Plochý válcovací stroj od firmy Baier & Michels a proces ECCO TEC – kombinovaný proces lisování a válcování pro beztřískovou výrobu přesných dílů

Revoluce ve strojírenství: Jak tento nový proces válcování šetří 80 % materiálu

Dodávka a instalace 125tunové válcovací stolice s plochým závitem v závodě Rohrbach v Ober-Ramstadtu představuje mnohem více než jen logistický výkon během zasněženého lednového víkendu. Za touto událostí se skrývá zásadní transformace průmyslové výroby, která je příkladem toho, jak musí německé firmy reagovat na zesílený globální konkurenční tlak. Systém vyvinutý společností Baier & Michels představuje technologickou odpověď na existenční otázku: Může vysoce automatizovaná beztřísková výroba kompenzovat cenové výhody asijských konkurentů a zároveň splňovat ekologické požadavky?

Technologické narušení výroby přesných dílů

Válcovačka s plochými čelistmi představuje zásadní paradigmatický posun ve výrobě přesných dílů s dlouhým dříkem. Proces je založen na principu tváření za studena s využitím dvou protiběžných, plochých válcovacích čelistí, z nichž jedna je stacionární, zatímco druhá se pohybuje vodorovně pomocí klikového mechanismu. Obrobek umístěný mezi čelistmi je postupně tvarován klínovou geometrií válcovacích čelistí, které se současně otáčejí a zmenšují tak svou plochu průřezu.

Na rozdíl od rotačních válcovacích strojů s lisovacími nástroji, které pracují nepřetržitě a dosahují vyšších cyklů, nabízejí ploché válcovací stroje rozhodující výhody pro střední velikosti dávek a složité geometrie. Základní výhoda spočívá ve výrazně nižších investičních nákladech v kombinaci s flexibilitou, díky čemuž je tento proces obzvláště vhodný pro evropské středně velké výrobní podniky. Technologie b&m-ECCO TEC vyvinutá společností Baier & Michels kombinuje procesy lisování a válcování do beztřískového výrobního procesu, který umožňuje vyrábět součásti tradičně vyráběné pomocí více obráběcích kroků v jednom integrovaném procesu.

Význam této technologie se projeví až ve srovnání s konvenčním obráběním. Pístní tyče, stavěcí vřetena a hnací hřídele se obvykle vyrábějí soustružením, frézováním, ozubením, tepelným zpracováním a konečným broušením – což je vícestupňový, materiálově a energeticky náročný proces. Beztřískové tváření za studena naproti tomu využívá surovinu téměř úplně, protože nevznikají žádné třísky. U složitých dílů tvářených za studena lze dosáhnout úspory materiálu až 80 procent. Tato úspora se promítá do významných environmentálních výhod: Emise CO2 se snižují až o 67 procent, protože se eliminují energeticky náročné recyklační procesy kovových třísek a dramaticky se snižuje poptávka po primárních zdrojích.

Zpevnění materiálu během procesu tváření nabízí další metalurgickou výhodu. Vlákna materiálu se nepřerušují, ale místo toho se zvyšuje hustota dislokací v krystalových mřížkách, což vede k hustší a obzvláště odolné povrchové struktuře. Toto zpevnění může eliminovat potřebu následných úprav, jako je kalení, a zároveň umožňuje vyšší hodnoty pevnosti než u obráběných součástí. Pro bezpečnostně kritické aplikace v hydraulických válcích, kde jsou pístní tyče vystaveny obrovským tlakovým a tahovým silám, to představuje významné zlepšení kvality.

Strategický význam pro německé strojírenství

Investici ve výši 20 milionů eur společnosti Baier & Michels, člena skupiny Würth s přibližně 500 zaměstnanci, je třeba vnímat v kontextu zásadní hrozby pro německou průmyslovou základnu. Německé strojírenství, tradičně páteř tohoto exportně orientovaného národa s více než 1,2 miliony zaměstnanců a podílem exportu přesahujícím 70 procent, čelí systematickým útokům čínské konkurence.

Zatímco podíl Německa na globálním exportu strojů klesl mezi lety 2013 a 2023 na 15,2 procenta, podíl Číny se ve stejném období zvýšil ze 14,3 na 22,1 procenta. Tento posun není způsoben pouze komparativními cenovými výhodami, ale také ofenzívou průmyslové politiky: V roce 2019 obdrželi čínští výrobci strojů přímé a nepřímé dotace v průměru 15,7 milionu eur na společnost, což jim umožnilo nabízet produkty za ceny, které jsou někdy až o 50 procent nižší než německé. Zároveň 61 procent členů VDMA předpovídá, že za pět let budou mít pouze průměrnou nebo špatnou konkurenční pozici.

V tomto prostředí představuje rozhodnutí společnosti Baier & Michels investovat 20 milionů eur do svého závodu v Ober-Ramstadtu, a tím se vyhnout trendu přesouvání výroby do zahraničí, strategický krok. Generální ředitel Jörg Pohl jasně formuloval důvod: výrobní technologie v nové hale nabízí tak významné výhody, že další investice do technologie jsou jistotou. Uvedl, že společnost vyvinula produkty, které jsou prakticky bezkonkurenční a poskytují tak vysoké výhody pro zákazníky, že například náklady na práci nejsou primárním hlediskem.

Toto tvrzení odhaluje jak základní dilema, tak i potenciální řešení. Náklady na pracovní sílu v Německu jsou strukturálně vyšší než v Asii, ale vysoce automatizované, technologicky náročné výrobní procesy mohou tuto nevýhodu více než kompenzovat, pokud současně zkrátí výrobní dobu osminásobně až desetinásobně a drasticky sníží náklady na materiál. Technologie b&m-ECCO TEC tak vytváří konkurenční výhodu, kterou nelze v zemích s nízkými mzdami replikovat pouhým snížením nákladů.

Jana Tischlerová, vedoucí prodeje novým zákazníkům ve společnosti Baier & Michels, zdůraznila jako další strategický aspekt vysoký tlak trhu z Asie. Stroj zajišťuje výrobní závod společnosti v Německu a zároveň velmi krátké přepravní trasy v rámci Evropy. Toto prohlášení poukazuje na strukturální výhodu, která nabývá na významu v důsledku geopolitického vývoje. Odolnost globálních dodavatelských řetězců se stala prioritou od narušení provozu a geopolitického napětí souvisejícího s pandemií. Místní nebo regionální hodnotové řetězce minimalizují přepravní rizika, snižují emise a umožňují rychlejší reakční dobu na požadavky zákazníků.

Rozhodnutí umístit výrobu v Německu namísto nearshoringu do sousedních zemí EU nebo reshoringu z Asie musí být zhodnoceno i z makroekonomického hlediska. Studie ukazují, že strategie meziodvětvového reshoringu sice snižuje závislosti, ale zároveň s sebou nese značné ztráty prosperity. Úplný reshoring by snížil HDP Německa o téměř 10 procent, protože by se ztratily výhody specializace plynoucí z globální dělby práce. Strategický reshoring však může být prospěšný v klíčových odvětvích s vysokou přidanou hodnotou a technologickou složitostí, zejména v kombinaci se zvýšením produktivity prostřednictvím technologií Průmyslu 4.0.

Naše globální odborné znalosti v oblasti rozvoje podnikání, prodeje a marketingu v oboru a v oblasti podnikání - Obrázek: Xpert.Digital

Zaměření na odvětví: B2B, digitalizace (od AI po XR), strojírenství, logistika, obnovitelné zdroje energie a průmysl

Více o tom zde:

• Obchodní centrum Xpert

Tematické centrum s poznatky a odbornými znalostmi:

• Znalostní platforma o globální a regionální ekonomice, inovacích a trendech specifických pro dané odvětví
• Sběr analýz, impulsů a podkladových informací z našich oblastí zájmu
• Místo pro odborné znalosti a informace o aktuálním vývoji v oblasti podnikání a technologií
• Tematické centrum pro firmy, které se chtějí dozvědět více o trzích, digitalizaci a inovacích v oboru

Ekonomické a ekologické synergie

Ocenění v rámci ceny German Sustainability Award 2025 zdůrazňuje dvojí přínos této technologie: ekonomickou efektivitu a ekologickou účinnost. Porota výslovně ocenila její přínos ke snížení spotřeby primárních zdrojů a zvýšení efektivity v odvětví s vysokou poptávkou. Posílením regionálních hodnotových řetězců a zamezením dálkové dopravy tento proces také přispívá ke snižování emisí.

Tato kombinace je z hlediska průmyslové politiky velmi relevantní. Taxonomie EU a přísnější klimatické cíle nutí společnosti k dekarbonizaci své výroby. Zároveň náklady na energie v Evropě strukturálně rostou nad asijskou úroveň, což ohrožuje konkurenceschopnost energeticky náročných odvětví. Technologie, které kombinují dramatické snížení emisí CO2 s úsporami nákladů, se proto stávají klíčovým konkurenčním faktorem.

Materiálová účinnost tváření za studena má dopad na několika úrovních. Zaprvé, snižuje se přímá spotřeba materiálu, což vzhledem k současným kolísavým cenám surovin okamžitě snižuje výrobní náklady. Zadruhé, eliminují se náklady na likvidaci kovových třísek. Zatřetí, výrazně se snižuje spotřeba energie, protože není nutné energeticky náročné tepelné zpracování a samotné tváření za studena probíhá při pokojové teplotě. Začtvrté, vyšší přesnost tvářených dílů umožňuje užší tolerance bez následných broušení, což vede k dalším úsporám energie a času.

Perspektiva cirkulární ekonomiky tyto výhody posiluje. Téměř úplné využití materiálů minimalizuje potřebu primárních surovin. Zároveň jsou za studena tvářené součásti odolnější díky své zvýšené pevnosti, což prodlužuje životní cyklus výrobků a snižuje spotřebu zdrojů v celé jejich fázi používání. Studie ukazují, že prodloužením životnosti součástí optimalizací výrobních procesů lze dosáhnout snížení emisí CO2 až o 30 procent.

Oblasti použití a průmyslový význam

Význam technologie válcování plochých zápustek je zřejmý z oblastí použití vyráběných přesných dílů. Pístní tyče jsou klíčovými součástmi hydraulických válců používaných ve stavebních strojích, těžebních zařízeních, pobřežních instalacích a průmyslových lisech. Tyto válce přeměňují hydraulický tlak na mechanickou sílu a musí odolávat extrémnímu zatížení. Kvalita pístní tyče – její povrchová úprava, přímost, tvrdost a pevnost – významně určuje provozní spolehlivost a životnost celého hydraulického systému.

Pohonná vřetena a hnací hřídele se nacházejí v obráběcích strojích, polohovacích systémech a převodovkách. Přenášejí točivý moment nebo přeměňují rotaci na lineární pohyb, což vyžaduje nejvyšší přesnost a únosnost. Schopnost vyrábět takové součásti bez obrábění, se složitými profily a proměnnými průměry podél podélné osy, otevírá konstruktérům nové stupně svobody v oblasti lehkých konstrukcí a funkčně integrovaného designu.

Trh s těmito komponenty je značný. Samotný globální trh s hydraulickými válci se odhaduje na několik miliard eur ročně, přičemž rostoucí poptávka je poháněna rozvojem obnovitelných zdrojů energie, infrastrukturními projekty a průmyslovou automatizací. Schopnost vyrábět tyto díly výrazně rychleji, nákladově efektivněji a udržitelněji nejen dává výrobcům konkurenční výhodu, ale také snižuje náklady v celém hodnotovém řetězci.

To je obzvláště důležité v kontextu elektromobility a lehké konstrukce. Tváření za studena umožňuje výrobu lehčích komponentů se stejnou nebo vyšší pevností při stejné hmotnosti. To je zásadní pro elektrické pohonné systémy a nosiče baterií, kde každý ušetřený kilogram zvyšuje dojezd nebo snižuje kapacitu baterie. Tváření za studena také umožňuje použití cenově výhodnějších základních materiálů, které procesem tváření získávají potřebné mechanické vlastnosti.

Logistická výzva a provozní složitost

Přeprava a instalace 125tunového stroje ilustrují složitost velkých průmyslových projektů. Těžké přepravní vozidlo přivezlo 100tunový ústřední prvek z Belgie do Rohrbachu během tří nocí, doprovázené šesti dalšími nákladními vozy s dodatečnými komponenty. Speciální jeřáby musely zvednout část stroje přes střechu nově postavené tovární budovy. Navzdory pečlivému plánování vedly zpoždění příjezdu pokrývačů v důsledku zimních silničních podmínek a potíže s demontáží trvale instalovaných střešních prvků ke čtyřhodinovému zpoždění.

Tyto výzvy jsou příznačné pro požadavky moderních výrobních systémů. Samotný stroj byl postaven v Belgii, zatímco výrobní hala byla postavena paralelně v Rohrbachu – příklad mezinárodní dělby práce, a to i v evropských projektech. Koordinace výstavby haly, výroby strojů, dopravy, montáže jeřábů a finální instalace vyžaduje přesné řízení projektu a integraci řady specialistů.

Po instalaci stroje začíná fáze uvedení do provozu a spuštění výroby. Během této fáze spouštění je nutné optimalizovat procesní parametry, seřídit nástroje a proškolit zaměstnance, dokud není dosaženo připravenosti k sériové výrobě a nelze spolehlivě realizovat cílové doby cyklů.

Digitalizace a integrace Průmyslu 4.0

Moderní válcovny jsou stále více vybaveny funkcemi Průmyslu 4.0. Senzory zaznamenávají procesní parametry v reálném čase, samoučící se řídicí systémy autonomně kompenzují odchylky specifické pro materiál a data o nástrojích jsou automaticky načítána pomocí kódu DMC. Tato digitální integrace umožňuje sledovatelnost dílů, prediktivní údržbu a průběžnou optimalizaci procesů.

Samoučící se řídicí systém vyvinutý společností Baier & Michels představuje vlastní konkurenční výhodu. Takové adaptivní systémy jsou klíčové pro ziskovost, protože snižují zmetkovitost, zkracují doby nastavení a maximalizují využití zařízení. V odvětví, kde se marže zmenšují v důsledku cenového tlaku, může rozdíl mezi 85 a 95 procenty využití zařízení znamenat rozdíl mezi ziskem a ztrátou.

Digitalizace také otevírá nové obchodní modely. Jako doplňkové služby lze nabízet vzdálenou údržbu, prediktivní údržbu a datově řízené procesní poradenství. Propojení stroje se systémem plánování výroby umožňuje úpravy výkyvů objednávek téměř v reálném čase a optimalizuje řízení dodavatelského řetězce.

Středně velká firma ukazuje, jak na to: Plán pro konkurenceschopnost Německa

Vývoj ve společnosti Baier & Michels je příkladem možné cesty pro německé strojírenství: technologické vedení prostřednictvím inovací procesů, udržitelnost jako rozlišovací faktor a strategická bezpečnost pracoviště prostřednictvím skoků v produktivitě. Úspěch této strategie závisí na několika faktorech.

Zaprvé, politický rámec musí být správný. Náklady na energie, byrokracie, daňová zátěž a kvalita infrastruktury jsou klíčovými faktory určujícími atraktivitu lokality. VDMA (Německá strojírenská federace) právem volá po zásadních reformách: zlepšení infrastruktury, mezinárodní konkurenceschopnosti daňového systému, snížení regulačních překážek a zajištění dostupných cen energií. Bez těchto strukturálních vylepšení nebude technologická excelence jednotlivých společností stačit ke stabilizaci lokality jako celku.

Za druhé, klíčové je škálování. Technologie b&m-ECCO TEC se musí etablovat na trhu a být používána ve významném množství, aby dosáhla širokého dopadu. To vyžaduje přesvědčivé reference zákazníků, transfer technologií a potenciálně i licencování jiným výrobcům. Skupina Würth se svou globální sítí a finanční silou může v tomto procesu působit jako multiplikátor.

Za třetí, je nutné zachovat intenzitu výzkumu a vývoje. 28 000 hodin vývojové práce na současném stroji dokazuje, že je zapotřebí neustálá inovace. Veřejné financování výzkumu, spolupráce s univerzitami a výzkumnými ústavy a ochrana duševního vlastnictví jsou klíčovými faktory úspěchu.

Za čtvrté, nelze ignorovat závislost na čínském trhu. Čína je druhým nejdůležitějším exportním trhem pro německé strojírenství a zároveň nejdůležitějším dodavatelem strojů pro Německo. Jednostranné oddělení by způsobilo značné ztráty prosperity. Strategie proto musí najít rovnováhu mezi diverzifikací odbytových trhů, zvyšováním konkurenceschopnosti v Evropě a selektivní spoluprací s Čínou v nekritických oblastech.

Instalace největšího válcovacího stroje na ploché závity na světě v Rohrbachu je proto více než jen technické mistrovské dílo. Je to prohlášení o budoucí životaschopnosti Německa jako průmyslové lokality – důkaz, že země s vysokými mzdami se mohou v globální konkurenci udržet díky inovacím, udržitelnosti a technologické excelenci. Zda tento příklad vytvoří precedent, nebo zůstane výjimkou, se ukáže v nadcházejících letech. Jedna věc je jistá: závod není ztracen, ale rozdíl oproti konkurenci se s každou opožděnou reformou a každou zmeškanou investicí zmenšuje.

Konrad Wolfenstein

Rád posloužím jako váš osobní poradce.

kontaktovat pod Wolfenstein ∂ xpert.digital

Zavolejte mi pod +49 89 674 804 (Mnichov)

LinkedIn