Herkules revolutioniert den Werkzeugmaschinenbau und senkt die Kosten durch additive Fertigung

Die größte Herausforderung für Herkules war die Herstellung spezieller Komponenten wie z.B. Lünetten und Softloader. Eine Lünette ist eine unverzichtbare Stütze, die eine sich drehende Walze – welche durchaus mehrere Meter lang und mehrere Tonnen schwer sein kann – stützt und stabilisiert. Damit wird eine Durchbiegung während des Schleifvorgangs verhindert, sodass die geforderten Präzisionen im Mikrometerbereich erreicht werden können. 

Der ursprüngliche Ansatz bestand darin, die Lünetten aus metallischen Werkstoffen zu fräsen. Diese subtraktive Methode erwies sich als grundsätzlich mangelhaft. Thomas Meyer, Betriebsleiter bei Herkules, erklärt: "Beim herkömmlichen Fräsen mussten unsere Lünetten stark nachbearbeitet werden, was die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in Frage stellte." Im Falle der Lünettenbacken dauerte es bis zu 45 Minuten pro Satz und erforderte einen Kran. Für die Kunden bedeutete dies im Umkehrschluss Lieferzeiten von acht bis zwölf Wochen und einen langwierigen Einbauprozess.

Daher benötigte die Maschinenfabrik Herkules eine Lösung, die komplexe Geometrien in gleichbleibender Qualität und unter Einhaltung engster Toleranzen gewährleisten kann. 

Lösung

Herkules hat sich daher für ein EOSINT P 760 System entschieden, um die additive Fertigung (AM) in-house effektiv und zeit- sowie kostensparend durchzuführen. Die Rentabilitätsanalyse, die dieser Entscheidung zu Grunde lag, untermauerte die Annahme, dass sich die Investition in nur 2,5 Jahren amortisieren würde. Das Material der Wahl war PA 2200, ein robustes, langlebiges und vielseitiges Polymer, das für seine Festigkeit und Steifigkeit bekannt und daher bestens geeignet ist, den hohen Standards der Herkules Maschinen gerecht zu werden.

Das Unternehmen investierte außerdem in umfassende Mitarbeiterschulungen und enge Partnerschaften mit spezialisierten Lieferanten, um ein umfassendes Kompetenznetzwerk zur Verfügung zu haben. Das daraus entstandene Kompetenzzentrum, in dem das EOS-System im Dreischichtbetrieb läuft, ist seitdem maximal ausgelastet. 

Diese neue firmeneigene Fähigkeit bietet die Flexibilität, mit beispielloser Geschwindigkeit vom Konzept zum fertigen Teil zu gelangen, und ermöglicht die Herstellung innovativer Komponenten, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer oder gar nicht zu realisieren wären. Der Erfolg dieser Initiative war so groß, dass das Unternehmen bereits über eine Ausweitung seiner ersten Arbeitsabläufe zu erweitern und Verfahren wie EHLA für noch effizientere Metallkomponenten in der Zukunft zu erforschen.

Ergebnisse

Die Integration der EOS-AM-Technologie hat zu entscheidenden technischen und finanziellen Veränderungen beigetragen. Finanziell äußern sich die Vorteile in einer enormen jährlichen Einsparung mehrerer tausend Euro pro Maschine, was die ursprüngliche Rentabilitätsanalyse nach wie vor belegt. Außerdem können die additiv gefertigten Lünetten bis zu 70 % schneller und ohne den Einsatz eines Krans gewechselt werden, was die generellen Wartungsabläufe innerhalb der Firma deutlich verbessert, und sie effizienter, kostengünstiger und zielgerichteter gestaltet. 

Der technische Beweis für den Erfolg des Projekts liegt jedoch in der enorm gesteigerten Qualität der Endprodukte und der damit einhergehenden Leistungsfähigkeit der gefertigten Teile. Die PA 2200-Komponenten halten den hohen Belastungen der massiven, mehrere Tonnen wiegenden Walzen, die sie stützen, problemlos stand und untermauern die eindrucksvolle Leistungsfähigkeit additiv gefertigter Polymere in der Industrie. 

Zudem liegt ein weiterer Vorteil in der neu gewonnenen Designfreiheit. „Der Einsatz additiver Fertigungsverfahren mit der EOS-Technologie hat sich in Bezug auf Kostenreduktion und die Möglichkeit, flexibler zu planen und zu fertigen, enorm verbessert. Zusätzlich zu den jährlichen Kosteneinsparungen hat uns die Möglichkeit, Prototypen schnell und flexibel zu iterieren und robuste und hochwertige Endprodukte zu produzieren, weiter nach vorne gebracht. Wir haben eine Herausforderung in einen strategischen Vorteil umgewandelt und einmal mehr unsere Vorreiterrolle im Bereich Innovation unter Beweis gestellt," erklärt Dr. Birk Brockmann, Chief Innovation Officer (CIO) der Unternehmen der HerkulesGroup.  

Diese Agilität ist ein direktes Ergebnis drastisch verkürzter Entwicklungszyklen, da funktionale Prototypen in einem Bruchteil der Zeit hergestellt werden können. Darüber hinaus hat die Möglichkeit einer dezentralen Fertigung und Produktion von Teilen direkt vor Ort sowohl Ausschuss als auch Materialabfall minimiert, die Lieferzeiten verkürzt und Herkules die vollständige Kontrolle über die Produktion robuster Komponenten gegeben, die sowohl für Funktionsprototypen als auch für Endanwendungen geeignet sind. 

• Jährliche Kosteneinsparungen von mehreren Tausend € pro Maschine 
• Verkürzung der Lieferzeiten von bis zu 12 auf nur noch 3 Wochen 
• Beschleunigung des Teilewechsels um bis zu 70 %, ohne Einsatz eines Krans 
• Gewonnene Gestaltungsfreiheit zur Herstellung komplexer Geometrien, die mit herkömmlichen Methoden nicht möglich sind 
• Deutlich verkürzte Entwicklungszyklen mit schneller Produktion von Funktionsprototypen dank höherer Fertigungsflexibilität
• Höhere Fertigungsflexibilität und kürzere Lieferzeiten durch bedarfsorientierte Eigenproduktion 
• Minimierung von Ausschuss und Materialabfall verglichen mit subtraktiven Fertigungsverfahren
• Ermöglicht die Herstellung von robusten und langlebigen Komponenten für Prototypen und Endanwendungen

Als Innovationsführer im Bereich der Großwerkzeugmaschinen stehen die Unternehmen der HerkulesGroup für absolute Zuverlässigkeit. Die hohe Fertigungstiefe – alle Kernkomponenten werden innerhalb der Gruppe gefertigt – ist ebenso ein Markenzeichen der Gruppe wie das weltweite Vertriebs- und Servicenetz mit eigenen Niederlassungen in allen wichtigen Märkten. Seit 1911 ist Herkules der weltweit führende Spezialist für die Walzenbearbeitung. Herkules Walzenschleif- und Drehmaschinen werden überall dort eingesetzt, wo leistungsstarke Werkzeugmaschinen benötigt werden, um eine hocheffiziente Bearbeitung von Werkstücken zu gewährleisten. Um seinen Kunden Lösungen aus einer Hand zu bieten, konstruiert, baut und liefert Herkules alle Komponenten für die Walzenbearbeitung. Dazu zählen Roll Shops, state-of-the-art Mess- und Inspektionssysteme, umfangreiches Zubehör sowie innovative Automatisierungslösungen. Erfahren Sie mehr: https://www.herkules-machinetools.com/