Platmatrysrolmasjien van Baier & Michels en die ECCO TEC-proses – gekombineerde pers- en rolproses vir die vervaardiging van spaanlose presisie-onderdele

Revolusie in meganiese ingenieurswese: Hoe hierdie nuwe rolproses 80% materiaal bespaar

Die aflewering en installering van 'n 125-ton platwalsmasjien by die Rohrbach-perseel in Ober-Ramstadt is veel meer as net 'n logistieke prestasie op 'n sneeuagtige Januarie-naweek. Agter hierdie gebeurtenis lê 'n fundamentele transformasie van industriële vervaardiging, wat 'n voorbeeld is van hoe Duitse maatskappye moet reageer op verskerpte wêreldwye mededingende druk. Die stelsel wat deur baier & michels ontwikkel is, verteenwoordig 'n tegnologiese antwoord op 'n eksistensiële vraag: Kan hoogs outomatiese, spaanderlose vervaardiging vergoed vir die kostevoordele van Asiatiese mededingers terwyl dit terselfdertyd aan ekologiese imperatiewe voldoen?

Tegnologiese ontwrigting in die vervaardiging van presisie-onderdele

'n Platkaakrolmasjien verteenwoordig 'n fundamentele paradigmaskuif in die produksie van langskag-presisieonderdele. Die proses is gebaseer op die beginsel van koue vorming met behulp van twee teen-roterende, plat rolkake, waarvan een stilstaan ​​terwyl die ander horisontaal deur 'n krukmeganisme beweeg word. Die werkstuk, wat tussen die kake geposisioneer is, word progressief gevorm deur die wigvormige geometrie van die rolkake, wat gelyktydig roteer en die deursnee-area daarvan verminder.

Anders as roterende matrys-gebaseerde rolmasjiene, wat deurlopend werk en hoër siklustempo's behaal, bied plat matrysmasjiene beslissende voordele vir medium bondelgroottes en komplekse geometrieë. Die fundamentele voordeel lê in die aansienlik laer beleggingskoste gekombineer met buigsaamheid, wat die proses veral geskik maak vir die Europese middelgrootte vervaardigingslandskap. Die b&m-ECCO TEC-tegnologie wat deur baier & michels ontwikkel is, kombineer pers- en rolprosesse in 'n spaanlose vervaardigingsproses wat komponente kan produseer wat tradisioneel deur verskeie bewerkingstappe in 'n enkele, geïntegreerde proses vervaardig word.

Die belangrikheid van hierdie tegnologie word eers duidelik wanneer dit met konvensionele bewerking vergelyk word. Suierstange, verstelspindels en dryfasse word tipies vervaardig deur draai, frees, ratsny, hittebehandeling en finale slyp – 'n meerstadium-, materiaal- en energie-intensiewe proses. Spaanlose koue vorming, aan die ander kant, benut die rou materiaal byna volledig, aangesien geen spaanders geproduseer word nie. Materiaalbesparings van tot 80 persent kan bereik word vir komplekse koudgevormde onderdele. Hierdie besparing vertaal in beduidende omgewingsvoordele: CO2-uitlatings daal met tot 67 persent omdat energie-intensiewe herwinningsprosesse vir metaalspaanders uitgeskakel word, en die vraag na primêre hulpbronne word dramaties verminder.

Die werkverharding van die materiaal tydens die vormingsproses bied 'n verdere metallurgiese voordeel. Die materiaalvesels word nie afgesny nie; in plaas daarvan word die ontwrigtingsdigtheid in die kristalroosters verhoog, wat lei tot 'n digter, besonder veerkragtige oppervlakstruktuur. Hierdie werkverharding kan die behoefte aan nabehandelings soos verharding uitskakel en maak terselfdertyd hoër sterktewaardes moontlik as dié van bewerkte komponente. Vir veiligheidskritieke toepassings in hidrouliese silinders, waar suierstange aan enorme druk- en trekkragte onderwerp word, verteenwoordig dit 'n beduidende kwaliteitsverbetering.

Strategiese belang vir Duitse meganiese ingenieurswese

Die €20 miljoen-belegging deur baier & michels, 'n lid van die Würth-groep met ongeveer 500 werknemers, moet gesien word in die konteks van 'n fundamentele bedreiging vir Duitsland se industriële basis. Duitse meganiese ingenieurswese, tradisioneel die ruggraat van hierdie uitvoergerigte nasie met meer as 1,2 miljoen werknemers en 'n uitvoeraandeel van meer as 70 persent, staar 'n sistematiese aanval van Chinese mededingers in die gesig.

Terwyl Duitsland se markaandeel van globale masjinerie-uitvoere tussen 2013 en 2023 tot 15,2 persent gedaal het, het China se aandeel gedurende dieselfde tydperk van 14,3 tot 22,1 persent gestyg. Hierdie verskuiwing is nie net te wyte aan vergelykende kostevoordele nie, maar ook aan 'n nywerheidsbeleid-offensief: In 2019 het Chinese masjinerievervaardigers direkte en indirekte subsidies van gemiddeld € 15,7 miljoen per maatskappy ontvang, wat hulle in staat gestel het om produkte teen pryse aan te bied wat soms 50 persent laer is as Duitse vlakke. Terselfdertyd voorspel 61 persent van VDMA-lede dat hulle oor vyf jaar slegs 'n gemiddelde of swak mededingende posisie sal hê.

In hierdie omgewing verteenwoordig baier & michels se besluit om €20 miljoen by hul Ober-Ramstadt-perseel te belê, wat die neiging om produksie na die buiteland te verskuif, teenstaan, 'n strategiese posisioneringsskuif. Besturende Direkteur Jörg Pohl het die rasionaal duidelik verwoord: die produksietegnologie in die nuwe saal bied sulke beduidende voordele dat verdere belegging in die tegnologie 'n sekerheid is. Hy het verklaar dat die maatskappy produkte ontwikkel het wat feitlik ongeëwenaard is en sulke hoë kliëntevoordele bied dat arbeidskoste byvoorbeeld nie die primêre oorweging is nie.

Hierdie stelling onthul beide die kerndilemma en die potensiële oplossing. Duitse arbeidskoste is struktureel hoër as in Asië, maar hoogs outomatiese, tegnologie-intensiewe vervaardigingsprosesse kan meer as vergoed vir hierdie nadeel as hulle gelyktydig produksietye agt tot tien keer verminder en materiaalkoste drasties verlaag. Die b&m-ECCO TEC-tegnologie skep dus 'n mededingende voordeel wat nie in laeloonlande herhaal kan word deur bloot koste te besnoei nie.

Jana Tischler, hoof van nuwe kliënteverkope by baier & michels, het die hoë markdruk vanuit Asië as 'n verdere strategiese aspek beklemtoon. Die masjien verseker die maatskappy se produksieterrein in Duitsland terwyl dit terselfdertyd baie kort vervoerroetes binne Europa verseker. Hierdie stelling dui op 'n strukturele voordeel wat toenemend belangrik word as gevolg van geopolitieke ontwikkelinge. Die veerkragtigheid van globale voorsieningskettings het 'n prioriteit geword sedert die pandemieverwante ontwrigtings en geopolitieke spanning. Plaaslike of streekswaardekettings verminder vervoerrisiko's, verminder emissies en maak vinniger reaksietye op kliëntevereistes moontlik.

Die besluit om produksie in Duitsland te vestig eerder as om na naburige EU-lande te verskuif of vanuit Asië te hervestig, moet ook vanuit 'n makro-ekonomiese perspektief geëvalueer word. Studies toon dat terwyl 'n kruissektor-hervestigingsstrategie afhanklikhede verminder, dit ook beduidende verliese in voorspoed meebring. Volledige hervestiging sou Duitsland se BBP met byna 10 persent verminder, aangesien die spesialiseringsvoordele van die globale arbeidsverdeling verlore sou gaan. Nietemin kan strategiese hervestiging voordelig wees in sleutelsektore met hoë toegevoegde waarde en tegnologiese kompleksiteit, veral wanneer dit gekombineer word met produktiwiteitswinste deur Industrie 4.0-tegnologieë.

Ons globale bedryfs- en sakekundigheid in sake-ontwikkeling, verkope en bemarking - Beeld: Xpert.Digital

Bedryfsfokus: B2B, digitalisering (van KI tot XR), meganiese ingenieurswese, logistiek, hernubare energie en nywerheid

Meer daaroor hier:

• Xpert Besigheidsentrum

'n Onderwerpsentrum met insigte en kundigheid:

• Kennisplatform oor die globale en streeksekonomie, innovasie en bedryfspesifieke tendense
• Versameling van ontledings, impulse en agtergrondinligting uit ons fokusareas
• 'n Plek vir kundigheid en inligting oor huidige ontwikkelinge in besigheid en tegnologie
• Onderwerpsentrum vir maatskappye wat wil leer oor markte, digitalisering en bedryfsinnovasies

Ekonomiese en ekologiese sinergieë

Erkenning met die Duitse Volhoubaarheidstoekenning 2025 beklemtoon die tegnologie se dubbele voordeel: ekonomiese doeltreffendheid en ekologiese effektiwiteit. Die jurie het eksplisiet erken dat dit bygedra het tot die vermindering van primêre hulpbronverbruik en die doeltreffendheidswinste in 'n sektor met hoë aanvraag. Deur streekswaardekettings te versterk en langafstandvervoer te vermy, dra die proses ook by tot die vermindering van emissies.

Hierdie kombinasie is hoogs relevant vanuit 'n nywerheidsbeleidsperspektief. Die EU-taksonomie en strenger klimaatsteikens dwing maatskappye om hul produksie te dekarboniseer. Terselfdertyd styg energiekoste in Europa struktureel bo Asiatiese vlakke, wat die mededingendheid van energie-intensiewe nywerhede in gevaar stel. Tegnologieë wat dramatiese CO2-vermindering met kostebesparings kombineer, word dus 'n belangrike mededingende faktor.

Die materiaaldoeltreffendheid van koue vorming het 'n impak op verskeie vlakke. Eerstens neem direkte materiaalverbruik af, wat, gegewe die huidige wisselvallige grondstofpryse, produksiekoste onmiddellik verminder. Tweedens word die wegdoeningskoste vir metaalskaafsels uitgeskakel. Derdens word energieverbruik aansienlik verminder, aangesien geen energie-intensiewe hittebehandeling nodig is nie en koue vorming self by kamertemperatuur plaasvind. Vierdens maak die hoër presisie van die gevormde dele voorsiening vir nouer toleransies sonder daaropvolgende slypprosesse, wat lei tot verdere energie- en tydbesparings.

Die sirkulêre ekonomie-perspektief versterk hierdie voordele. Byna volledige materiaalbenutting verminder die behoefte aan primêre grondstowwe. Terselfdertyd is koudgevormde komponente meer duursaam as gevolg van hul verhoogde sterkte, wat produklewensiklusse verleng en hulpbronverbruik deur hul hele gebruiksfase verminder. Studies toon dat CO2-vermindering van tot 30 persent bereik kan word deur die lewensduur van komponente te verleng deur geoptimaliseerde vervaardigingsprosesse.

Toepassingsgebiede en industriële relevansie

Die belangrikheid van platmatrysroltegnologie word duidelik uit die toepassingsgebiede van die presisie-onderdele wat vervaardig word. Suierstange is sleutelkomponente in hidrouliese silinders wat in konstruksiemasjinerie, mynboutoerusting, buitelandse installasies en industriële perse gebruik word. Hierdie silinders skakel hidrouliese druk om in meganiese krag en moet uiterste vragte weerstaan. Die kwaliteit van die suierstang - die oppervlakafwerking, reguitheid, hardheid en sterkte - bepaal die operasionele betroubaarheid en lewensduur van die hele hidrouliese stelsel aansienlik.

Aandryfspindels en dryfasse word in masjiengereedskap, posisioneringstelsels en ratkaste aangetref. Hulle dra wringkrag oor of skakel rotasie om in lineêre beweging, wat die hoogste presisie en dravermoë vereis. Die vermoë om sulke komponente sonder masjinering te vervaardig, met komplekse profiele en veranderlike diameters langs die lengteas, bied nuwe grade van vryheid vir ontwerpers in liggewigkonstruksie en funksie-geïntegreerde ontwerp.

Die mark vir hierdie komponente is aansienlik. Die wêreldwye hidrouliese silindermark alleen word jaarliks ​​op etlike miljarde euro geraam, met toenemende vraag gedryf deur die uitbreiding van hernubare energie, infrastruktuurprojekte en industriële outomatisering. Die vermoë om hierdie onderdele aansienlik vinniger, meer koste-effektief en meer volhoubaar te produseer, gee vervaardigers nie net 'n mededingende voordeel nie, maar verminder ook kostes langs die hele waardeketting.

Dit is veral relevant in die konteks van elektromobiliteit en liggewigkonstruksie. Koue vorming maak voorsiening vir ligter komponente met dieselfde sterkte of hoër sterkte met dieselfde gewig. Dit is van kritieke belang vir elektriese aandryfstelsels en batterydraers, waar elke kilogram wat bespaar word, die reikafstand verhoog of die batterykapasiteit verminder. Koue vorming maak ook die gebruik van meer koste-effektiewe basismateriale moontlik, wat die nodige meganiese eienskappe deur die vormingsproses verkry.

Logistieke uitdaging en operasionele kompleksiteit

Die vervoer en installering van die 125-ton-masjien illustreer die kompleksiteit van grootskaalse industriële projekte. 'n Swaar vervoervoertuig het die 100-ton-middelstuk oor drie nagte van België na Rohrbach gebring, vergesel deur ses ander vragmotors wat bykomende komponente vervoer het. Spesiale hyskrane moes die masjienonderdeel deur die dak van die nuutgeboude fabrieksgebou lig. Ten spyte van noukeurige beplanning het vertragings in die dakdekkers se aankoms weens winterse padtoestande en probleme met die verwydering van die permanent geïnstalleerde dakelemente 'n vertraging van vier uur tot gevolg gehad.

Hierdie uitdagings is simptomaties van die eise van moderne vervaardigingstelsels. Die masjien self is in België gebou, terwyl die produksiesaal parallel in Rohrbach gebou is – 'n voorbeeld van die internasionale arbeidsverdeling, selfs in Europese projekte. Die koördinering van saalkonstruksie, masjienvervaardiging, vervoer, kraanmontering en finale installasie vereis presiese projekbestuur en die integrasie van talle spesialiste.

Nadat die masjien geïnstalleer is, begin die inbedryfstellings- en produksie-aanvangsfase. Gedurende hierdie aanvangsfase moet prosesparameters geoptimaliseer word, gereedskap aangepas word en werknemers opgelei word totdat reeksproduksiegereedheid bereik is en die geteikende siklustye betroubaar gerealiseer kan word.

Digitalisering en Industrie 4.0-integrasie

Moderne rolmeule word toenemend toegerus met Industrie 4.0-funksionaliteite. Sensors registreer prosesparameters intyds, selflerende beheerstelsels kompenseer outonoom vir materiaalspesifieke variasies, en gereedskapdata word outomaties via DMC-kode gelees. Hierdie digitale integrasie maak onderdele-opspoorbaarheid, voorspellende instandhouding en deurlopende prosesoptimalisering moontlik.

Die selfleer-beheerstelsel wat deur Baier & Michels ontwikkel is, verteenwoordig 'n eie mededingende voordeel. Sulke aanpasbare stelsels is noodsaaklik vir winsgewendheid, aangesien dit afval verminder, opsteltye verkort en aanlegbenutting maksimeer. In 'n bedryf waar marges krimp as gevolg van prysdruk, kan die verskil tussen 85 en 95 persent aanlegbenutting die verskil tussen wins en verlies beteken.

Digitalisering maak ook nuwe besigheidsmodelle oop. Afstandsonderhoud, voorspellende onderhoud en datagedrewe proseskonsultasie kan as bykomende dienste bemark word. Deur die masjien met die produksiebeplanningstelsel te netwerk, kan byna-intydse aanpassings aan bestellingskommelings gemaak word en voorsieningskettingbestuur geoptimaliseer word.

'n Mediumgrootte maatskappy wys hoe dit gedoen word: Die bloudruk vir Duitsland se mededingendheid

Die ontwikkeling by Baier & Michels is 'n voorbeeld van 'n moontlike pad vir Duitse meganiese ingenieurswese: tegnologiese leierskap deur prosesinnovasie, volhoubaarheid as 'n onderskeidende faktor, en strategiese terreinsekuriteit deur produktiwiteitsspronge. Die sukses van hierdie strategie hang van verskeie faktore af.

Eerstens moet die politieke raamwerk reg wees. Energiekoste, burokrasie, belastinglas en infrastruktuurgehalte is sleutelfaktore wat 'n ligging se aantreklikheid bepaal. Die VDMA (Duitse Ingenieursfederasie) doen tereg 'n beroep op fundamentele hervormings: verbeterde infrastruktuur, internasionale mededingendheid van die belastingstelsel, vermindering van regulatoriese struikelblokke en die versekering van bekostigbare energiepryse. Sonder hierdie strukturele verbeterings sal die tegnologiese uitnemendheid van individuele maatskappye nie genoeg wees om die ligging as geheel te stabiliseer nie.

Tweedens, skaalvergroting is van kardinale belang. Die b&m-ECCO TEC-tegnologie moet homself in die mark vestig en in beduidende hoeveelhede toegepas word om wydverspreide impak te behaal. Dit vereis oortuigende kliëntverwysings, tegnologie-oordrag en moontlik lisensiëring aan ander vervaardigers. Die Würth-groep, met sy wêreldwye netwerk en finansiële sterkte, kan as 'n vermenigvuldiger in hierdie proses optree.

Derdens moet die intensiteit van navorsing en ontwikkeling gehandhaaf word. Die 28 000 uur se ontwikkelingswerk vir die huidige masjien demonstreer die voortdurende innovasie wat benodig word. Openbare navorsingsbefondsing, samewerking met universiteite en navorsingsinstitute, en die beskerming van intellektuele eiendom is kritieke suksesfaktore.

Vierdens, die afhanklikheid van die Chinese mark kan nie geïgnoreer word nie. China is die tweede belangrikste uitvoermark vir Duitse meganiese ingenieurswese en terselfdertyd Duitsland se belangrikste verskaffer van masjinerie. 'n Eensydige ontkoppeling sal aansienlike verliese in welvaart veroorsaak. Die strategie moet dus 'n balans vind tussen die diversifisering van verkoopsmarkte, die verhoging van mededingendheid in Europa en selektiewe samewerking met China op nie-kritieke gebiede.

Die installering van die wêreld se grootste platwalsmasjien in Rohrbach is dus meer as net 'n tegniese meesterstuk. Dit is 'n verklaring oor die toekomstige lewensvatbaarheid van Duitsland as 'n industriële ligging – bewys dat hoëloonlande hulself in globale mededinging kan handhaaf deur innovasie, volhoubaarheid en tegnologiese uitnemendheid. Of hierdie voorbeeld 'n presedent skep of 'n uitsondering bly, sal in die komende jare duidelik word. Een ding is seker: die wedloop is nie verlore nie, maar die gaping na die kompetisie krimp met elke vertraagde hervorming en elke gemiste belegging.

Konrad Wolfenstein

Ek sal graag as jou persoonlike adviseur dien.

kontak onder Wolfenstein ∂ Xpert.digital

Bel my net onder +49 89 674 804 (München)

LinkedIn