfügt jedoch über einem Arbeitsbereich von 3.000 x 1.800 x 875 mm und kann daher derart große Werkstücke ohne Probleme aufnehmen sowie mit der benötigten Genauigkeit bearbeiten. Sie wird derzeit beispielsweise bei der Serienfertigung eines Batteriegehäuses eingesetzt, das Abmessungen von 2,4 x 1,6 m aufweist, 115 kg wiegt und in einem batterieelektrischen Fahrzeug (BEV) verbaut wird. „Besonders anspruchsvoll ist dabei die Technologieentwicklung des verwindungsfreien Spannkonzepts für die 4-Achsbearbeitung“, so Dreher. „SW stellt auch dazu kundenindividuell komplette Fertigungssysteme mit Vorrichtungsbau, Werkzeugkonzept und Automation zusammen.“ Mit den Lösungen von SW können somit alle aktuellen Anforderungen bei der Bearbeitung von Leichtmetall-Komponenten für Elektrofahrzeuge abgedeckt werden.

Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH
SW-Bearbeitungszentren, Automations- und Systemlösungen kommen überall dort zum Einsatz, wo es auf höchste Genauigkeit und Produktivität ankommt. Neben zahlreichen Anwendungen in der Automobilindustrie bewähren sich unsere Produktionslösungen in der Land- und Baumaschinenbranche, Hydraulik, Pneumatik sowie Medizin- oder Feinwerktechnik.

Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH, Seedorfer Straße 91, 78713 Waldmössingen
Tel.: +49 7402 740, E-Mail: info@sw-machines.com, Internet: www.sw-machines.com