Fladvalsemaskine fra Baier & Michels og ECCO TEC-processen – kombineret presning og valsning til fremstilling af spånfri præcisionsdele

Revolution inden for maskinteknik: Hvordan denne nye valseproces sparer 80% materiale

Leveringen og installationen af ​​et 125-tons fladvalseværk på Rohrbach-fabrikken i Ober-Ramstadt markerer langt mere end en logistisk bedrift på en snedækket januarweekend. Bag denne begivenhed ligger en fundamental transformation af industriel produktion, der eksemplificerer, hvordan tyske virksomheder skal reagere på et intensiveret globalt konkurrencepres. Systemet udviklet af Baier & Michels repræsenterer et teknologisk svar på et eksistentielt spørgsmål: Kan højautomatiseret, spånfri produktion kompensere for de asiatiske konkurrenters omkostningsfordele og samtidig opfylde økologiske krav?

Teknologisk forstyrrelse i fremstilling af præcisionsdele

En fladkæbevalsemaskine repræsenterer et fundamentalt paradigmeskift i produktionen af ​​præcisionsdele med lange skafter. Processen er baseret på princippet om koldformning ved hjælp af to modsat roterende, fladvalsende kæber, hvoraf den ene er stationær, mens den anden bevæges vandret af en krumtapmekanisme. Emnet, der er placeret mellem kæberne, formes progressivt af valsekæbernes kileformede geometri, der samtidig roterer og reducerer dets tværsnitsareal.

I modsætning til rotationsbaserede valsemaskiner, der arbejder kontinuerligt og opnår højere cyklushastigheder, tilbyder fladvalsemaskiner afgørende fordele til mellemstore batchstørrelser og komplekse geometrier. Den grundlæggende fordel ligger i de betydeligt lavere investeringsomkostninger kombineret med fleksibilitet, hvilket gør processen særligt velegnet til det europæiske mellemstore produktionslandskab. b&m-ECCO TEC-teknologien, der er udviklet af baier & michels, kombinerer presnings- og valseprocesser i en spånfri fremstillingsproces, der kan producere komponenter, der traditionelt fremstilles gennem flere bearbejdningstrin i en enkelt, integreret proces.

Betydningen af ​​denne teknologi bliver først tydelig, når den sammenlignes med konventionel bearbejdning. Stempelstænger, justeringsspindler og drivaksler fremstilles typisk ved drejning, fræsning, tandhjulsskæring, varmebehandling og endelig slibning – en flertrins, materiale- og energikrævende proces. Spånfri koldformning udnytter derimod råmaterialet næsten fuldstændigt, da der ikke produceres spåner. Materialebesparelser på op til 80 procent kan opnås for komplekse koldformede dele. Denne besparelse resulterer i betydelige miljømæssige fordele: CO2-udledningen falder med op til 67 procent, fordi energikrævende genbrugsprocesser for metalspåner elimineres, og efterspørgslen efter primære ressourcer reduceres dramatisk.

Materialets deformationshærdning under formningsprocessen giver en yderligere metallurgisk fordel. Materialefibrene adskilles ikke; i stedet øges dislokationstætheden i krystalgitterene, hvilket resulterer i en tættere og særligt elastisk overfladestruktur. Denne deformationshærdning kan eliminere behovet for efterbehandlinger såsom hærdning og muliggør samtidig højere styrkeværdier end for bearbejdede komponenter. Til sikkerhedskritiske anvendelser i hydrauliske cylindre, hvor stempelstænger udsættes for enorme tryk- og trækkræfter, repræsenterer dette en betydelig kvalitetsforbedring.

Strategisk betydning for tysk maskinteknik

Investeringen på 20 millioner euro fra baier & michels, et medlem af Würth-gruppen med omkring 500 ansatte, skal ses i sammenhæng med en fundamental trussel mod Tysklands industrielle base. Tysk maskinteknik, der traditionelt har været rygraden i denne eksportorienterede nation med over 1,2 millioner ansatte og en eksportandel på over 70 procent, står over for et systematisk angreb fra kinesiske konkurrenter.

Mens Tysklands markedsandel af den globale maskineksport faldt til 15,2 procent mellem 2013 og 2023, steg Kinas andel fra 14,3 til 22,1 procent i samme periode. Dette skift skyldes ikke udelukkende komparative omkostningsfordele, men også en industripolitisk offensiv: I 2019 modtog kinesiske maskinproducenter direkte og indirekte subsidier på i gennemsnit 15,7 millioner euro pr. virksomhed, hvilket gjorde det muligt for dem at tilbyde produkter til priser, der nogle gange er 50 procent lavere end det tyske niveau. Samtidig forudsiger 61 procent af VDMA-medlemmerne, at de kun vil have en gennemsnitlig eller dårlig konkurrenceposition om fem år.

I dette miljø repræsenterer Baier & Michels' beslutning om at investere 20 millioner euro på deres fabrik i Ober-Ramstadt, hvilket går imod tendensen med at flytte produktionen til udlandet, et strategisk positioneringstræk. Administrerende direktør Jörg Pohl formulerede klart begrundelsen: Produktionsteknologien i den nye hal tilbyder så betydelige fordele, at yderligere investeringer i teknologien er en sikkerhed. Han udtalte, at virksomheden har udviklet produkter, der er praktisk talt uovertrufne og giver så høje kundefordele, at f.eks. lønomkostninger ikke er den primære overvejelse.

Denne udtalelse afslører både det centrale dilemma og den potentielle løsning. Tyske lønomkostninger er strukturelt højere end i Asien, men stærkt automatiserede, teknologiintensive fremstillingsprocesser kan mere end kompensere for denne ulempe, hvis de samtidig reducerer produktionstiderne otte til ti gange og drastisk sænker materialeomkostningerne. b&m-ECCO TEC-teknologien skaber således en konkurrencefordel, der ikke kan replikeres i lavtlønslande blot ved at skære i omkostningerne.

Jana Tischler, chef for nye kunder hos baier & michels, understregede det høje markedspres fra Asien som et yderligere strategisk aspekt. Maskinen sikrer virksomhedens produktionssted i Tyskland og sikrer samtidig meget korte transportruter inden for Europa. Denne udtalelse peger på en strukturel fordel, der vinder i betydning på grund af den geopolitiske udvikling. Modstandsdygtigheden i globale forsyningskæder er blevet en prioritet siden de pandemirelaterede forstyrrelser og geopolitiske spændinger. Lokale eller regionale værdikæder minimerer transportrisici, reducerer emissioner og muliggør hurtigere responstider på kundernes behov.

Beslutningen om at placere produktionen i Tyskland i stedet for at flytte produktionen til nabolande i EU eller fra Asien skal også vurderes ud fra et makroøkonomisk perspektiv. Undersøgelser viser, at selvom en tværsektoriel reshoringstrategi reducerer afhængigheder, medfører den også betydelige velstandstab. Fuldstændig reshoring ville reducere Tysklands BNP med næsten 10 procent, da specialiseringsfordelene ved den globale arbejdsdeling ville gå tabt. Ikke desto mindre kan strategisk reshoring være gavnlig i nøglesektorer med høj merværdi og teknologisk kompleksitet, især når det kombineres med produktivitetsgevinster gennem Industri 4.0-teknologier.

Vores globale branche- og økonomiske ekspertise inden for forretningsudvikling, salg og marketing - Billede: Xpert.Digital

Branchefokusområder: B2B, digitalisering (fra AI til XR), maskinteknik, logistik, vedvarende energi og industri

Mere information her:

• Ekspert Business Hub

Et tematisk knudepunkt, der tilbyder indsigt og ekspertise:

• Vidensplatform, der dækker globale og regionale økonomier, innovation og branchespecifikke tendenser
• En samling af analyser, indsigter og baggrundsinformation fra vores vigtigste fokusområder
• Et sted for ekspertise og information om aktuelle udviklinger inden for erhvervsliv og teknologi
• Et knudepunkt for virksomheder, der søger information om markeder, digitalisering og brancheinnovationer

Økonomiske og økologiske synergier

Anerkendelsen med den tyske bæredygtighedspris 2025 understreger teknologiens dobbelte fordel: økonomisk effektivitet og økologisk effektivitet. Juryen anerkendte eksplicit dens bidrag til at reducere forbruget af primære ressourcer og effektivitetsgevinsterne i en sektor med høj efterspørgsel. Ved at styrke regionale værdikæder og undgå langdistancetransport bidrager processen også til at reducere emissioner.

Denne kombination er yderst relevant fra et industripolitisk perspektiv. EU's taksonomiske system og strengere klimamål tvinger virksomheder til at dekarbonisere deres produktion. Samtidig stiger energiomkostningerne i Europa strukturelt over det asiatiske niveau, hvilket bringer energiintensive industriers konkurrenceevne i fare. Teknologier, der kombinerer dramatiske CO2-reduktioner med omkostningsbesparelser, er derfor ved at blive en central konkurrencefaktor.

Materialeeffektiviteten ved koldformning har indflydelse på flere niveauer. For det første falder det direkte materialeforbrug, hvilket, givet de nuværende volatile råvarepriser, øjeblikkeligt reducerer produktionsomkostningerne. For det andet elimineres bortskaffelsesomkostningerne for metalspåner. For det tredje reduceres energiforbruget betydeligt, da der ikke kræves nogen energiintensiv varmebehandling, og selve koldformningen finder sted ved stuetemperatur. For det fjerde muliggør den højere præcision af de formede dele snævrere tolerancer uden efterfølgende slibeprocesser, hvilket resulterer i yderligere energi- og tidsbesparelser.

Perspektivet for cirkulær økonomi forstærker disse fordele. Næsten fuldstændig materialeudnyttelse minimerer behovet for primære råmaterialer. Samtidig er koldformede komponenter mere holdbare på grund af deres øgede styrke, hvilket forlænger produktets livscyklus og reducerer ressourceforbruget gennem hele deres brugsfase. Undersøgelser viser, at CO2-reduktioner på op til 30 procent kan opnås ved at forlænge komponenternes levetid gennem optimerede fremstillingsprocesser.

Anvendelsesområder og industriel relevans

Betydningen af ​​fladvalsningsteknologi bliver tydelig ud fra anvendelsesområderne for de fremstillede præcisionsdele. Stempelstænger er nøglekomponenter i hydrauliske cylindre, der anvendes i entreprenørmaskiner, minedriftsudstyr, offshoreinstallationer og industrielle presser. Disse cylindre omdanner hydraulisk tryk til mekanisk kraft og skal modstå ekstreme belastninger. Stempelstangens kvalitet - dens overfladefinish, retlinjethed, hårdhed og styrke - bestemmer i væsentlig grad driftssikkerheden og levetiden for hele det hydrauliske system.

Aktuatorspindler og drivaksler findes i værktøjsmaskiner, positioneringssystemer og gearkasser. De overfører drejningsmoment eller omdanner rotation til lineær bevægelse, hvilket kræver den højeste præcision og bæreevne. Muligheden for at fremstille sådanne komponenter uden bearbejdning, med komplekse profiler og variable diametre langs længdeaksen, åbner nye frihedsgrader for designere inden for letvægtskonstruktion og funktionsintegreret design.

Markedet for disse komponenter er betydeligt. Alene det globale marked for hydrauliske cylindre anslås til at være adskillige milliarder euro årligt, med en stigende efterspørgsel drevet af udbredelsen af ​​vedvarende energi, infrastrukturprojekter og industriel automatisering. Evnen til at producere disse dele betydeligt hurtigere, mere omkostningseffektivt og mere bæredygtigt giver ikke kun producenterne en konkurrencefordel, men reducerer også omkostningerne i hele værdikæden.

Dette er især relevant i forbindelse med elektromobilitet og letvægtskonstruktion. Koldformning muliggør lettere komponenter med samme styrke eller højere styrke med samme vægt. Dette er afgørende for elektriske drivsystemer og batteribærere, hvor hvert sparede kilogram øger rækkevidden eller reducerer batterikapaciteten. Koldformning muliggør også brugen af ​​mere omkostningseffektive basismaterialer, som opnår de nødvendige mekaniske egenskaber gennem formningsprocessen.

Logistisk udfordring og operationel kompleksitet

Transporten og installationen af ​​den 125 tons tunge maskine illustrerer kompleksiteten af ​​store industriprojekter. Et tungt transportkøretøj bragte det 100 tons tunge midtpunkt fra Belgien til Rohrbach i løbet af tre nætter, ledsaget af seks andre lastbiler med yderligere komponenter. Specialkraner måtte løfte maskindelen gennem taget på den nyopførte fabriksbygning. Trods omhyggelig planlægning resulterede forsinkelser i tagdækkernes ankomst på grund af vinterlige vejforhold og vanskeligheder med at fjerne de permanent installerede tagelementer i en fire timers forsinkelse.

Disse udfordringer er symptomatiske for kravene fra moderne produktionssystemer. Selve maskinen blev bygget i Belgien, mens produktionshallen blev bygget parallelt i Rohrbach – et eksempel på international arbejdsdeling, selv i europæiske projekter. Koordinering af halkonstruktion, maskinfremstilling, transport, kranmontering og endelig installation kræver præcis projektledelse og integration af adskillige specialister.

Efter maskinen er installeret, begynder idriftsættelses- og produktionsstartfasen. I denne opstartsfase skal procesparametre optimeres, værktøjer justeres, og medarbejdere trænes, indtil serieproduktionsklarheden er opnået, og de målrettede cyklustider kan realiseres pålideligt.

Digitalisering og Industri 4.0-integration

Moderne valseværker er i stigende grad udstyret med Industri 4.0-funktioner. Sensorer registrerer procesparametre i realtid, selvlærende styresystemer kompenserer autonomt for materialespecifikke variationer, og værktøjsdata læses automatisk via DMC-kode. Denne digitale integration muliggør sporbarhed af dele, prædiktiv vedligeholdelse og kontinuerlig procesoptimering.

Det selvlærende styresystem, der er udviklet af Baier & Michels, repræsenterer en proprietær konkurrencefordel. Sådanne adaptive systemer er afgørende for rentabiliteten, da de reducerer spild, forkorter opstillingstider og maksimerer udnyttelsen af ​​anlæggene. I en branche, hvor marginerne skrumper på grund af prispres, kan forskellen mellem 85 og 95 procents udnyttelsesgrad betyde forskellen mellem profit og tab.

Digitalisering åbner også op for nye forretningsmodeller. Fjernvedligeholdelse, prædiktiv vedligeholdelse og datadrevet procesrådgivning kan markedsføres som yderligere tjenester. Sammenkobling af maskinen med produktionsplanlægningssystemet muliggør næsten realtidsjusteringer af ordreudsving og optimerer forsyningskædestyring.

En mellemstor virksomhed viser, hvordan det gøres: Planen for Tysklands konkurrenceevne

Udviklingen hos Baier & Michels eksemplificerer en mulig vej for tysk maskinteknik: teknologisk lederskab gennem procesinnovation, bæredygtighed som en differentierende faktor og strategisk sikkerhed på stedet gennem produktivitetsspring. Succesen med denne strategi afhænger af flere faktorer.

For det første skal den politiske ramme være korrekt. Energiomkostninger, bureaukrati, skattebyrde og infrastrukturens kvalitet er nøglefaktorer for at bestemme en lokations attraktivitet. VDMA (Det tyske ingeniørforbund) opfordrer med rette til grundlæggende reformer: forbedret infrastruktur, skattesystemets internationale konkurrenceevne, reduktion af lovgivningsmæssige hindringer og sikring af overkommelige energipriser. Uden disse strukturelle forbedringer vil de enkelte virksomheders teknologiske ekspertise ikke være tilstrækkelig til at stabilisere lokationen som helhed.

For det andet er skalering afgørende. b&m-ECCO TEC-teknologien skal etablere sig på markedet og anvendes i betydelige mængder for at opnå en bred effekt. Dette kræver overbevisende kundereferencer, teknologioverførsel og potentiel licensering til andre producenter. Würth-gruppen kan med sit globale netværk og finansielle styrke fungere som en multiplikator i denne proces.

For det tredje skal intensiteten af ​​forskning og udvikling opretholdes. De 28.000 timers udviklingsarbejde til den nuværende maskine demonstrerer den kontinuerlige innovation, der er nødvendig. Offentlig forskningsfinansiering, samarbejde med universiteter og forskningsinstitutter samt beskyttelse af intellektuel ejendomsret er kritiske succesfaktorer.

For det fjerde kan afhængigheden af ​​det kinesiske marked ikke ignoreres. Kina er det næstvigtigste eksportmarked for tysk maskinteknik og samtidig Tysklands vigtigste leverandør af maskiner. En ensidig afkobling ville medføre betydelige velstandstab. Strategien skal derfor finde en balance mellem diversificering af salgsmarkeder, øget konkurrenceevne i Europa og selektivt samarbejde med Kina på ikke-kritiske områder.

Installationen af ​​verdens største fladvalsemaskine i Rohrbach er derfor mere end blot et teknisk mesterværk. Det er en erklæring om Tysklands fremtidige levedygtighed som industriområde – et bevis på, at højtlønslande kan klare sig i den globale konkurrence gennem innovation, bæredygtighed og teknologisk ekspertise. Om dette eksempel skaber præcedens eller forbliver en undtagelse, vil vise sig i de kommende år. Én ting er sikkert: kapløbet er ikke tabt, men afstanden til konkurrenterne skrumper ind med hver forsinket reform og hver mistet investering.

Konrad Wolfenstein

Jeg vil med glæde fungere som din personlige rådgiver.

kontakte mig på wolfenstein ∂ xpert.digital

Bare ring til mig på +49 89 89 674 804 (München) .

LinkedIn