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Werkzeuge für anspruchsvolle Automotiveprojekte

Markus Kannwischer, Leiter Technik und Mitglied der Geschäftsleitung, Paul Horn GmbH
Werkzeuge für anspruchsvolle Automotiveprojekte

Markus Kannwischer, Leiter Technik und Mitglied der Geschäftsleitung, Paul Horn GmbH.
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Leistungsfähigere Produkte, schnellere Prozesse und mehr digitale Informationen für die Kunden, mit diesen Themen will der Präzisionswerkzeughersteller Paul Horn GmbH auch in Zukunft in der Automotive Branche erfolgreich sein. Die mav sprach mit Markus Kannwischer dem Leiter Technik und Mitglied der Geschäftsleitung darüber wie man das technologisch umsetzt. Das Interview führte: Frederick Rindle

mav: Die Paul Horn GmbH gilt als Lösungsanbieter für anspruchsvolle Aufgaben. Wo sehen Sie im Bereich Automotive momentan die größten Herausforderungen?

Kannwischer: Wir erleben gerade bei allen Automobilherstellern eine Trendwende bei den Entwicklungsschwerpunkten. Lag bislang das Downsizing der Antriebsaggregate im Fokus, rückt nun die gesamte Abgasthematik in den Mittelpunkt. In Summe wird ein riesiger Aufwand betrieben um die angestrebten und politisch geforderten Emissionswerte zu erreichen. So werden zum Beispiel Motorengenerationen mit getrennten Luftführungen realisiert. Das hat zur Folge, dass auf kleinstem Raum die verschiedenen Ansaugkanäle getrennt werden müssen. Dadurch rücken die Volumenströme und der Wärmehaushalt in den Bauteilen immer mehr in den Vordergrund.
Welche Anforderungen resultieren daraus für die Zerspaner?
Kannwischer: Schlussendlich werden durch die angestrebten Verbesserungen bei den Abgaswerten immer mehr Funktionsflächen auf kleinstem Raum benötigt. Neben doppelwandigen Bauteilen sind auch Dichtungsflächen oder Passungen an extrem schwer zugänglichen Stellen zu bearbeiten. Weiterhin müssen zum Beispiel Klappen und Ventilsitze innerhalb des Bauteils drehend bearbeitet werden, damit die Luftführungen separiert werden können. Hinzu kommt, dass immer mehr Motoren mit einem oder mehreren Turboladern ausgestattet werden. In Summe sind viel mehr Flächen als vorher spanend zu bearbeiten.
In wie weit müssen Sie bei der Auslegung der Werkzeuge für solche Projekte auch die anderen Faktoren wie Spannmittel oder Maschinenkinematik berücksichtigen?
Kannwischer: Durch die steigende Komplexität solcher Projekte kann man diese nur noch in einem Projektverbund aus Maschinen-, Spannmittel- und Werkzeughersteller lösen. Es müssen also alle Projektbeteiligten an einem Strang ziehen damit am Ende das Bauteil passgenau hergestellt wird. Für uns heißt das zum Beispiel, dass wir unsere Werkzeuge in Bezug auf Kollision zehntelgenau auslegen müssen.
Welche Werkstoffe werden dabei am häufigsten zerspant?
Kannwischer: Wir haben es oft mit Bauteilen zu tun die im heißen Bereich des Antriebsstrangs liegen. Somit beschäftigen wir uns im Automotive-Bereich auch mit hochwarmfesten Werkstoffen. Da die dort zum Einsatz kommenden Legierungsmetalle zum Teil sehr teuer sind, kommen immer wieder neue Werkstoffvariationen auf den Markt. So wird zum Beispiel versucht das teuere Nickel anteilig durch Chrom zu ersetzen. Dadurch ändern sich regelmäßig die Zerspaneigenschaften und wir müssen darauf reagieren. Hier können wir unsere gesamte Kompetenz ausspielen. So sind wir gerade dabei für die Bearbeitung der heißen Komponenten des Turboladers einen neuen Schneidstoff, bei dem kein Hartmetall zum Einsatz kommt, zu entwickeln.
Konnten Sie einen Anstieg der Projekte im Bereich der alternativen Antriebskonzepte wie Hybrid oder Elektro erkennen?
Kannwischer: Ich bin mir sicher, dass die Anzahl an Hybridfahrzeugen in den nächsten Jahren sprunghaft steigen wird, aber momentan bewegt sich dieses Geschäft noch auf einem niedrigen Level. Wir sind bei diesen Projekten aber mit dabei und was gerade bei den hybriden Antriebskonzepten entwickelt wird ist schon bemerkenswert. So hat ZF ein Getriebe für Hybrid-Fahrzeuge konstruiert, das nicht mehr Platz benötigt als ein konventionelles Getriebe. Damit ist es möglich in ein bestehendes Fahrzeugkonzept ohne Anpassungen entweder einen konventionellen oder einen hybriden Antrieb zu verbauen. Bei den E-Fahrzeugen gibt es ebenso beeindruckende Neuentwicklungen. So wurde bereits ein Elektro-Antriebsmodul vorgestellt, dass als Ganzes in einem Fahrzeug verbaut werden kann. So dass der Hersteller einen fertigen E-Antriebsstrang für sein Fahrzeug erhält und diesen nur noch anschließen muss.
Welche Teile werden bei Elektroautos auch zukünftig noch spanend hergestellt?
Kannwischer: Ich denke, dass es auch bei den Elektro-Fahrzeugen immer Teile geben wird die zerspanend hergestellt werden, wie zum Beispiel das Differential, Bauteile für etwaige Übersetzungen oder auch Teile des Antriebsstrangs. Gerade Zahnräder werden wohl immer spanend hergestellt werden müssen. Speziell für die Verzahnungen haben wir unser Werkzeugprogramm entsprechend erweitert. So haben wir neuerdings auch Verzahnungslösungen für universelle Bearbeitungsmaschinen bis Modul 30 im Programm. Diese sind dann nicht mehr für den Automobilbereich aber wir haben erkannt, dass in diesem Segment ein ausgereiftes Programm von ganz klein bis ganz groß zwingend notwendig ist. So suchen wir bei den Verzahnungslösungen auch nach Alternativen und arbeiten an Werkzeugen zur alternativen Innen-Verzahnungsherstellung. Traditionell werden diese von innen gestoßen, dies ist aber aufwändig und wir sind überzeugt, dass dies noch schneller möglich ist.
Auch im Automobilbau wird weiterhin auf Leichtbau gesetzt und so kommen neben anderen Werkstoffen auch zunehmend Faserverbundwerkstoffe zum Einsatz. In wie weit reagieren Sie auf diesen Trend?
Kannwischer: Wir haben mittlerweile ein eigenes Produktprogramm für hochharte Schneidstoffe. Dies beinhaltet die Schneidstoffe Diamant (in verschiedenen Ausprägungen) als auch CBN. Da sich die Zahl der Werkstoffe speziell in diesem Bereich stark erhöht hat, ist unser Ziel jedoch dem Kunden zukünftig Werkzeuge anbieten zu können, die wie in der Metallzerspanung, für eine ganze Bandbreite an Werkstoffen ausgelegt sind. Aufgrund der anisotropen Eigenschaften der Verbundmateralien ist dies allerdings knifflig, da man zahlreiche Variablen wie die Lage, die Anteile und die Eigenschaften der Harze und Fasern berücksichtigen muss. Bei einfachen Anwendungen wie dem Trennen von CFK-Blöcken sind wir diesem Ziel schon ein Stück näher gekommen. Hierfür gibt es bestimmte Standardgeometrien mit denen, bei reduziertem Schnittdruck, verschiedene Werkstoffe prozesssicher zerspant werden können.
Sie haben bislang zu jedem der angesprochenen Themen immer eine neue Lösung von Horn angesprochen. Wie sorgen Sie als Leiter der Technikabteilung dafür, dass dieser Innovationsstrom auf den wesentlichen Gebieten nicht abreißt?
Kannwischer: Der Erfolg fußt auch bei der Firma Horn auf mehreren Säulen. Eine Stärke von uns ist, dass wir mit unseren Vertriebskollegen immer direkt am Kunden sind und so aus erster Hand die Bedürfnisse des Marktes aufnehmen. Es ist dann die Aufgabe unserer Forschungs- und Entwicklungsabteilung aus diesen Anforderungen passende Produkte abzuleiten. Denn die wirklichen Erfolgsgeschichten sind die, die mit den Kunden entstehen. Eigene Ideen und Ansätze ergänzen den Ideenpool. In einem Umfeld, das alle Aspekte der Werkzeugentwicklung abdeckt, entstehen so mit Fleiß, Disziplin und Kreativität neue Lösungen, die einen echten Mehrwert bieten. Der wichtigste Input kommt aber immer von außen. Zusätzlich ist uns die kontinuierliche Entwicklung unseres Standardprogramms besonders wichtig. Denn für uns ist die Weiterentwicklung unserer Werkzeuge ebenso entscheidend wie die Vorstellung neuer Lösungen. Und wenn wir unsere Bestandsprodukte verbessern, dann immer mit dem Ziel technologisch weiterhin der Beste zu sein. Momentan sind wir gerade dabei eines unserer Spitzenprodukte, das Super-Mini-Programm zu verbessern, so dass wir damit auch in Zukunft der Benchmark sind.
Die Digitalisierung der Fertigung oder die Bestrebungen unter dem Schlagwort Industrie 4.0 treiben momentan die ganze Branche um. Welche Ziele haben Sie sich auf diesem Gebiet gesetzt?
Kannwischer: Ich habe hierzu eine Vision, die ich sogar in nicht allzu ferner Zukunft für realisierbar halte. Ich bin mir sicher, dass es möglich ist, dass ein Kunde sein individuelles Werkzeug ähnlich schnell erhält wie ein Lagerwerkzeug. Warum ist das momentan noch ein Vision? Wir haben mit unserem Green-Linie-Werkzeug-Express die momentanen Möglichkeiten ziemlich ausgeschöpft und können dem Kunden damit innerhalb nur einer Woche ein fertiges Produkt liefern. Damit der Prozess verkürzt werden kann, muss die komplette Abwicklung digital ohne Datenbruch stattfinden. Dass heißt meine Vorstellung von Industrie 4.0 ist, eine durchgehende Prozesskette vom Angebot bis zur fertigen Schneide. In diesem Prozess würde der Werker dann nach kürzester Zeit die Rohlinge samt Zeichnung automatisch an die Maschine geliefert bekommen. In letzter Ausprägung hieße das dann, dass ich ein kundenindividuelles Werkzeug mit der Losgröße 1 ähnlich schnell liefern kann wie ein Lagerprodukt. Wir sind jetzt schon auf kleine Stückzahlen spezialisiert und werden an diesem Thema kontinuierlich weiter arbeiten. Dieser Vision sind wir auch schon einige Schritte näher gekommen.
In wie weit könnte man den Kunden noch in einen digitalisierten Prozess miteinbinden?
Kannwischer: Wir können dem Kunden schon jetzt einiges Mehr als nur das reine Werkzeug anbieten. So bekommt der Kunde bereits heute alle Simulationsdaten mitgeliefert. Nur in welchem Format das geschieht, dass muss man immer noch einzeln verabreden. Denn es gibt hier mit der DIN 4000 und der ISO 13399 zwei konkurrierende Ansätze. Eigentlich ein No-Go für unsere Branche. Denn das umrechnen der Stamm- und 3D-Daten erfordert momentan einen erheblichen manuellen Aufwand der eigentlich, wenn man sich auf ein Format einigt, völlig unnötig ist. Der Kunde bekommt aber schlussendlich von uns ein digitales Modell des Werkzeuges plus die Schnittdaten. Zudem binden wir auch auf der Beschaffungsseite unsere Kunden immer mehr mit ein.
Kann man diese positiven technologischen Entwicklungen auch in den Geschäftszahlen wieder finden?
Kannwischer: Wir wachsen kontinuierlich und konnten in den letzten Jahren unsere Ergebnisse verbessern. 2016 läuft bisher zufriedenstellend, in dem jeder Monat besser war als der Spitzenmonat im letzten Jahr. Zudem ist die Stimmung im Markt sehr positiv und wir haben nach der Fertigstellung unserer neuen Produktionshalle hier am Standort in Tübingen deutlich mehr Möglichkeiten als bisher. Insgesamt hat die Paul Horn GmbH im letzten Jahr über 70 Millionen Euro investiert um auch weiterhin mit den Produktionskapazitäten dem Wachstum gerecht zubleiben. Wir haben weiterhin noch in andere weltweite Standorte investiert. So wurde 2016 in Mexiko ein neuer Standort eröffnet und 2015 wurde das Werk in den USA ausgebaut, um dort weitere Produktionsschritte integrieren zu können.
Die AMB 2016 wird die Leitmesse in diesem Jahr werden. Welche Neuheiten werden dort präsentiert werden?
Kannwischer: Wir werden auf der AMB wieder allerhand Neues zeigen können, aber momentan wollen wir davon noch nichts kommunizieren. Nur so viel, wir werden auf jeden Fall eine Lösung zum modularen Wirbeln von Gewinden zeigen. ■
Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbHwww.phorn.de
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