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Andritz Kaiser auf der Blechexpo 2019

Mechanische Presse neu erfunden

| Redakteur: M.A. Frauke Finus

Andritz Kaiser zeigt am Stand dei Top-Line – die mechanische Presse ist völlig neu gedacht.

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Andritz zeigt die mechanische Presse Top-Line.
Andritz zeigt die mechanische Presse Top-Line.
(Bild: Andritz Kaiser)

Seit der letzten großen Innovation bei mechanischen Pressen, mit der Einführung des Servoantriebs, sind mehr als 13 Jahre vergangen. Seit dieser Zeit wurden Maschinen angepasst, optimiert und verbessert. Andritz Kaiser ist jetzt einen weiteren Entwicklungsschritt gegangen. Nach einer Unternehmensmitteilung ist Ende 2018 ist die Entscheidung gefallen, über Jahre gesammelte Ideen aufzugreifen und in einer völlig neuen mechanischen Presse zu realisieren. Aufgrund der Innovationsinitiative der Andritz AG konnte das Unternehmen mit Sitz in Bretten die Idee für eine Konzept-Presse nun realisieren.

Kernpunkt der Neuentwicklung war die Idee, Tryout und Produktion in einer Maschine zu vereinen. Für die Tryout-Funktionalität sind dabei unter anderem eine kontrollierte, langsame Stößelbewegung, volle Presskraft auch bei langsamen Bewegungen und eine genaue Kontrolle und Prozessüberwachung wichtig. Der Name Top-Line ergibt sich aus dieser Idee: Tryout und Produktion in einer Line.

Ideen aus der Bionik

Auf der Basis dieser Festlegung wurden dann die weiteren Schritte geplant. Als Ergebnis hat Andritz Kaiser eine Entwicklungsmatrix mit fünf Schwerpunkten definiert: neuer Maschinenkörper, Einsatz von AM, Mensch im Mittelpunkt, Nachhaltigkeit sowie die Kombination von Tryout und Produktion.

Bei der Analyse des Maschinenkörpers hat Andritz Kaiser nach eigenen Angaben zur Kenntnis genommen, dass Optimierungen der bestehenden Bauteile über FEM-Berechnungen ausgereizt sind. Neue Eigenschaften würden sich nur mit neuen Strukturen erreichen lassen. Was liegt da näher, als sich die Prinzipien der Natur als Basis auszusuchen? Daher basieren die neuen Bauteile der Presse auf bionischen Grundsätzen, wie es weiter heißt. Damit konnte der Materialeinsatz intelligent angepasst werden. Bionische Formen lassen sich nur mit Pressenbauteilen aus Guss realisieren. Die Bauteile haben bei geringerem Gewicht deutlich verbesserte Steifigkeitseigenschaften gegenüber konventionellen Pressenbauteilen. Auch sind die Bauteile je nach Position in der Maschine aus unterschiedlichen Gusssorten hergestellt, wie es weiter heißt. Getreu dem Motto „das beste Material für den jeweiligen Anwendungsfall.“

Additive Manufacturing hilft bei der Fertigung

Dieser Grundsatz zieht sich durch die ganze Konstruktion der Maschine hindurch. So werden zum Beispiel leichte Bauteile, die keiner hohen Beanspruchung unterliegen, aus Kunststoff in der hauseigenen 3D-Produktionszelle gefertigt. Additive Manufacturing hat Andritz Kaiser seit 2012 bei verschiedenen Bauteilen eingesetzt. Anfangs als Auftragsschweißen von Messing auf Stahl für die Kugelschalen der Druckpunkte, um ein hybrides Bauteil mit dem Vorteil aus beiden Werkstoffen herzustellen. Das ganze ging weiter über Auftragsschweißen zur Erzeugung einer harten Schicht zum Beispiel für Lagerschalen. Seit zwei Jahren ist das Thema 3D-Druck dazugekommen. Im Haus fertigt das Unternehmen auf fünf 3D-Druckern innovative Kunststoffbauteile selbst, bis hin zu kohlefaserverstärkten Kunststoffen mit hervorragenden Festigkeitseigenschaften, wie es weiter heißt. Die Profis von Andritz Kaiser umdrucken Metall-Inletts mit Kunststoff. Zusammen mit einem Partner ist das Unternehmen dann auch konsequent den Schritt zum Metall-3D-Druck gegangen. Als Beispiel sind hier das Antriebsrad für den Vorschub zu nennen oder der 3D-gedruckte Hydraulikblock der Maschine, heißt es weiter. Am Ende sind 150 Bauteile in der neuen Presse verbaut, die mit verschiedenen AM-Technologien hergestellt worden sind.

Bereits bei Herstellung und Betrieb der Anlage hat das Unternehmen sehr großen Wert auf Nachhaltigkeit gesetzt. Alle Bauteile wurden bei Lieferanten im näheren Umfeld gefertigt. Die Presse selbst ist mit ihrem Servoantrieb und den geregelten Pumpenantrieben nach IE4-Standard auf höchste Energieeffizienz ausgelegt. Energieverluste durch unnötige Wärmeproduktion sollen der Vergangenheit angehören.

Öl ist biologisch abbaubar

Bei den Schmierstoffen hat das Unternehmen sich für ein biologisch hergestelltes Maschinenöl mit teilparadoxen Eigenschaften entschieden. Dadurch benötigt die Anlage nur noch eine Ölsorte. Das Öl ist zu 100% biologisch abbaubar. Teilparadox ist das Öl, weil es unter Druck beziehungsweise Erwärmung nicht flüssiger sondern fester wird. Damit lassen sich Schmiermengen und Schmiereigenschaften optimal kombinieren.

Der zusätzlich realisierte Lüfthub ermöglicht einen schnellen, direkten Zugang zum Werkzeug und über die integrierte Magnetspanntechnik und das flexible Werkzeugwechselsystem können Werkzeuge schnell und sicher aus- und wieder eingebaut werden, wie es heißt. Durch die Aufstellelemente mit Messsensoren werden die Vibrationen und Schwingungen der Maschine in das Fundament gemessen. Damit kann der Maschinenlauf im Tagesrhythmus angepasst und optimiert werden. Zum Beispiel am Tag für hohe Produktivität und in der Nacht für möglichst wenig Lärmemission an die Umwelt, und das Ganze auf Knopfdruck, wie es weiter heißt.

Der Mensch im Mittelpunkt

Am Anfang haben die Experten von Andritz Kaiser den typischen Workflow eines Bedieners an vorhandenen Maschinen analysiert. Was macht der Bediener wann und warum? Welche Informationen erhält er von der Maschine zurück und wie reagiert er dann? Herausgekommen ist ein Maschinen- und Steuerungsdesign, das sich das Prinzip „look & feel“ zu eigen macht, wie es hießt. Großzügige Maschinenverkleidung mit guter Zugänglichkeit zum Werkzeugraum und zu den Maschinenkomponenten trifft auf intuitive Maschinenbedienung im neuesten Design.

Ein neues Kommunikationskonzept erleichtert die Verständigung von Maschine und Bediener: IO-Link-Kopplung der Sensoren ermöglicht eine viel genauere Analyse der Betriebszustände und erleichtert das Datenmonitoring. Die Integrierte Prozessüberwachung aus dem Hause Consenses bietet dem Bediener das Rüstzeug, Maschine und Werkzeug optimal aufeinander abzustimmen bei erweitertem Maschinen- und Werkzeugschutz. Effizienz durch einfache Bedienung einmal weitergedacht.

Andritz Kaiser auf der Blechexpo: Halle 8, Stand 8301

Weitere Meldungen zur Blechexpo finden Sie in unserem Special.

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