Branchenkenner der Automobil- und Motorradindustrie wissen es schon lange: Die bereits 1978 von Franz Schabmüller gegründete FS Firmengruppe mit Sitz in Ingolstadt und gegenwärtig zehn Einzelfirmen besitzt in der ZBG Zerspanungstechnik im bayerischen Bruck einen inzwischen unverzichtbaren Systemlieferanten. In der spanenden Fertigung setzt das Unternehmen auf die DMC-Baureihe von Deckel Maho.
In diesem Jahr kann die ZBG Zerspanungstechnik Bruck mit ihren 200 Mitarbeitern nach einem kontinuierlichen Entwicklungsprozess auf das 20-jährige Firmenjubiläum zurückblicken. Spezielle Auszeichnungen wie die unter dem Label „Bayerns Top 50“, „Europes Top 500“ und der BMW Qualitätspreis 2009 beweisen die erfolgreiche Firmenpositionierung in der europäischen Automotiv- und Motorradbranche.
Komplette Wertschöpfungskette
Anspruchsvolle Branchenführer überlassen den ZBG-Spezialisten ihre komplette Wertschöpfungskette für wichtige Zulieferteile. Dazu gehören Automotivepartner wie BMW, Audi, Rolls Royce, KTM, Rotax/Bombardier Recreational Products (BRP), Magna und Georg Fischer. Der von der ZBG Zerspanungstechnik in 2013 erwirtschaftete Umsatz von 42 Millionen Euro teilte sich auf in etwa 40 % Fertigungs-Eigenleistungen und 60 % Materialeinsatz. Hauptabnehmer ist BMW – vorrangig BMW Motorrad, hier tritt ZBG hauptsächlich als Systemlieferant auf – gefolgt von BRP und dem Motorradproduzent KTM. Die ZBG-Einzelleistungen mit Schwerpunkt Zuliefer-Marktführer der Motorradbranche umfassen die Materialbeschaffung (der Präzisionsguss kommt vom renommierten Partner aus Europa), die CAD/CAM-Programmierung bzw. Optimierung der Fertigung als Präzisionszerspanung mit Schwerpunkt Fräsen.
Übliche CAD-Formate wie Hypermill mit Hyper-CAD-Simulationen oder Catia V5 werden eingesetzt, SAP als IT-Lösung dient als ERP-System. Spezielle Verfahren der Oberflächenbehandlung- und Veredelung werden durch die Schwesterfirma Welco GmbH & Co. KG realisiert. Die Jahresmengen je Auftrag liegen gegenwärtig zwischen 600 und über 100 000 Teilen/Jahr, Prototypenfertigung eingeschlossen. Entgratet und danach gereinigt wird „hauptzeitparallel“ direkt neben der Maschine mit temperierten Waschbecken, außerdem betreibt ZBG zwei Mehrkammer-Waschanlagen. Je nach Anforderung dürfen die Restpartikel nicht größer als 600 µm sein. Die prozessbegleitende Qualitätsprüfung der Fertigprodukte führt ZBG Zerspanungstechnik gemäß Kundenvorgaben mittels modernster Prüfeinrichtungen wie vier Zeiss-Koordinaten-Messmaschinen in einem separaten, klimatisierten Raum durch.
Maximal 100 ppm sind der Normalfall
Kriterien wie die Fehlerrate 100 ppm (parts per million= 100 Schlechtteile pro 1 Million gelieferte Teile) gehören dabei zum Normalfall. Außerdem werden bei ZBG hochwertige Motoren- und Fahrwerksteile zu komplexen Baugruppen montiert. Passend zur 100 %-Fertigungstiefe arbeitet die ZBG Zerspanungstechnik mit dem zur Firmengruppe gehörenden Werkzeug- und Maschinenbauer FS Technologies intensiv zusammen. Dieses Unternehmen liefert die gesamten Vorrichtungen für die Fertigung und Prüfung einschließlich spezieller Testeinrichtungen oder Spezialwerkzeugteile. Zur mechanischen Bearbeitung sind ca. 80 % Sonderwerkzeuge im Einsatz, die unter Beteiligung z. B. von Mapal-WWS Standortvertretungen mit bis zu 19 Festmaßen pro Werkzeug erzeugt werden.
Dem Anspruch des Firmenmottos „Höchstleistung an Präzision, Qualität und Flexibilität“ kann ZBG nur mit modernen Werkzeugmaschinen gerecht werden. Dabei fährt die Firma eine zweigleisige Fertigungsstrategie, wie Geschäftsführer Richard Meyer berichtet: „Im Durchschnitt müssen wir spätestens alle 6 bis 8 Jahre unseren Maschinenpark austauschen, um unsere Marktposition zu halten. Je nach Kundenforderung an das Bauteil werden bei ZBG entweder sogenannte Lowcost-Maschinen oder hochproduktive, sehr genaue Werkzeugmaschinen der Premiumklasse eingesetzt.“
Die verwindungssteifen Motorrad-Hinterradschwingen müssen nach der Fräs- und Bohrbearbeitung eine Konzentrizitäts- und Planlaufabweichung unter 3/100 mm erfüllen, die gefertigten Oberflächen dürfen keinerlei sichtbare Unregelmäßigkeiten aufweisen.
Wenn möglich in einer Aufspannung
Dazu benötigt ZBG Hochleistungs-Bearbeitungszentren mit komplexen hydraulischen Vorrichtungen, um diese wichtigen Motorradkomponenten in möglichst einer Spannung präzise und effizient bearbeiten zu können.
Markus Forster, ebenfalls ZBG-Geschäftsführer, präzisiert: „Für die geforderte Flexibilität in der Motorradbranche zur Herstellung von hochwertigen Bauteilen rechnen sich Spezialmaschinen nicht, dies wird über HBZ sichergestellt. Als ein geplanter Austausch von BAZ anstand, machten wir Mitte 2013 ein HBZ-Benchmarking. Unsere Wahl fiel nach ausführlichem Scannen des Marktes vergleichbarer Maschinen auf ein neues Produkt von DMG Mori, dem HBZ DMC 60 linear aus dem Hause Deckel Maho Pfronten.“
Natürlich haben verschiedene Kriterien diese Kaufentscheidung beeinflusst, so ging es ZBG bei dieser Investition um mehrere Maschinen für eine zukunftsweisende Komplettbearbeitung einschlägiger Präzisionsteile.
Richard Meyer begründet die Entscheidung: „Ausschlaggebend war bei unseren hohen Anforderungen an die Geometrie- und Oberflächen-Werkstückparameter natürlich die erreichbaren Fertigungszeiten. Um es kurz zu machen, die Deckel Maho DMC 60 linear lieferte die kürzeste Zeit bei einwandfreier Werkstückqualität. Das liegt zum einen am stabilen und eigensteifen Maschinenaufbau in modifizierter Fahrständerbauweise mit vergleichsweise großem Arbeitsraum in X/Y/Z gleich 630/800/850 mm. Dazu werden verschleißfreie Linearantriebe mit bis 100 m in der Minute Vorschub eingesetzt, alles zusammen lässt eine Ruckerhöhung von üblichen 50 auf 150 m/s³ zu.“
Kreisformgenauigkeit beim Fräsen unter 4 µm
„Außerdem wird die Kreisformgenauigkeit beim Fräsen gegenüber den KGT-HBZ um etwa ein Drittel im Vergleich auf Werte unter 4 µm verbessert. Das mag sehr theoretisch klingen. Aber diese Linear-Beschleunigungen mit 10 m/s² und Hochlaufzeiten der 18 000er U/min-Hauptspindel bei 34 kW Leistung von etwa 1 s in Verbindung mit Span zu Spanzeiten der HSK A63-Werkzeuge von max. 2,5 s erbrachten unerwartete Zeitersparnisse im Praxisbetrieb. Dazu zeigte sich eine hohe thermische Fertigungsstabilität der Maschine. Deren sämtliche Antriebe einschließlich NC-Tisch als 4. NC-Achse werden gekühlt. Die hohe Belastbarkeit mit 600 kg pro 500 x 500 mm Palette und die Anschlussmöglichkeit unserer hydraulisch gesteuerten Spannvorrichtung, das Produktionspaket mit IKZ bis 80 bar und den 980 l fassenden, temperierten KSS-Behälter unterstützen unsere Kaufentscheidung. Um eine hohe Sicherheit und Genauigkeit bei der Fertigung sicherstellen zu können, entschieden wir uns zudem für Prozessüberwachungseinrichtungen.“
Diese bestehen neben Werkzeugbruchkontrolle und Infrarot-Messtaster aus der inzwischen von vielen Zerspanern hochgeschätzten MPC (Machine Protection Control). Das MPC bietet durch eine SDS-Schwingungsensorik maximalen Maschinenschutz sowie variable werkzeug- und prozessspezifische Abschaltlimits. Außerdem genießt die 3D-Siemens 840D Solutionline ein hohes Ansehen bei den ZBG-Programmierern und Einstellern. Die drei im 2. Halbjahr 2013 installierten Deckel Maho DMC 60 linear erfüllten alle ZBG-Ansprüche mit dem Fertigungsfokus Zerspanung hochfester Alu-Legierungen. Die Fertigungszeit-Einsparungen lagen zwischen 15 und 25 %. Der fehlerlose Maschinenbetrieb, durch DMG Netserviceclient zusätzlich abgesichert, führte zu Maschinenlaufzeiten der DMC 60 linear von etwa 2800 Stunden in den ersten 6 Monaten ab Installation.
Markus Forster wurde nach möglichen Verbesserungen an der Maschine gefragt: „Das DMC-Maschinenkonzept ist vorbildlich. Fast alle unsere Anforderungen konnten mit Standardoptionen aus dem Baukasten erfüllt werden, aber auch einem verbleibenden Sonderwunsch konnte man gerecht werden. So wurde eine Maschine mit einer geänderten Abwurfseite des Späneförderers ausgeführt.
Um weitere Schnittstellen zu vermeiden, könnten wir uns ein integrierbares Nullpunktspannsystem unter Deckel MahoRegie vorstellen. Wir schätzen die hervorragende Bedienbarkeit und Ergonomie sowie die Kompaktheit und das vorbildliche Design der DMC 60 linear. Und der für uns wichtigste Punkt ist die umfassende Unterstützung durch DMG Mori. Deshalb werden wir die Zusammenarbeit künftig ausbauen, was sich auch auf unsere verstärkten Energiemaßnahmen auswirken wird. Denn auch in diesem Bereich hat DMG Mori zusammen mit Gildemeister Energy Solutions schon langjährige Erfahrungen.“
Energie und Emissions- Einsparung von 50 %
Das ZBG-Ziel dazu ist zeitgemäß und ganz konkret: Die Energie und Emissions-Einsparung in 2014 soll 50 % zum Stand von 2007 betragen. So bieten die DMC 60 linear passende Eigenschaften wie energiesparende Antriebsauslegungen mit vermeidbaren Leistungsspitzen durch: kraftoptimierte Linearantriebe, reibungsarme Lager und Führungen, speziell ausgelegte Servotechnik, intelligente Vorschub- und Standby-Regelung. Energierückspeisung und speziell gestaltete Wärmetauscher ergänzen die Maßnahmen.
Allgemeine Energiesparmaßnahmen werden im gesamten ZBG-Bereich vorgenommen. So verringerte sich die HBZ-Anzahl von 48 auf 31 durch den Einsatz effizienterer BAZ wie die DMC 60 linear mit deren Rekuperation ins Netz. Dazu kommen flankierende Maßnahmen wie eine Druckreduzierung mit neuen Kompressoren von 8,5 auf 7,5 bar bei getrennten Netzen, oder Energiespar-Hallenbeleuchtung mit Dämmerungsschaltern. Eine Kontrolle des effektiven Stromverbrauchs und der einzelnen BAZ werden am zentralen Rechner zur Ermittlung laufender Energie- und Emissionseinsparungen vorgenommen.
ZBG Zerspanungstechnik Bruck GmbH www.zbg.de
DMG Mori www.dmgmori.com
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