Mașină de laminat cu matrițe plate de la Baier & Michels și procesul ECCO TEC – proces combinat de presare și laminare pentru fabricarea de piese de precizie fără așchii

Revoluție în ingineria mecanică: Cum economisește acest nou proces de laminare 80% din material

Livrarea și instalarea unui laminor cu matrițe plate de 125 de tone la fabrica Rohrbach din Ober-Ramstadt marchează mult mai mult decât o realizare logistică într-un weekend înzăpezit de ianuarie. În spatele acestui eveniment se află o transformare fundamentală a producției industriale, exemplificând modul în care companiile germane trebuie să răspundă la presiunea concurențială globală intensificată. Sistemul dezvoltat de baier & michels reprezintă un răspuns tehnologic la o întrebare existențială: Poate fabricația fără așchii, extrem de automatizată, să compenseze avantajele de cost ale concurenților asiatici, îndeplinind în același timp imperativele ecologice?

Perturbarea tehnologică în fabricarea pieselor de precizie

O mașină de laminat cu fălci plate reprezintă o schimbare fundamentală de paradigmă în producția de piese de precizie cu tijă lungă. Procesul se bazează pe principiul formării la rece folosind două fălci de laminat plate, opuse, dintre care una este staționară, în timp ce cealaltă este deplasată orizontal de un mecanism manivelă. Piesa de prelucrat, poziționată între fălci, este formată progresiv prin geometria în formă de pană a fălcilor de laminat, rotindu-se simultan și reducându-și aria secțiunii transversale.

Spre deosebire de mașinile de laminat cu matrițe rotative, care funcționează continuu și ating rate de ciclu mai mari, mașinile cu matrițe plate oferă avantaje decisive pentru loturi medii și geometrii complexe. Avantajul fundamental constă în costurile de investiție semnificativ mai mici, combinate cu flexibilitatea, ceea ce face ca procesul să fie deosebit de potrivit pentru peisajul european al producției de dimensiuni medii. Tehnologia b&m-ECCO TEC, dezvoltată de baier & michels, combină procesele de presare și laminare într-un proces de fabricație fără așchii, care poate produce componente fabricate în mod tradițional prin mai multe etape de prelucrare într-un singur proces integrat.

Semnificația acestei tehnologii devine clară doar în comparație cu prelucrarea convențională. Tijele pistonului, fusurile de reglare și arborii de acționare sunt de obicei fabricate prin strunjire, frezare, prelucrare a roților dințate, tratament termic și rectificare finală - un proces în mai multe etape, consumator intensiv de materiale și energie. Pe de altă parte, formarea la rece fără așchii utilizează aproape complet materia primă, deoarece nu se produc așchii. Se pot obține economii de materiale de până la 80% pentru piesele complexe formate la rece. Această economie se traduce în beneficii semnificative pentru mediu: emisiile de CO2 scad cu până la 67% deoarece procesele de reciclare intensive în energie pentru așchiile metalice sunt eliminate, iar cererea de resurse primare este redusă dramatic.

Ecruisarea materialului în timpul procesului de formare oferă un avantaj metalurgic suplimentar. Fibrele materialului nu sunt secționate; în schimb, densitatea dislocațiilor din rețeaua cristalină este crescută, rezultând o structură de suprafață mai densă, deosebit de rezistentă. Această ecruisare poate elimina necesitatea unor tratamente ulterioare, cum ar fi călirea, și permite simultan valori de rezistență mai mari decât cele ale componentelor prelucrate mecanic. Pentru aplicațiile critice pentru siguranță în cilindrii hidraulici, unde tijele pistonului sunt supuse unor forțe enorme de compresie și tracțiune, aceasta reprezintă o îmbunătățire semnificativă a calității.

Importanță strategică pentru ingineria mecanică germană

Investiția de 20 de milioane de euro realizată de baier & michels, membră a Grupului Würth cu aproximativ 500 de angajați, trebuie privită în contextul unei amenințări fundamentale la adresa bazei industriale a Germaniei. Ingineria mecanică germană, coloana vertebrală a acestei națiuni orientate spre export, cu peste 1,2 milioane de angajați și o cotă de export de peste 70%, se confruntă cu un atac sistematic din partea concurenților chinezi.

În timp ce cota de piață a Germaniei în exporturile globale de utilaje a scăzut la 15,2% între 2013 și 2023, cota Chinei a crescut de la 14,3% la 22,1% în aceeași perioadă. Această schimbare nu se datorează exclusiv avantajelor comparative de cost, ci și unei ofensive de politică industrială: în 2019, producătorii chinezi de utilaje au primit subvenții directe și indirecte în valoare medie de 15,7 milioane de euro pe companie, ceea ce le-a permis să ofere produse la prețuri care sunt uneori cu 50% mai mici decât nivelurile germane. În același timp, 61% dintre membrii VDMA prevăd că vor avea doar o poziție competitivă medie sau slabă în următorii cinci ani.

În acest context, decizia companiei baier & michels de a investi 20 de milioane de euro la sediul său din Ober-Ramstadt, contracarând tendința de relocare a producției în străinătate, reprezintă o mișcare de poziționare strategică. Directorul general Jörg Pohl a articulat clar raționamentul: tehnologia de producție din noua hală oferă avantaje atât de semnificative încât investițiile suplimentare în tehnologie sunt o certitudine. El a declarat că firma a dezvoltat produse practic de neegalat și care oferă beneficii atât de mari pentru clienți, încât, de exemplu, costurile cu forța de muncă nu sunt considerația principală.

Această afirmație dezvăluie atât dilema centrală, cât și potențiala soluție. Costurile forței de muncă din Germania sunt structural mai mari decât în ​​Asia, dar procesele de fabricație extrem de automatizate și intensive în tehnologie pot compensa cu prisosință acest dezavantaj dacă reduc simultan timpii de producție de opt până la zece ori și reduc drastic costurile materialelor. Tehnologia b&m-ECCO TEC creează astfel un avantaj competitiv care nu poate fi reprodus în țările cu salarii mici prin simpla reducere a costurilor.

Jana Tischler, directoarea departamentului de vânzări pentru clienți noi la baier & michels, a subliniat presiunea ridicată a pieței din Asia ca un alt aspect strategic. Mașina asigură unitatea de producție a companiei din Germania, asigurând în același timp rute de transport foarte scurte în Europa. Această afirmație indică un avantaj structural care câștigă importanță datorită evoluțiilor geopolitice. Reziliența lanțurilor de aprovizionare globale a devenit o prioritate de la perturbările și tensiunile geopolitice legate de pandemie. Lanțurile valorice locale sau regionale minimizează riscurile de transport, reduc emisiile și permit timpi de răspuns mai rapizi la cerințele clienților.

Decizia de a localiza producția în Germania, în loc de relocalizarea în țările vecine ale UE sau de relocalizarea din Asia, trebuie evaluată și dintr-o perspectivă macroeconomică. Studiile arată că, deși o strategie de relocalizare intersectorială reduce dependențele, aceasta implică și pierderi semnificative în ceea ce privește prosperitatea. Relocalizarea completă ar reduce PIB-ul Germaniei cu aproape 10%, deoarece s-ar pierde avantajele de specializare ale diviziunii globale a muncii. Cu toate acestea, relocalizarea strategică poate fi benefică în sectoare cheie cu valoare adăugată ridicată și complexitate tehnologică, în special atunci când este combinată cu câștiguri de productivitate prin tehnologiile Industriei 4.0.

Expertiza noastră globală în domeniul industriei și economiei în dezvoltarea afacerilor, vânzări și marketing - Imagine: Xpert.Digital

Domenii de interes industrial: B2B, digitalizare (de la IA la XR), inginerie mecanică, logistică, energii regenerabile și industrie

Mai multe informații aici:

• Centru de afaceri de experți

Un centru tematic care oferă perspective și expertiză:

• Platformă de cunoștințe care acoperă economiile globale și regionale, inovația și tendințele specifice industriei
• O colecție de analize, perspective și informații generale din principalele noastre domenii de interes
• Un loc pentru expertiză și informații despre evoluțiile actuale din afaceri și tehnologie
• Un hub pentru companiile care caută informații despre piețe, digitalizare și inovații industriale

Sinergii economice și ecologice

Recunoașterea cu Premiul German pentru Sustenabilitate 2025 subliniază dublul beneficiu al tehnologiei: eficiență economică și eficacitate ecologică. Juriul a recunoscut în mod explicit contribuția sa la reducerea consumului de resurse primare și creșterea eficienței într-un sector cu cerere mare. Prin consolidarea lanțurilor valorice regionale și evitarea transportului pe distanțe lungi, procesul contribuie, de asemenea, la reducerea emisiilor.

Această combinație este extrem de relevantă din perspectiva politicii industriale. Taxonomia UE și obiectivele climatice mai stricte obligă companiile să își decarbonizeze producția. În același timp, costurile energiei în Europa cresc structural peste nivelurile asiatice, punând în pericol competitivitatea industriilor mari consumatoare de energie. Prin urmare, tehnologiile care combină reduceri dramatice ale emisiilor de CO2 cu economii de costuri devin un factor competitiv cheie.

Eficiența materialelor obținute prin formarea la rece are un impact pe mai multe niveluri. În primul rând, consumul direct de materiale scade, ceea ce, având în vedere prețurile volatile actuale ale materiilor prime, reduce imediat costurile de producție. În al doilea rând, costurile de eliminare a așchiilor metalice sunt eliminate. În al treilea rând, consumul de energie este redus semnificativ, deoarece nu este necesar un tratament termic intensiv în energie, iar formarea la rece în sine are loc la temperatura camerei. În al patrulea rând, precizia mai mare a pieselor formate permite toleranțe mai stricte fără procese ulterioare de șlefuire, ceea ce duce la economii suplimentare de energie și timp.

Perspectiva economiei circulare consolidează aceste avantaje. Utilizarea aproape completă a materialelor minimizează nevoia de materii prime primare. În același timp, componentele formate la rece sunt mai durabile datorită rezistenței lor sporite, ceea ce prelungește ciclurile de viață ale produselor și reduce consumul de resurse pe întreaga fază de utilizare. Studiile arată că se pot obține reduceri de CO2 de până la 30% prin extinderea duratei de viață a componentelor prin procese de fabricație optimizate.

Domenii de aplicare și relevanță industrială

Importanța tehnologiei de laminare cu matrițe plate devine clară din domeniile de aplicare ale pieselor de precizie fabricate. Tijele pistonului sunt componente cheie ale cilindrilor hidraulici utilizați în utilaje de construcții, echipamente miniere, instalații offshore și prese industriale. Acești cilindri transformă presiunea hidraulică în forță mecanică și trebuie să reziste la sarcini extreme. Calitatea tijei pistonului - finisajul suprafeței, liniaritatea, duritatea și rezistența - determină în mod semnificativ fiabilitatea operațională și durata de viață a întregului sistem hidraulic.

Axele principale și arborii de acționare se găsesc în mașinile-unelte, sistemele de poziționare și cutiile de viteze. Acestea transmit cuplul sau transformă rotația în mișcare liniară, necesitând cea mai mare precizie și capacitate portantă. Capacitatea de a fabrica astfel de componente fără prelucrare, cu profile complexe și diametre variabile de-a lungul axei longitudinale, deschide noi grade de libertate pentru proiectanți în construcții ușoare și design integrat funcțional.

Piața pentru aceste componente este substanțială. Numai piața globală a cilindrilor hidraulici este estimată la câteva miliarde de euro anual, cererea crescândă fiind determinată de extinderea energiilor regenerabile, proiectele de infrastructură și automatizarea industrială. Capacitatea de a produce aceste piese semnificativ mai rapid, mai rentabil și mai sustenabil nu numai că oferă producătorilor un avantaj competitiv, dar reduce și costurile de-a lungul întregului lanț valoric.

Acest lucru este relevant în special în contextul electromobilității și al construcțiilor ușoare. Formarea la rece permite obținerea de componente mai ușoare, cu aceeași rezistență sau o rezistență mai mare, cu aceeași greutate. Acest lucru este esențial pentru sistemele de acționare electrică și purtătorii de baterii, unde fiecare kilogram economisit crește autonomia sau reduce capacitatea bateriei. Formarea la rece permite, de asemenea, utilizarea unor materiale de bază mai rentabile, care dobândesc proprietățile mecanice necesare prin procesul de formare.

Provocarea logistică și complexitatea operațională

Transportul și instalarea mașinii de 125 de tone ilustrează complexitatea proiectelor industriale de mare amploare. Un vehicul de transport greu a adus piesa centrală de 100 de tone din Belgia la Rohrbach pe parcursul a trei nopți, însoțit de alte șase camioane care transportau componente suplimentare. Macarale speciale au trebuit să ridice piesa mașinii prin acoperișul clădirii fabricii nou construite. În ciuda unei planificări atente, întârzierile în sosirea montatorilor de acoperișuri din cauza condițiilor de drum de iarnă și dificultățile în îndepărtarea elementelor de acoperiș instalate permanent au dus la o întârziere de patru ore.

Aceste provocări sunt simptomatice ale cerințelor sistemelor moderne de fabricație. Mașina în sine a fost construită în Belgia, în timp ce hala de producție a fost construită în paralel la Rohrbach – un exemplu al diviziunii internaționale a muncii, chiar și în proiectele europene. Coordonarea construcției halei, a fabricării mașinilor, a transportului, a asamblării macaralelor și a instalării finale necesită un management precis al proiectului și integrarea a numeroși specialiști.

După instalarea mașinii, începe faza de punere în funcțiune și de pornire a producției. În timpul acestei faze de pornire, parametrii procesului trebuie optimizați, sculele ajustate și angajații instruiți până când se atinge disponibilitatea pentru producția de serie și se pot realiza în mod fiabil timpii de ciclu vizați.

Digitalizare și integrare în Industria 4.0

Laminoarele moderne sunt din ce în ce mai mult echipate cu funcționalități Industry 4.0. Senzorii înregistrează parametrii procesului în timp real, sistemele de control cu ​​autoînvățare compensează autonom variațiile specifice materialului, iar datele despre scule sunt citite automat prin cod DMC. Această integrare digitală permite trasabilitatea pieselor, mentenanța predictivă și optimizarea continuă a procesului.

Sistemul de control cu ​​autoînvățare dezvoltat de Baier & Michels reprezintă un avantaj competitiv propriu. Astfel de sisteme adaptive sunt cruciale pentru profitabilitate, deoarece reduc rebuturile, scurtează timpii de configurare și maximizează utilizarea instalației. Într-o industrie în care marjele de profit se micșorează din cauza presiunii prețurilor, diferența dintre 85% și 95% din utilizarea instalației poate însemna diferența dintre profit și pierdere.

Digitalizarea deschide, de asemenea, noi modele de afaceri. Întreținerea de la distanță, întreținerea predictivă și consultanța în procese bazate pe date pot fi comercializate ca servicii suplimentare. Conectarea în rețea a mașinii cu sistemul de planificare a producției permite ajustări aproape în timp real la fluctuațiile comenzilor și optimizează gestionarea lanțului de aprovizionare.

O companie de dimensiuni medii demonstrează cum se face: Planul pentru competitivitatea Germaniei

Dezvoltarea de la Baier & Michels exemplifică o posibilă cale pentru ingineria mecanică germană: leadership tehnologic prin inovarea proceselor, sustenabilitatea ca factor de diferențiere și securitatea strategică a amplasamentelor prin salturi în productivitate. Succesul acestei strategii depinde de mai mulți factori.

În primul rând, cadrul politic trebuie să fie potrivit. Costurile energiei, birocrația, povara fiscală și calitatea infrastructurii sunt factori cheie în determinarea atractivității unei locații. VDMA (Federația Germană de Inginerie) solicită pe bună dreptate reforme fundamentale: îmbunătățirea infrastructurii, competitivitatea internațională a sistemului fiscal, reducerea obstacolelor de reglementare și asigurarea unor prețuri accesibile la energie. Fără aceste îmbunătățiri structurale, excelența tehnologică a companiilor individuale nu va fi suficientă pentru a stabiliza locația în ansamblu.

În al doilea rând, scalarea este crucială. Tehnologia b&m-ECCO TEC trebuie să se impună pe piață și să fie aplicată în cantități semnificative pentru a obține un impact pe scară largă. Acest lucru necesită referințe convingătoare din partea clienților, transfer de tehnologie și, eventual, licențiere către alți producători. Grupul Würth, cu rețeaua sa globală și puterea financiară, poate acționa ca un multiplicator în acest proces.

În al treilea rând, trebuie menținută intensitatea cercetării și dezvoltării. Cele 28.000 de ore de muncă de dezvoltare pentru mașina actuală demonstrează inovația continuă necesară. Finanțarea publică a cercetării, colaborările cu universități și institute de cercetare și protejarea proprietății intelectuale sunt factori critici pentru succes.

În al patrulea rând, dependența de piața chineză nu poate fi ignorată. China este a doua cea mai importantă piață de export pentru ingineria mecanică germană și, în același timp, cel mai important furnizor de utilaje al Germaniei. O decuplare unilaterală ar cauza pierderi semnificative în ceea ce privește prosperitatea. Prin urmare, strategia trebuie să găsească un echilibru între diversificarea piețelor de vânzare, creșterea competitivității în Europa și cooperarea selectivă cu China în domenii necritice.

Instalarea celei mai mari mașini de laminat cu matrițe plate din lume la Rohrbach este, așadar, mai mult decât o simplă capodoperă tehnică. Este o declarație privind viabilitatea viitoare a Germaniei ca locație industrială – o dovadă că țările cu salarii mari se pot menține în competiția globală prin inovație, sustenabilitate și excelență tehnologică. Dacă acest exemplu stabilește un precedent sau rămâne o excepție, va deveni clar în anii următori. Un lucru este sigur: cursa nu este pierdută, dar decalajul față de concurență se micșorează odată cu fiecare reformă întârziată și fiecare investiție ratată.

Konrad Wolfenstein

Aș fi bucuros să vă servesc drept consilier personal.

contacta la wolfenstein ∂ xpert.digital

Sunați-mă la +49 89 89 674 804 (München) .

LinkedIn