Baier & Michels síkhengerlő gép és az ECCO TEC eljárás – kombinált préselési és hengerlési eljárás forgácsmentes precíziós alkatrészek gyártásához

Forradalom a gépészetben: Hogyan takarít meg ez az új hengerlési eljárás 80%-os anyagot?

Egy 125 tonnás síkhengermű leszállítása és telepítése az ober-ramstadti Rohrbach telephelyen sokkal többet jelent, mint egy logisztikai bravúrt egy havas januári hétvégén. E mögött az esemény mögött az ipari gyártás alapvető átalakulása áll, amely jól példázza, hogyan kell a német vállalatoknak reagálniuk a fokozódó globális versenynyomásra. A baier & michels által kifejlesztett rendszer technológiai választ jelent egy egzisztenciális kérdésre: Vajon a magasan automatizált, forgácsmentes gyártás ellensúlyozhatja-e az ázsiai versenytársak költségelőnyeit, miközben egyidejűleg megfelel az ökológiai követelményeknek is?

Technológiai átalakulás a precíziós alkatrészgyártásban

A síkpofás hengerlőgép alapvető paradigmaváltást jelent a hosszú szárú precíziós alkatrészek gyártásában. Az eljárás a hidegalakítás elvén alapul, két ellentétesen forgó, síkhengerlő pofát használva, amelyek közül az egyik álló helyzetben van, míg a másikat egy forgattyús mechanizmus vízszintesen mozgatja. A pofák között elhelyezkedő munkadarabot a hengerlő pofák ék alakú geometriája fokozatosan alakítja, egyidejűleg forgatva és csökkentve a keresztmetszeti területét.

A folyamatosan működő és magasabb ciklussebességet elérő forgókocka-alapú hengerlőgépekkel ellentétben a síkkocka-gépek döntő előnyöket kínálnak közepes sorozatméretek és összetett geometriák esetén. Az alapvető előny a jelentősen alacsonyabb beruházási költségekben rejlik, a rugalmassággal párosulva, így az eljárás különösen alkalmas az európai közepes méretű gyártási környezet számára. A baier & michels által kifejlesztett b&m-ECCO TEC technológia a préselési és hengerlési folyamatokat egy forgácsmentes gyártási folyamattá egyesíti, amely egyetlen, integrált folyamatban képes előállítani a hagyományosan több megmunkálási lépéssel gyártott alkatrészeket.

Ennek a technológiának a jelentősége csak akkor válik egyértelművé, ha összehasonlítjuk a hagyományos megmunkálással. A dugattyúrudakat, az állítóorsókat és a hajtótengelyeket jellemzően esztergálással, marással, fogaskerék-marással, hőkezeléssel és végső köszörüléssel gyártják – ez egy többlépcsős, anyag- és energiaigényes folyamat. A forgácsmentes hidegalakítás ezzel szemben szinte teljes mértékben felhasználja a nyersanyagot, mivel nem keletkezik forgács. Komplex hidegalakított alkatrészek esetében akár 80 százalékos anyagmegtakarítás is elérhető. Ez a megtakarítás jelentős környezeti előnyökkel jár: a CO2-kibocsátás akár 67 százalékkal is csökkenhet, mivel a fémforgácsok energiaigényes újrahasznosítási folyamatai megszűnnek, és az elsődleges erőforrások iránti igény drámaian csökken.

Az anyag alakítási folyamat során történő keményedése további metallurgiai előnyt kínál. Az anyag szálai nem szakadnak el, ehelyett a kristályrácsokban megnő a diszlokációsűrűség, ami sűrűbb, különösen rugalmas felületi szerkezetet eredményez. Ez a keményedés kiküszöbölheti az utókezelések, például az edzés szükségességét, és egyidejűleg nagyobb szilárdsági értékeket tesz lehetővé, mint a megmunkált alkatrészek. A biztonság szempontjából kritikus hidraulikus hengerek alkalmazásainál, ahol a dugattyúrudak hatalmas nyomó- és húzóerőknek vannak kitéve, ez jelentős minőségjavulást jelent.

Stratégiai jelentőség a német gépészet számára

A Würth Csoporthoz tartozó, körülbelül 500 alkalmazottat foglalkoztató baier & michels 20 millió eurós beruházását a német ipari bázist fenyegető alapvető fenyegetés kontextusában kell tekinteni. A német gépipar, amely hagyományosan ennek az exportorientált nemzetnek a gerincét alkotja, több mint 1,2 millió alkalmazottal és 70 százalékot meghaladó exportrészesedéssel, a kínai versenytársak szisztematikus támadásával néz szembe.

Míg Németország piaci részesedése a globális gépexportban 2013 és 2023 között 15,2 százalékra csökkent, Kína részesedése ugyanezen időszak alatt 14,3 százalékról 22,1 százalékra nőtt. Ez az eltolódás nemcsak a komparatív költségelőnyöknek, hanem egy iparpolitikai offenzívának is köszönhető: 2019-ben a kínai gépgyártók átlagosan 15,7 millió eurós közvetlen és közvetett támogatásokat kaptak vállalatonként, ami lehetővé tette számukra, hogy olyan áron kínáljanak termékeket, amelyek néha 50 százalékkal alacsonyabbak a német szintnél. Ugyanakkor a VDMA tagjainak 61 százaléka azt jósolja, hogy öt év múlva csak átlagos vagy gyenge versenypozícióban lesznek.

Ebben a környezetben a Baier & Michels döntése, hogy 20 millió eurót fektet be ober-ramstadti telephelyén, szembeszállva a termelés külföldre helyezésének trendjével, stratégiai pozicionálási lépést jelent. Jörg Pohl ügyvezető igazgató világosan megfogalmazta az indoklást: az új csarnok gyártástechnológiája olyan jelentős előnyöket kínál, hogy a technológiába való további beruházások biztosak. Kijelentette, hogy a vállalat olyan termékeket fejlesztett ki, amelyek gyakorlatilag páratlanok, és olyan magas ügyfélelőnyöket nyújtanak, hogy például a munkaerőköltségek nem elsődleges szempontok.

Ez az állítás feltárja mind az alapvető dilemmát, mind a lehetséges megoldást. A német munkaerőköltségek strukturálisan magasabbak, mint Ázsiában, de a magas szinten automatizált, technológia-intenzív gyártási folyamatok bőven kompenzálhatják ezt a hátrányt, ha egyidejűleg nyolcszorosára-tízszeresére csökkentik a gyártási időt, és drasztikusan csökkentik az anyagköltségeket. A b&m-ECCO TEC technológia így olyan versenyelőnyt teremt, amelyet az alacsony bérű országokban nem lehet pusztán a költségek csökkentésével megismételni.

Jana Tischler, a baier & michels új ügyfelek értékesítésének vezetője további stratégiai szempontként hangsúlyozta az ázsiai piacról érkező nagy nyomást. A gép biztosítja a vállalat németországi gyártóhelyét, miközben egyidejűleg nagyon rövid szállítási útvonalakat biztosít Európán belül. Ez a kijelentés egy olyan strukturális előnyre utal, amely a geopolitikai fejlemények miatt egyre nagyobb jelentőségre tesz szert. A globális ellátási láncok ellenálló képessége a világjárvány okozta zavarok és geopolitikai feszültségek óta prioritássá vált. A helyi vagy regionális értékláncok minimalizálják a szállítási kockázatokat, csökkentik a kibocsátásokat, és gyorsabb reagálási időt tesznek lehetővé az ügyfelek igényeire.

A termelés németországi telepítéséről szóló döntést a szomszédos EU-országokba történő közeli kiszervezés vagy Ázsiából történő áthelyezés helyett makrogazdasági szempontból is értékelni kell. Tanulmányok kimutatták, hogy bár egy ágazatokon átívelő áthelyezési stratégia csökkenti a függőségeket, jelentős jóléti veszteségekkel is jár. A teljes áthelyezés közel 10 százalékkal csökkentené Németország GDP-jét, mivel elvesznének a globális munkamegosztás specializációs előnyei. Mindazonáltal a stratégiai áthelyezés előnyös lehet a magas hozzáadott értékű és technológiai komplexitással rendelkező kulcsfontosságú ágazatokban, különösen akkor, ha az Ipar 4.0 technológiái révén a termelékenység növekedésével párosul.

Globális iparági és gazdasági szakértelmünk az üzletfejlesztés, az értékesítés és a marketing területén - Kép: Xpert.Digital

Iparági fókusz: B2B, digitalizáció (AI-tól XR-ig), gépészet, logisztika, megújuló energiák és ipar

Bővebben itt:

• Szakértői Üzleti Központ

Egy témaközpont betekintésekkel és szakértelemmel:

• Tudásplatform a globális és regionális gazdaságról, az innovációról és az iparágspecifikus trendekről
• Elemzések, impulzusok és háttérinformációk gyűjtése fókuszterületeinkről
• Szakértelem és információk helye az üzleti és technológiai fejleményekről
• Témaközpont olyan vállalatok számára, amelyek a piacokról, a digitalizációról és az iparági innovációkról szeretnének többet megtudni

Gazdasági és ökológiai szinergiák

A 2025-ös Német Fenntarthatósági Díjjal való elismerés kiemeli a technológia kettős előnyét: a gazdasági hatékonyságot és az ökológiai hatékonyságot. A zsűri kifejezetten elismerte a technológia hozzájárulását az elsődleges erőforrás-felhasználás csökkentéséhez és a hatékonyságnövekedéshez egy nagy keresletű ágazatban. A regionális értékláncok erősítésével és a nagy távolságú szállítás elkerülésével a folyamat a kibocsátások csökkentéséhez is hozzájárul.

Ez a kombináció rendkívül releváns iparpolitikai szempontból. Az EU taxonómiája és a szigorúbb éghajlati célok arra kényszerítik a vállalatokat, hogy dekarbonizálják termelésüket. Ugyanakkor az energiaköltségek Európában strukturálisan az ázsiai szint fölé emelkednek, veszélyeztetve az energiaigényes iparágak versenyképességét. Ezért azok a technológiák, amelyek drámai CO2-csökkentést ötvöznek a költségmegtakarítással, kulcsfontosságú versenytényezővé válnak.

A hidegalakítás anyaghatékonysága több szinten is hatással van. Először is, csökken a közvetlen anyagfelhasználás, ami a jelenlegi ingadozó nyersanyagárak mellett azonnal csökkenti a termelési költségeket. Másodszor, megszűnnek a fémforgács ártalmatlanítási költségei. Harmadszor, jelentősen csökken az energiafogyasztás, mivel nincs szükség energiaigényes hőkezelésre, és maga a hidegalakítás szobahőmérsékleten történik. Negyedszer, a formázott alkatrészek nagyobb pontossága szigorúbb tűréshatárokat tesz lehetővé utólagos csiszolási folyamatok nélkül, ami további energia- és időmegtakarítást eredményez.

A körforgásos gazdaság perspektívája megerősíti ezeket az előnyöket. A közel teljes anyagfelhasználás minimalizálja az elsődleges nyersanyagok iránti igényt. Ugyanakkor a hidegen formázott alkatrészek tartósabbak a megnövekedett szilárdságuk miatt, ami meghosszabbítja a termékek életciklusát és csökkenti az erőforrás-fogyasztást a teljes felhasználási fázisuk során. Tanulmányok kimutatták, hogy akár 30 százalékos CO2-csökkentés is elérhető az alkatrészek élettartamának optimalizált gyártási folyamatok révén történő meghosszabbításával.

Alkalmazási területek és ipari jelentőség

A síkhengerlési technológia jelentősége a gyártott precíziós alkatrészek alkalmazási területeiből válik egyértelművé. A dugattyúrudak kulcsfontosságú alkatrészek az építőipari gépekben, bányászati ​​berendezésekben, tengeri létesítményekben és ipari présekben használt hidraulikus hengerekben. Ezek a hengerek a hidraulikus nyomást mechanikai erővé alakítják, és extrém terheléseket kell elviselniük. A dugattyúrúd minősége – felületkezelése, egyenessége, keménysége és szilárdsága – jelentősen meghatározza a teljes hidraulikus rendszer üzembiztonságát és élettartamát.

A működtető orsók és hajtótengelyek szerszámgépekben, pozicionáló rendszerekben és sebességváltókban találhatók. Nyomatékot továbbítanak, vagy a forgást lineáris mozgássá alakítják, ami a legnagyobb pontosságot és teherbírást igényli. Az ilyen alkatrészek megmunkálás nélküli, komplex profilokkal és a hossztengely mentén változó átmérőkkel történő gyártásának lehetősége új szabadságfokokat nyit a tervezők számára a könnyűszerkezetes építés és a funkcióintegrált tervezés terén.

Ezen alkatrészek piaca jelentős. Csak a globális hidraulikus hengerek piacát évente több milliárd euróra becsülik, a növekvő keresletet pedig a megújuló energiaforrások térnyerése, az infrastrukturális projektek és az ipari automatizálás hajtja. Az, hogy ezeket az alkatrészeket jelentősen gyorsabban, költséghatékonyabban és fenntarthatóbban lehet előállítani, nemcsak versenyelőnyt biztosít a gyártóknak, hanem a teljes értéklánc mentén csökkenti a költségeket is.

Ez különösen fontos az elektromobilitás és a könnyűszerkezetes építés kontextusában. A hidegalakítás lehetővé teszi könnyebb, de azonos szilárdságú vagy nagyobb szilárdságú alkatrészek előállítását azonos súly mellett. Ez kritikus fontosságú az elektromos hajtásrendszerek és az akkumulátorhordozók esetében, ahol minden megtakarított kilogramm növeli a hatótávolságot vagy csökkenti az akkumulátor kapacitását. A hidegalakítás költséghatékonyabb alapanyagok használatát is lehetővé teszi, amelyek az alakítási folyamat során szerzik meg a szükséges mechanikai tulajdonságokat.

Logisztikai kihívás és működési összetettség

A 125 tonnás gép szállítása és telepítése jól mutatja a nagyszabású ipari projektek összetettségét. Egy nehéz szállítójármű három éjszaka alatt hozta a 100 tonnás központi darabot Belgiumból Rohrbachba, hat további alkatrészt szállító teherautó kíséretében. Speciális daruknak kellett a gépalkatrészt az újonnan épült gyárépület tetején keresztül kiemelni. A gondos tervezés ellenére a tetőfedők érkezésének késedelme a téli útviszonyok és a véglegesen beépített tetőelemek eltávolításának nehézségei miatt négyórás késést eredményezett.

Ezek a kihívások a modern gyártórendszerek igényeinek tünetei. Magát a gépet Belgiumban gyártották, míg a gyártócsarnokot párhuzamosan Rohrbachban építették – ez a nemzetközi munkamegosztás példája, még az európai projektekben is. A csarnoképítés, a gépgyártás, a szállítás, a daruszerelés és a végső telepítés összehangolása precíz projektmenedzsmentet és számos szakember integrációját igényli.

A gép telepítése után megkezdődik az üzembe helyezés és a gyártásindítás fázisa. Ebben az indítási fázisban optimalizálni kell a folyamatparamétereket, be kell állítani a szerszámokat, és a munkavállalókat ki kell képezni, amíg el nem érik a sorozatgyártásra való alkalmasságot, és a célzott ciklusidők megbízhatóan megvalósíthatók.

Digitalizáció és Ipar 4.0 integráció

A modern hengerművek egyre inkább Ipar 4.0 funkciókkal vannak felszerelve. Az érzékelők valós időben rögzítik a folyamatparamétereket, az öntanuló vezérlőrendszerek automatikusan kompenzálják az anyagspecifikus eltéréseket, a szerszámadatokat pedig automatikusan olvassa be a DMC kód. Ez a digitális integráció lehetővé teszi az alkatrészek nyomon követését, a prediktív karbantartást és a folyamatos folyamatoptimalizálást.

A Baier & Michels által kifejlesztett öntanuló vezérlőrendszer szabadalmaztatott versenyelőnyt jelent. Az ilyen adaptív rendszerek kulcsfontosságúak a jövedelmezőség szempontjából, mivel csökkentik a selejtet, lerövidítik a beállítási időket és maximalizálják az üzem kihasználtságát. Egy olyan iparágban, ahol az árrések az árrések miatt csökkennek, a 85 és 95 százalékos üzemkihasználtság közötti különbség jelentheti a nyereség és a veszteség közötti különbséget.

A digitalizáció új üzleti modelleket is megnyit. A távkarbantartás, a prediktív karbantartás és az adatvezérelt folyamat-tanácsadás kiegészítő szolgáltatásként értékesíthető. A gép és a termeléstervező rendszer hálózatba kötése lehetővé teszi a rendelésingadozások közel valós idejű kiigazítását és optimalizálja az ellátási lánc menedzsmentjét.

Egy középvállalkozás bemutatja, hogyan működik: Németország versenyképességének terve

A Baier & Michels fejlesztése jól példázza a német gépészet egy lehetséges útját: technológiai vezető szerep a folyamatinnováció révén, fenntarthatóság mint megkülönböztető tényező, valamint stratégiai telephely-biztonság a termelékenység ugrásszerű növekedése révén. E stratégia sikere számos tényezőtől függ.

Először is, a politikai keretnek megfelelőnek kell lennie. Az energiaköltségek, a bürokrácia, az adóterhek és az infrastruktúra minősége kulcsfontosságú tényezők egy helyszín vonzerejének meghatározásában. A VDMA (Német Mérnöki Szövetség) jogosan sürget alapvető reformokat: az infrastruktúra fejlesztését, az adórendszer nemzetközi versenyképességét, a szabályozási akadályok csökkentését és a megfizethető energiaárak biztosítását. Ezen strukturális fejlesztések nélkül az egyes vállalatok technológiai kiválósága nem lesz elegendő a helyszín egészének stabilizálásához.

Másodszor, a skálázás kulcsfontosságú. A b&m-ECCO TEC technológiának széles körű hatás eléréséhez meg kell szilárdulnia a piacon, és jelentős mennyiségben kell alkalmazni. Ehhez meggyőző ügyfélreferenciákra, technológiatranszferre és potenciálisan más gyártóknak történő licencelésre van szükség. A Würth Csoport globális hálózatával és pénzügyi erejével multiplikátorként működhet ebben a folyamatban.

Harmadszor, a kutatás és fejlesztés intenzitását fenn kell tartani. A jelenlegi gép 28 000 órás fejlesztési munkája jól mutatja a szükséges folyamatos innovációt. A közpénzekből nyújtott kutatási finanszírozás, az egyetemekkel és kutatóintézetekkel való együttműködés, valamint a szellemi tulajdon védelme kritikus sikertényezők.

Negyedszer, a kínai piactól való függőség nem hagyható figyelmen kívül. Kína a német gépipar második legfontosabb exportpiaca, és egyben Németország legfontosabb gépbeszállítója. Az egyoldalú szétválasztás jelentős jóléti veszteségeket okozna. A stratégiának ezért egyensúlyt kell teremtenie az értékesítési piacok diverzifikálása, az európai versenyképesség növelése és a Kínával való szelektív együttműködés között a nem kritikus területeken.

A világ legnagyobb síkhengerlő gépének Rohrbachban történő telepítése tehát több, mint egy technikai remekmű. Ez egy nyilatkozat Németország ipari helyszínként való jövőbeli életképességéről – bizonyíték arra, hogy a magas bérszínvonalú országok az innováció, a fenntarthatóság és a technológiai kiválóság révén megállják a helyüket a globális versenyben. Hogy ez a példa precedenst teremt-e, vagy kivétel marad, az a következő években válik nyilvánvalóvá. Egy dolog biztos: a verseny nincs elveszve, de a versenytársakhoz képesti lemaradás minden elhalasztott reformmal és minden elmulasztott beruházással csökken.

Konrad Wolfenstein

Szívesen szolgálok személyes tanácsadójaként.

Elérhetsz wolfenstein ∂ xpert.digital címen

Hívjon a +49 89 89 674 804-es (München) .

LinkedIn