Diese Tools erleichtern die Autoproduktion der Zukunft

Die Materialprüfungsanstalt (MPA) der Universität Stuttgart hat für die Bearbeitung großflächiger und großvolumiger Werkstücke eine Portalmaschine mit 2-Achs-Schwenkkopf konstruiert, mit der sich Bleche von 1,80 x 4 m schweißen lassen. Damit soll der Nachweis erbracht werden, wie sich der leichte Werkstoff Aluminium zu crashsicheren Karosserie-Bauteilen verarbeiten lässt. Konkret geht es um ressourceneffiziente Tailor welded Blanks (TWB) für den Leichtbau von E-Fahrzeugen. Dank der Portal-Bauweise werden laut der MPA die Bearbeitung beziehungsweise Zerspanung nicht eingeschränkt, denn sie erfolgen über das bewegliche Portal und einen dynamischen 2-Achsen-Gabelkopf mit leistungsstarker Motorspindel. Die Inbetriebnahme ist für den Jahreswechsel 24/25 geplant.

Unter der Prämisse, die Produktivität, Effizienz und Integrierbarkeit in der Fahrzeugfertigung zu steigern, haben die beiden Unternehmen ihre Expertise bei Steuerungs- und Digitalisierungslösungen (Siemens) und der Lasertechnologie für Automobilanwendungen (Prima Power) zusammengeführt. Ergebnis ist die erste 3D-Laserschneidmaschine Laser Next 1530/2130, die mit der CNC-Steuerung Sinumerik One von Siemens ausgestattet ist. Der Digital Twin von Sinumerik One sei dabei ein Schlüsselelement bei der digitalen Transformation von Prima Power und helfe der Forschungs- und Entwicklungsabteilung des Unternehmens, Workflows in einer vollständig virtuellen Umgebung zu simulieren und zu testen, heißt es bei Siemens.

Zu den Besonderheiten des Systems zählt, dass der gesamte Prozess virtualisiert wird, so dass für bestimmte Tätigkeiten keine physische Bearbeitung in der Werkstatt mehr erforderlich ist. Darüber hinaus können mit Sinumerik One Funktionen zur Kollisionsvermeidung selbst in komplexen Szenarien aktiviert werden, bei denen Schneidmaschinen mit Roboterlösungen integriert seien, heißt es. Wie man bei Siemens betont, bietet man überdies mit Defense in Depth ein mehrschichtiges Sicherheitskonzept, das Maschinen und Anlagen gemäß den Empfehlungen der internationalen Norm IEC 62443 umfassend und tiefgreifend schützen soll.

Das Maschinenbauunternehmen Schwarze-Robitec geht mit neuen Lösungen die Herausforderungen des Rohrbiegens für E-Fahrzeuge an, für die es dünnwandige, komplexe und unsymmetrische Rohre sowie Stromschienen (Bushbars) zu biegen gilt. Für diese Einsätze kann das Unternehmen auf ein Portfolio leistungsstarker Maschinen verweisen. Diese habe man auf die hohen Taktzahlen der Automobilbranche ausgelegt und beherrsche auch die Verarbeitung unterschiedlichster Materialien, sei es mit oder ohne Isolierung, heißt es in der Kölner Zentrale. Nach intensiver Entwicklungsarbeit zählen Schwarze-Robitec zufolge auch Lösungen für das heikle Biegen der empfindlichen Isolationsschichten dazu. Die neuesten Trends zeigt das Unternehmen aktuell auf der Battery Show in Detroit (7. bis 10. Oktober 2024).

Sogenannte Silent Tires mit einer Auskleidung aus akustischem PU-Schaum (Polyurethan) sind vor allem an E-Autos gefragt. Reifenfabriken müssen zu deren Produktion jedoch eine zweite Logistiklinie integrieren; die Herstellungskosten eines Reifens steigen daher um bis zu 25 Prozent. Der Kleb- und Dichtstoffstoffexperte Henkel und das Unternehmen für Mikrobearbeitungssysteme 4JET stellten nun den Laser-Fit-Prozesses zur effizienteren Herstellung geräuscharmer Reifen vor. Am Ende der Produktionslinie wird dabei aus flüssigen Materialien ein maßgeschneiderter Akustikschaum direkt im Reifen geformt. Den Unternehmen zufolge sollen komplexe Just-in-Sequence-Schritte, kostenintensive Logistik und manuelle Arbeitsprozesse entfallen wie auch das nicht unerhebliche Abfallvolumen.

Das bei anderen Anwendungen etablierte Direktschaumverfahren wird durch die patentierte Schaumaktivierung mittels Laser nach dem Auftragen des Schaums möglich. Ähnlich wie bei einem Hefeteig bildet der Schaum eine luftundurchlässige Außenschicht auf der Oberfläche. Die Schicht minimiert das Eindringen von Schall in den offenporigen Akustikschaum und verhindert die Schallabsorption. Die Partner haben das Verfahren eigenem Bekunden zufolge von der Idee bis zur fertigen Anwendung in Rekordzeit entwickelt. Nun gehe es in die Phase der Präsentation, so Armin Kraus, Co-CEO der 4JET-Gruppe: Die gemeinsame Komplettlösung will man auf der RubberTech24 in Shanghai (19. bis 21. September 2024) vorstellen.

Das beim Trennen von Flachmaterial bewährte Wasserstrahlschneiden gilt als präzise und universell. Doch es steht im Ruf, laut und schmutzig zu sein. Die hohe Austrittsgeschwindigkeit des Wassers mit bis zu 6.000 bar führt zu einem Schalldruck von bis zu 130 dB. Die Experten für Metallbearbeitung lösen das Problem durch Schneiden unter Wasser.

Leise und staubfrei: Eingeleitete Druckluft verdrängt das Wasser aus dem Drucklufttank und hebt den Wasserspiegel an. Wird die Luft aus dem Drucklufttank entlassen, fließt das Wasser zurück – ein Vorgang von wenigen Sekunden. Statt auf manuelle Bedienung setzt MicroStep für den Wasserstand auf ferngesteuerte Ventile und Sensoren. Das Unternehmen integriert diese Funktion in den Baureihen WaterCut und AquaCut standardmäßig ohne Aufpreis.

Freudenberg Sealing Technologies (FST) stellt zwei neue Produkte für prismatische Batteriezellen vor: Cell Envelopes und Cell Caps. Cell Envelopes werden aus Vliesstoffen gefertigt, die den Zellstapel umhüllen und den Stack bei der Montage schützen und elektrisch isolieren. Die faserbasierten Systeme bilden eine ultrahomogene dreidimensionale Porenstruktur, was beim Befüllen der Zelle die Gefahr des Einschlusses von Gasblasen reduziert. Cell Caps wiederum integrieren alle erforderlichen Funktionen, einschließlich der Berstscheiben, die im Falle eines thermischen Durchgehens der Zelle austretende Gase ableiten. Die Caps werden mit den inneren Elektroden verschweißt und sollen die Zellen effektiv versiegeln und isolieren. Die auf absolute Gasdichtigkeit geprüften Produkte bietet FST ganz nach Kundendesign an.

Wie der japanische Anbieter von Automatisierungslösungen für die Fügetechnik meldet, arbeitet er künftig mit den Roboterherstellern ABB und Fanuc zusammen. Kyokutoh wird die beiden Unternehmen in Zukunft mit seinen Elektroden-Kappenfräsern und -wechslern beliefern. Zusammen mit den Schweißrobotern von ABB und Fanuc sollen die Geräte in den nächsten Jahren in den Karosseriewerken von Volvo zum Einsatz kommen. Man freue sich darauf, zur weiteren Entwicklung der Mobilität beizutragen und die Projekte des Autobauers bestmöglich zu unterstützen, so Tamer Demirkaya, General Manager von Kyokutoh Europe, der betont: „Wir sind zuversichtlich, dass unsere hochpräzisen und zuverlässigen Kappenfräser und -wechsler die Schweißpräzision und Produktionseffizienz weiter steigern werden.“

Das Technologie- und Softwareunternehmen Emerson stellt mit der Branson GLX-1 Laserschweißmaschine eine, wie es heißt "Automatisierungslösung für sauberes, vibrationsfreies Schweißen zur Unterstützung des Kreislauf-Produktrecyclings“ vor. Laut Emerson bietet sie Anwendern die Flexibilität, die für das Erfüllen der steigenden Nachfrage nach kleinen, komplexen und filigranen Komponenten und Baugruppen erforderlich ist. Das System soll mehr Freiheit bei der Gestaltung und Verbindung von Komponenten mit dreidimensionalen Konturen gewähren, wie etwa Sensoren für die Elektronik-, Automobil- und Haushaltsgerätemärkte. Die Schweißnähte werden ohne Lichtblitz- oder Teilekennzeichnung erstellt, was für Teile von ästhetischer Optik wichtig ist. Dank der kleinen Stellfläche und des modularen Aufbaus eignet sich das Gerät für Reinräume gemäß ISO-8.

Die Aktualisierung der Automobilmessnormen des neuen VDA-Bandes 5.1 berücksichtigt den Trend, dass Messungen statt offline im Messraum immer häufiger über rückführbare Inline-Messsysteme durchgeführt werden. Mit dem APDIS Laser Radar habe man ein Produkt im Portfolio, das rückführbare Messungen auch inline abliefern könne, so Andreas Fuchs, Applikationsingenieur bei Nikon Metrology. Das System deckt ein breites Spektrum von Anwendungen in Fertigung, Industrie und Forschung ab. Dank der Möglichkeit, Details aus der Ferne messen zu können, ohne dass handgeführte Messtaster, Targets oder eine Oberflächenvorbereitung erforderlich sind, soll sich das Laser Radar sehr gut für die Automatisierung sich wiederholender Inspektionsaufgaben eignen – laut Nikon ein Alleinstellungsmerkmal.

Mit dem Matrix-Flächengreifer FMG will Schmalz eine flexible Lösung für die automatisierte Handhabung der in der Industrie immer weiter differenzierten Werkstücke anbieten. Eine Kombination aus modularer Bauweise, hoher Energieeffizienz und digitaler Vernetzung soll den Matrix-Flächengreifer FMG zu einem unverzichtbaren Werkzeug für moderne Fertigungs- und Logistikprozesse machen. Die Greifermodule mit jeweils zwölf Saugstellen wiegen weniger als ein Kilogramm und lassen sich in beliebiger Anordnung verblocken. Die Sauger lassen sich einzeln und gezielt mit Druckluft aktivieren. Dadurch werden die Saugstellen über einen Stößel zehn Millimeter weit ausgefahren. Dank der standardisierten Saugerschnittstelle können Anwender unterschiedliche Vakuumsauger mit Durchmessern von zwölf bis 28 Millimetern verwenden.

Das Softwareunternehmen Remberg hat einen KI-Copiloten entwickelt, der die Mitarbeiter bei der Fehlerbehebung von Anlagen unterstützt und das Suchen in Handbüchern und Verfahrensanweisungen mit komplizierten Erklärungen vergessen machen soll. Dazu greift er auf die Historie von Maschinen wie Dokumente, Dateien, sowie Herstellerinformationen zurück und übersetzt sie in klare Anweisungen für den Endanwender. Die Informationen erfolgen auf Knopfdruck, Rückfragen werden via KI-Chat gestellt. Die Antworten der KI basieren auf Quellen der jeweiligen Anlagen, wodurch man sicherstelle, „dass die Rückmeldungen deutlich präziser sind und den sehr hohen Anforderungen der Industrie gerecht werden”, so CEO David Hahn. Der KI-Copilot ist als eigenständige Funktion oder als integrierte Lösung im Kern der Cloud-basierten Softwarelösung XRM verfügbar.

Der Zulieferer setzt bei Software auf die Services von Amazon Web Services (AWS) und erarbeitet eine cloudbasierte Plattform für die Verwaltung von autonomen mobilen Robotern. Der Schwerpunkt liegt auf der Steuerung des hybriden Einsatzes des skalierbaren Conti-Softwarestacks zur AMR-Navigation für Intralogistik und Landwirtschaft. Bei Automotive etwa, kommt der Intralogistik-AMR bereits zum Einsatz. Die Zusammenarbeit mit dem Cloud Engineering (PACE)-Team von AWS soll für Kunden den Einsatz der Roboter über die gesamte Lebensdauer hinweg effizienter gestalten. Funktionen wie Remote-Debugging und Remote-Überwachung oder die Optimierung des Qualifizierungs- und Onboarding-Prozesses für den Einsatz der Roboter können durch detaillierte Simulationen realisiert werden.

Die Verbindungsexperten setzen bei alternativen Werkstoffen der E-Mobilität auf die jeweils passende Technik. Für Komponenten im Hochvolt-Bereich etwa auf einen aufwändigen, mehrstufigen Kaltumformungsprozess aus Kupfer statt aus Stahl. Für die Polschrauben der Hochvolt-Kontaktierung von Batteriemodulen oder die Distanzhalter zur elektrischen Entkopplung kann die Kaltmassivumformung als Basistechnologie dienen. Bei der Befestigung von Batteriegehäusen sollen fließlochformende FDS^-Schrauben Vorteile ausspielen, das Reibelementschweißen (Ejoweld) bei Batterierahmen mit Alu-Komponenten - beides im Übrigen aus dem Karosserierohbau bekannte und bewährte Verfahren. Eine bis zu zehnfach vergrößerte Kontaktfläche zwischen Bit und Antrieb verspricht das sogenannte Tobi Drive-System des Anbieters.

PixelPaint ist ein Lackapplikator, der ähnlich wie ein Tintenstrahldrucker arbeitet. ABB zufolge lassen sich mit ihm sowohl große Flächen mit einheitlicher Farbe wie auch kleinste Details mit höchster Präzision lackieren. Der Applikator birgt über 1.000 winzige, einzeln gesteuerte Düsen. In Kombination mit einem 3D-Bildverarbeitungssystem kann ein Lackierroboter wie der IRB 5500 eng an der Fahrzeugkarosserie arbeiten, was sicherstellen soll, dass 100 Prozent des Lacks aufgetragen wird, ohne dass Overspray oder überschüssiger Lacknebel entsteht. Wie ABB mitteilt, will Mahindra seine neue Lackieranlage für Elektrofahrzeuge mit der PixelPaint-Technologie ausstatten. Sie soll dem OEM ab 2025 dabei helfen, farblich abgesetzte Fahrzeugdächer und -säulen zu lackieren.

Das Fahrdynamik-Simulationszentrum Zero Prototype Lab des Engineering-Dienstleisters EDAG startet in Wolfsburg durch. Nun, sechs Monate nach der Bekanntgabe des Projekts, sollen Kunden aus aller Welt dort ihre Fahrzeuge und wichtige Funktionen umfassend virtuell testen können, ohne dass dafür Prototypen entwickelt werden müssen. Dies gestalte den Entwicklungsprozess deutlich effizienter, nachhaltiger und verkürze zudem die Zeit bis zur Markteinführung, heißt es bei EDAG. Neueste Simulationstechnik ermögliche es, Fahrzeugbewegungen exakt im virtuellen Raum abzubilden. Das Lab verfügt über drei Testplattformen zur Forschung und Entwicklung in den Bereichen Hardware, Software und Human Machine Interface (HMI). Innerhalb des Zero Prototype Lab lassen sich überdies auch sämtliche Rennstrecken abbilden.

Dürr, Grob und Manz zeigen Modellfabrik für Batterien

Bereits im Jahr 2022 schlossen Dürr, Grob und Manz die bisher erste europäische Kooperation im Bereich der Produktionstechnologie für Lithium-Ionen-Batterien. Zusammen präsentierten die Unternehmen nun kürzlich auf der Battery Show Europe in Stuttgart eine gemeinsam entwickelte Konzeptfabrik, die mit durchgängiger Prozessautomatisierung, präzise abgestimmten Schnittstellen und integrierten, holistischen Digitalisierungslösungen aufwartet.

Die Unternehmen, die ihre Expertise entlang der gesamten Prozesskette einbringen können, definierten dazu sechs Workstreams, um eine überdurchschnittliche Prozesseffizienz der Anlage zu erreichen. Dazu zählen etwa die MES/MOM-Lösung der Dürr-Tochter iTAC, mit der sich alle end-to-end darstellen lassen. Damit soll eine möglichst hohe Effizienz bei geringen Betriebskosten erreicht werden.

Das Gemeinschaftsprojekt aus einer Hand soll dem Kunden ein eigenes aufwändiges Projektmanagement ersparen. Ein erstes gemeinsames Kundenprojekt, eine Anlage zur Elektrodenfertigung und zur Montage von Batteriezellen, befindet sich den Unternehmen zufolge bereits in der Umsetzung.

2030 könnte in Deutschland fast ein Viertel aller Pkw elektrisch sein. Dies lässt den Berg an (alten) Batterien wachsen. Effektives Batterierecycling ist daher gefragt. Im Forschungsprojekt DeMoBat (Industrielle Demontage von Batterien und E-Motoren) mit zwölf Verbundpartnern, zeigt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA mit Hilfe eines KR Quantec von Kuka, wie speziell die Demontage der Batterien ablaufen könnte. Der Roboter wurde dafür komplett durch die am Fraunhofer IPA entwickelte Software pitasc betrieben und per RobotSensorInterface von Kuka gesteuert, was die Anbindung externer Sensoren erleichtert habe, heißt es. Laut Kuka lassen sich wichtige Demontageschritte so in Echtzeit regeln sowie zahlreiche Vorgänge automatisieren.

Mit einem glasfaserverstärkten Polypropylen-Compound mit einem Anteil von 65 Prozent recyceltem Polymer (Borcycle GD3600SY) gehen der Spezialist für Polyolefin-Lösungen Borealis und der Autokonzern Stellantis proaktiv auf die erwarteten Anforderungen der bevorstehenden europäischen Altfahrzeugverordnung ein. Diese sieht vor, dass 25 Prozent der verwendeten Kunststoffe in Neufahrzeugen aus recycelten Quellen stammen müssen.

Das System enthält 30 Prozent Glasfasern, wodurch fast die gesamte Polymerfraktion des Produkts aus recyceltem Post-Consumer-PP hergestellt wird. Zunächst wird es in Mittelkonsolenträgern für den neuen Peugeot 3008 zum Einsatz kommen. Damit wird erstmals ein Compound mit 65 Prozent PCR-PP in der Serie für Automobilinnenraumanwendungen eingesetzt.

Der Turiner Anbieter von Automatisierungslösungen Comau will groß angelegte, nachhaltige, kostengünstige und lokal verfügbare Lösungen zur Batterieherstellung anbieten. Mit Blick auf die neuesten Lösungen für die Zellenherstellung und das Testing spricht man bei Comau von einer „europäischen Alternative für den Batterieproduktionsprozess“. Mit dem eigenen Portfolio beherrsche man alle gängigen Zellenformate und die Prozesse vom Prototyping und der Vorserienproduktion bis zur Massenfertigung in den Gigafactories und Recycling von Altbatterien. Vehikel für eine einfache Automatisierung sind etwa der Sechsachs-Knickarm-Industrieroboter Racer-5 SE, der sich für die Batteriezellenmontage und die Reinraummontage von Mikroelektronik eignet, wie auch das Datenmanagement-Tool in.Grid-Plattform.

Die Zerspanungsexperten erweitern mit der Marke Walter FMT das Angebot an PKD-Werkzeugen für das Leichtbausegment. Durch Zukauf des Herstellers FMT (Frezite Metal Tooling) und der eigenen PKD-Kompetenz ergeben sich den Tübingern zufolge neue Synergien für die Kunden. Insbesondere bei PKD, wo individuelle Sonderwerkzeuge dominieren, sei eine enge Zusammenarbeit zwischen Kunde, Engineering und Produktion gefordert, heißt es bei Walter. Ein wichtiger Fokus liege dabei auf der Bearbeitung von abrasiven AlSi-Legierungen in der Automobilindustrie. Mit der neuen Kompetenzmarke Walter FMT will man ein vollumfängliches Leistungsspektrum bieten: Von spezifischen, technischen Lösungen über umfassende Expertise bei der Entwicklung bis hin zur Unterstützung bei der Prozessgestaltung.