Gewichtsreduzierungen sind ein wesentlicher Fokus in der Entwicklung von E-Fahrzeugen: Jedes Kilogramm weniger bedeutet schließlich mehr Reichweite. In der mechanischen Bearbeitung von Aluminiumbauteilen für Elektrofahrzeuge finden sich auch solche, die mit den bekannten Prozessen und Werkzeugen sehr gut zu beherrschen sind. Jedoch kommen auch zwangsläufig neue Systeme und Bauteile hinzu, deren Bearbeitung durch ihre Funktion betreffend Geometrie und Genauigkeit und/oder Materialeigenschaften neu entwickelt werden müssen. Insbesondere bei der Skalierung der Produktionsmengen und den gewohnten Ansprüchen an Prozessstabilität, konstante Bauteilqualität und ein niedriges Kostenniveau muss die Werkzeugbranche Antworten haben.
Besondere Ansprüche
Ein Beispiel für besondere Anforderungen sind natürlich die E-Motorengehäuse. Die große Statorbohrung mit Durchmessertoleranzen im Bereich von IT6 bis IT7, Rundheiten und Zylinderformen von 20–30 µm oder weniger, in Kombination mit anderen Funktionsflächen zur Aufnahme von Rotor und Getriebeelementen, erfordert höchste Genauigkeiten bezüglich Form- und Lagetoleranzen.
Ein weiteres Beispiel sind große Batteriewannen, deren Hauptstruktur aus Strangpressprofilen besteht, für die niedrigsiliziumhaltiges Aluminium zum Einsatz kommt. Hier gilt es, Späne und Gratbildung zu beherrschen sowie die sehr großen Teile mit produktiven Schnittwerten ohne Vibrationen zu bearbeiten. Aufgrund der labilen Bauteilstrukturen und der Zerspanung auf eher instabilen Maschinen und Spannverhältnissen eine echte Herausforderung. Das gilt auch für den Trend Giga Casting, bei dem großflächige Strukturbauteile nicht mehr aus Einzelteilen bestehen, sondern in einem Stück gegossen werden, was zu weiterer Gewichtsreduzierung führt. Zu den reinen Platzproblemen, die für die Bearbeitungsmaschinen solcher Großbauteile auftreten, kommen die Herausforderungen einer möglichst schwingungsarmen Zerspanung, die sich aufgrund der Bauteilgröße noch verstärken. Eine weitere Herausforderung sind in diesem Zusammenhang neue Aluminiumlegierungen, deren Zerspanungseigenschaften es zu beherrschen gilt.
Parts und Assembly
Bei der Luftfahrt unterscheidet man zwischen dem Part Machining, also dem Herstellen und Bearbeiten einzelner Strukturbauteile zum Beispiel für Rumpf oder Flügel, und der Final Assembly, wo einzelne Sektionen zur gesamten Maschine zusammengebaut werden. Beim Part Machining wird das Aluminiumbauteil sehr häufig aus dem vollen Material herausgearbeitet. Zerspanungsraten von mehr als 90 Prozent erfordern eine effiziente Volumenzerspanung, um in kürzester Zeit möglichst viel Rohmaterial zu zerspanen. Leistungsfähige Werkzeuge sind hier ein wichtiger Schlüssel.
Stark variierenden Anforderungen müssen die Werkzeuge in der Final Assembly gerecht werden. Hier wird häufig nicht nur Aluminium bearbeitet, sondern sogenannte Stacks, die sich aus Leichtbaumaterialien wie Aluminium, Titan und faserverstärkten Kunststoffen in unterschiedlicher Kombination zusammensetzen. Diese Materialkombinationen sind eine besondere Herausforderung, da sich die Zerspanungseigenschaften der einzelnen Materialien sehr unterscheiden.
Daneben sind in der Fluidtechnik sowie im Elektronikbereich mit Gehäusen Bauteile aus Aluminium zu finden, die einen hohen Anspruch an individuellen Zerspanungslösungen haben.
Lösungen nach Maß
Mit seiner Basic-Performance-Expert Klassifizierung gibt Werkzeughersteller Mapal seinen Kunden Orientierung je nach Produktionssituation. Damit ist Mapal in der Lage, die Bearbeitungslösung der Anwendung quasi auf den Leib zu schneidern und an die Anforderungen in Sachen Genauigkeit, Volumen oder Taktzeit anzupassen. Fertigt der Kunde zum Beispiel Prototypen in guter Qualität, wobei die Taktzeit von untergeordneter Bedeutung ist, empfiehlt sich eine Werkzeuglösung der Basic Solution. Wenn hingegen die hohe Genauigkeit in Verbindung mit kurzer Taktzeit und hohem Ausstoß gefordert ist, führt an der Expert Solution kein Weg vorbei.
Mapal Dr. Kress KG
Ihr Referent
Igor IvankovicComponent
Manager
MAPAL
Dr. Kress KG
