Carat
Sie werden zur Realität – die Möglichkeiten, ganze vordere oder hintere Unterwagen auf Druckgiessmaschinen herzustellen. Für die Automobilproduktion ist dies der nächste grosse Schritt. Kommt etwa der hintere Unterwagen aus einem Guss, vereinfacht dies die Produktion enorm. Aus 70 Teilen wird eines. Montagelinien mit 300 Robotern fallen weg, was rund 30 Prozent Produktionsfläche einspart. Und Bühler spielt hier dank seiner Erfahrung mit grossen Strukturbauteilen die tragende Rolle.
December 2021
Der Trend zu grösseren Karosserieteilen im Druckguss hält an. Vor rund 15 Jahren nahm ein Trend im Druckguss massiv an Fahrt auf: Automobilzulieferer stellten vermehrt Aluminiumstrukturbauteile wie etwa Federbeinstützen auf Druckgiessmaschinen her. Zum Standard wurden sie auch dank der Pionierarbeit von Bühler. Das Verfahren hat sich bewährt. Der Trend nach noch grösseren Strukturbauteilen hält bis heute an. «Die Automobilhersteller gehen in ihrer Produktion neue Wege. Dank unseren Maschinen können sie ihre Zukunftsvisionen von noch grösseren Teilen umsetzen. Und wir unterstützen unsere Kundinnen und Kunden bei der Entwicklung dieser neuen Prozesse», sagt Nico Jordi, Product Manager bei Bühler Die Casting.
Leichte und doch grosse Karosserieteile gehören zu den heissesten Innovationen bei Automobilherstellern. Die Grossmaschinen der Serie Carat beherrschen seit 15 Jahren dieses Segment. Mehr als 700 von ihnen produzieren jeden Tag, gemeinsam stellen sie 50 Prozent aller Strukturbauteile weltweit her. Seit Jahren produziert die Carat gesamte Teileinheiten des Karosserierohbaus, zum Beispiel Federbeinstützen, Längsträger, Heckklappen oder Batteriegehäuse für Elektrofahrzeuge. Um solch komplexe Teile giessen zu können, müssen die Druckgiessmaschinen leistungsstark und präzise sein.
Mit der Carat 840 und der Carat 920 bieten wir Lösungen für grosse Strukturbauteile mit komplexen Geometrien und neue Karosseriebauteile an.
Michael Cinelli,
Product Manager Die Casting bei Bühler
Die im Oktober 2021 vorgestellten Carat 840 und Carat 920 mit Schliesskräften von bis zu 92 000 Kilonewton (kN) runden derzeit das Druckgussportfolio von Bühler nach oben hin ab. «Wir sehen einen enormen Anstieg der Nachfrage nach immer grösseren Maschinen. Mit der Carat 840 und der Carat 920 können wir unseren Kundinnen und Kunden Lösungen für grosse Strukturbauteile mit komplexen Geometrien und neue Karosseriebauteile anbieten», sagt Michael Cinelli, Product Manager bei Bühler Die Casting.
Die Carat 840 und die Carat 920 sind mit acht Metern Höhe so gross wie ein Haus. «Die Carat 920 kann innerhalb von Millisekunden mehr als 200 Kilogramm flüssiges Aluminium in eine Form einschiessen. Dabei hält sie die Form mit einer Kraft von 92 000 kN zusammen. Das ist, als ob der Eiffelturm mit seinem Gewicht von rund 9000 Tonnen auf die Form pressen würde, und das bei jedem einzelnen Schuss», erklärt Cinelli.
Mit den neuen Lösungen können Strukturteile von etwa 1,8 Meter auf 1,8 Meter hergestellt werden. Damit kommen grosse Teile eines jeden Autos in greifbare Nähe. «Wir sprechen hier vom hinteren und vom vorderen Unterwagen. Noch ist das ein Blick in die Zukunft. Aber mit unseren Lösungen kommen diese Grossteile in Reichweite», sagt Jordi. So viel Aluminium in Millisekunden zu formen, ist ein extrem komplexer Prozess. «Vor zwei Jahren konnten unsere Kundinnen und Kunden mit unseren Lösungen erst halb so viel Aluminium auf einmal verarbeiten. Hier haben wir gemeinsam einen grossen Schritt gemacht, und die Reise geht weiter.»
Die Carat 920 kann innerhalb von Millisekunden mehr als 200 Kilogramm flüssiges Aluminium in eine form einschiessen.
Michael Cinelli,
Product Manager Die Casting bei Bühler
Prozess, gerade bei Teilen von solch grossem Ausmass. Doch Aluminium ist in Sachen Nachhaltigkeit ein extrem gutes Metall, denn es lässt sich zu 100 Prozent recyceln. «Der Aluminiumdruckguss kann CO2-neutral sein, wenn Giessereien recyceltes Aluminium verwenden und darüber hinaus ihre Produktion mit grünem Strom betreiben», sagt Cinelli. Dies gelte auch für neu hergestelltes Aluminium, wenn die Produzenten konsequent auf erneuerbare Energien für den Prozess inklusive des Schmelzens setzen.
Bei Druckgiessmaschinen muss jeder Schuss sitzen, und jedes gegossene Teil soll verbaut werden können. Deshalb ist die Vision von Bühler für die Zukunft der Druckgussindustrie: 0 Prozent Ausschuss, 40 Prozent weniger Zykluszeit und 24/7-Verfügbarkeit. «Dass wir diese Vision weiterverfolgen, wird immer wichtiger: Je grösser die Gussteile, desto grösser ist der Hebel zur Reduktion der Produktionskosten mittels Reduktion von Zykluszeit, Ausschuss und der Erhöhung der Verfügbarkeit», sagt Jordi.
Wenn die Aluminiumdruckgussteile wachsen, müssen alle Produktionsschritte mit ihrer Grösse fertigwerden. Das fordert die Giessereien. So können diese Bauteile etwa nicht mehr von Menschen getragen werden – und das ist nur eine von vielen Herausforderungen. Bühler konzipiert und konstruiert Gesamtlösungen und setzt sie in Betrieb. Zusammen mit seinen Partnern kann das Unternehmen Prozesslösungen vom Alubarren bis zum fertigen Karosserieteil anbieten. Roboter und Transportgestelle bilden ein durchgängiges Transportsystem. Sie übernehmen das Handling vom Guss bis zum Karosseriebauteil. «Bühler bietet für all diese Prozesse Lösungen an. Wir haben praktisches Wissen bei der Inbetriebnahme und dem Betrieb solcher Grosszellen, da wir mit Giessereien und Lieferanten auf der ganzen Welt zusammenarbeiten», sagt Jordi.
Dank unseren Maschinen können unsere Kundinnen und Kunden ihre Zukunftsvisionen von noch grösseren Teilen umsetzen.
Nico Jordi,
Product Manager bei Bühler Die Casting
Wenn Druckgiessmaschinen in Zukunft grosse Teile der Karosserie auf einmal herstellen, sind die Auswirkungen tiefgreifend. Die Komplexität im Karosserierohbau sänke massiv. Ein Beispiel: Ein hinterer Unterwagen bestünde nicht mehr aus 70 Teilen, sondern nur noch aus einem. Automobilhersteller könnten somit ihre Investitionen massiv senken. Derzeit wird ein solcher Unterwagen am Fliessband von rund 300 Robotern zusammengenietet und -geklebt. Diese Roboter würden in der Folge alle wegfallen, was den Produktionsprozess massiv vereinfachen würde. Eine Carat 920 beansprucht zwar rund 100 Quadratmeter Grundfläche. Wenn sie aber dereinst Unterwagen aus einem Guss produziert, spart sie den Herstellern rund 30 Prozent Produktionsfläche ein. Darauf arbeitet Bühler gemeinsam mit seinen Kundinnen und Kunden hin.
Die Zweiplatten-Technologie der Carat verfügt über ein steifigkeitsoptimiertes Plattendesign für eine gleichmässige Schliesskrafteinleitung, die eine minimale Plattendurchbiegung und eine hohe Massgenauigkeit der Gussteile sicherstellt. In Kombination mit der einzigartigen echtzeitgeregelten Giesseinheit von Bühler und der DataView-Steuerung bietet die Carat höchste Giessdynamik und -qualität – Schuss für Schuss. Das Zellenmanagementsystem SmartCMS ermöglicht es dem Bedienpersonal, die gesamte Zelle zu steuern und zu programmieren. Dank zukunftsweisender Funktionen können sie die Produktivität ihres gesamten Systems weiter steigern.
Gupfenstrasse 5
Uzwil
9240
Schweiz
