Aluminium ist mit seiner Vielfalt an genormten Legierungen für die verschiedenen Anwendungen ein bewährter industrieller Werkstoff. Das Leichtmetall – sein spezifisches Gewicht beträgt lediglich ein Drittel von Stahl – ist vor allem in der Automobilindustrie gefragt. Im Sog des Megatrends Leichtbau dürfte die Bedeutung von Aluminium in Zukunft weiter steigen. Aus Sicht der SHL Automatisierungstechnik AG fordert die effiziente Bearbeitung des Werkstoffs unterdessen viel Erfahrung und Know-how.
Allein von Januar bis September 2013 wurden europaweit 324 693 Tonnen Aluminiumdruckguss produziert. Gerd Röders, der Vorsitzende des Verbandes Deutscher Druckgießereien (VDD), sieht zusätzliche Potenziale. Der Markt für Aluminiumdruckguss wird nach Ansicht von Röder in Zeiten des Leichtbaus weiterhin wachsen. Druckguss wird überwiegend in der Fahrzeugindustrie eingesetzt, es folgen die Elektronik, Medizintechnik und andere Märkte, so Röders in einem Fachbeitrag.
Blick in den Innenraum der Anlage: die Teile (Vordergrund) werden sortenrein auf einem Palettenförderer zugeführt
Die Informationen für den SHL-Anwendungstechniker Markus Merkel liefert der übersichtlich gestaltete Touch-Bildschirm
In der Automobilindustrie ist die Tendenz zum Leichtbau ungebrochen. Hier spielt das leichte und dennoch widerstandsfähige Aluminium seine Stärken aus. Der Bedarf an neuartigen Lösungen im Leichtbau wird nicht zuletzt wegen der Notwendigkeit, Energie zu sparen, ansteigen. Experten gehen davon aus, dass die Bedeutung des Werkstoffs Aluminium im Automobilbau in den kommenden Jahren weiter zunehmen wird und Aluminium nicht nur in diesem Industriesektor Trendwerkstoff bleibt. Die steigende Nachfrage aus der Auto- und Flugzeugindustrie sowie dem Bausektor dürfte dem leichten Material zu beträchtlichem Wachstum verhelfen. Schon in den vergangenen Jahren hat der Verbrauch von Aluminium kontinuierlich zugenommen.
Hochleistungswerkstoff erfordert Spezialbearbeitung
Die zuverlässige und hochwertige Verarbeitung des Werkstoffs erfordert allerdings viel Erfahrung und Know-how. Manches Unternehmen, das Aluminiumdruckguss in sogenannten Low-Cost-Ländern herstellen oder verarbeiten ließ, musste gravierende Qualitätsmängel hinnehmen. Mit einem hohen Anspruch hingegen näherte sich die SHL Automatisierungstechnik AG dem Thema Aluminiumbearbeitung. Das Unternehmen mit Sitz im schwäbischen Böttingen entwickelte eine automatische, robotergestützte Schleif- und Entgratanlage für die Bearbeitung von Strukturteilen aus Aluminium für Fahrzeugkarosserien. SHL lieferte solche Anlagen bereits an mehrere namhafte Hersteller von Aluminiumdruckgussteilen im In- und Ausland.
Automatische, robotergestützte SHL-Schleif- und Entgratanlage für die Bearbeitung von Alustrukturteilen für Fahrzeugkarosserien
Was früher aus Stahlblech gefertigt wurde – Karosserieteile oder Ersatzteile – entsteht heute aus Aluminium. Bei der Bearbeitung von Aluminium gibt es aber eine spezielle Herausforderung. Je nach eingesetztem Werkzeug reagiert das Material, und die Druckgussteile verändern sich. Es treten dann sogenannte Brandrisse auf, die negative Auswirkungen auf die Geometrie haben. Die Oberfläche wird immer rauer und dadurch wird eine saubere Weiterverarbeitung der Teile, etwa durch Kleben oder Nieten, unmöglich. Abhilfe schafft hier die Anlage von SHL. Durch das Schleifen, Entgraten und Polieren entsteht die gewünschte, durchgehend hohe Oberflächenqualität auch an Teilen mit komplexen Geometrien.
Optimierte Anlagentechnik
In der zuletzt ausgelieferten Anlage arbeiten zwei Sechs-Achs-Industrieroboter. Die Alustrukturteile für die Karosserie werden sortenrein automatisch auf einem Palettenförderer an die Anlage geführt. Roboter 1 greift das Werkstück und führt es an die erste Bearbeitungsstation, eine SHL-Bürstmaschine vom Typ P 550 mit Drahtbürste. Hier werden die ersten fünf Zonen am Karosserieteil bearbeitet. Danach fährt der Knickarmroboter zur nächsten Station mit der SHL-Schleifmaschine, Typ FKS 250/450. Ein 3,5 Meter langes Band schleift das Aluminiumteil an zwei weitere Zonen. Anschließend übergibt der erste Roboter die Komponente an die nächste Bearbeitungsposition.
SHL verwendet Schleifbänder zur Aluminiumbearbeitung, wodurch die Standzeiten erhöht und Verschleiß reduziert wird
Maschine Nummer drei in der Anlage ist eine SHL-Doppelbürstmaschine vom Typ DP 550, die mit zwei Werkzeugen ausgestattet ist. Auf der rechten Seite kommt eine Drahtbürste zum Einsatz, welche die vorbehandelten Zonen aus dem ersten Sektor weiterbearbeitet. Anschließend schwenkt der Roboter kurz nach links und führt das Teil präzise an ein Schleifrad, an dem ebenfalls die Weiterbearbeitung erfolgt. Aggregat Nummer vier ist eine SHL-Schleifmaschine vom Typ FKS 250/450 mit Schleifband. Auch hier werden vorgeschliffene Bereiche weiter behandelt. Nach diesem Schritt werden die Karosserieteile auf einem Transportband abgelegt und automatisch aus der Zelle gefahren. Nachdem das Werkstück in der Anlage an Roboter 2 übergeben wurde, holt sich Roboter Nummer 1 bereits das nächste Teil. Damit sei ein kontinuierlicher Bearbeitungsprozess gewährleistet, wie Wilhelm Tillinger, Vertriebs- und Anwendungsspezialist bei der SHL Automatisierungstechnik AG, erläutert.
SHL mit mehreren Alleinstellungsmerkmalen
Die SHL-Lösung weist mehrere Alleinstellungsmerkmale auf, die dem Endkunden die entsprechende Prozesssicherheit, Stabilität und zukunftsweisende Technologie bieten. Die Anlagen sind so konzipiert, dass ein längerer autonomer Betrieb problemlos möglich ist.
Je nach Geometrie und Größe – die Anlage bearbeitet Karosserieteile bis 1,50 Meter Länge – laufen bis zu 360 Werkstücke pro Schicht durch die SHL-Schleif- und Entgratanlage. In der Bearbeitungspraxis gibt es unterschiedliche Anforderungen an die Bearbeitung von Aluminiumteilen. Deswegen reagiert die SHL-Automatisierungstechnik flexibel auf die jeweiligen Kundenwünsche. Der Spezialist für automatisiertes Schleifen, Entgraten und Polieren bietet seine Lösungen als modulares Baukastensystem an. Wie Tillinger anführt, muss zum Teil die Zugänglichkeit oder die Art der Bearbeitung berücksichtig werden. Dann sehen die Lösungen entsprechend anders aus und die Anzahl der Maschinenstationen variiert. Wenn beispielsweise Teile nur von einer Seite bearbeitet werden müssen, reicht ein Roboter aus. Das ist bei Federbeinelementen oder Längsträgern der Fall.
Die steigende Nachfrage nach Aluminiumdruckguss hauptsächlich aus dem Automotive-Bereich betrifft auch die Zulieferer. Das spürt auch das mittelständische Unternehmen aus Böttingen. Nach Aussage von Tillinger häufen sich die Anfragen nach SHL-Lösungen. Obwohl SHL mit seiner jüngsten Innovation erst seit 2012 auf dem Markt ist, kommt die Schleif- und Entgratlösung sehr gut an. Hinzu kommt das 25-jährige Prozess-Know-how des Unternehmens in diesem Bereich.
Die SHL Automatisierungstechnik AG zählt zu den international führenden Anbietern von automatisierten Lösungen zur Oberflächenbearbeitung mit den Kernkompetenzen Schleifen, Polieren und Entgraten. Seit der Gründung 1989 hat sich das Unternehmen mit Sitz im schwäbischen Böttingen zu einem der großen Systemanbieter von Handmaschinen, Anlagen mit werkstückgeführten und Robotern mit werkzeuggeführten Applikationen sowie Transferlinien für vielfältige Automatisierungsprozesse entwickelt. Die SHL Automatisierungstechnik beschäftigt 70 Mitarbeiter und feiert in diesem Jahr ihr 25-jähriges Bestehen.
