Gute-Praxis-Beispiel: Leichtbau bei Blechbiegeautomaten

Bisher wurde der Maschinenrahmen eines Blechbiegeautomaten in Massivbauweise erstellt, um den hohen mechanischen Lasten beim Umformvorgang standzuhalten. Diese schwere Bauweise bringt allerdings auch einige Nachteile mit sich, dazu zählen: hoher Materialbedarf, hohe Fertigungskosten, hoher Energiebedarf und aufwendiger Transport, da häufig das Gewichtslimit standardisierter Transportcontainer überschritten wird. Das Gute-Praxis-Beispiel des Monats der Salvagnini Maschinenbau GmbH aus Niederösterreich zeigt, dass diese Nachteile durch Topologieoptimierung minimiert werden können.

Welche Ziele sollten mit der Optimierung erreicht werden?

Wesentliches Ziel dieses geförderten Forschungsprojekts war die signifikante Reduzierung der Material- und Bearbeitungskosten bei der Herstellung. Zudem sollte der Transport des neuen Maschinentyps in einem Standardcontainer erfolgen können und somit ein erheblicher, weiterer Kostenvorteil entstehen. Der Energieverbrauch für die Bewegung einzelner Maschinenteile sollte ebenfalls reduziert werden und es sollte die Verwendung kostengünstigerer Antriebe für die Blechbiegeautomaten ermöglicht werden.

Wie wurde eine Gewichts- und Energiereduktion erreicht?

Um die vorformulierten Ziele zu erreichen, erarbeitete das Unternehmen zusammen mit den Partnern des Forschungsprojekts eine Topologieoptimierungsstrategie. Die Topologieoptimierung ist ein computerbasiertes Berechnungsverfahren, welches unter Berücksichtigung der voraussichtlich auftretenden mechanischen Belastungen eine optimale Bauteilgeometrie ermittelt. Die gesamte Optimierung basiert auf einer effizienten Modellierung der Maschine und des Blechbiegevorgangs. Die kontinuierliche Gewichtsreduktion bei möglichst gleichem Verformungs- und Bewegungsverhalten der Maschinenelemente ermöglichte eine strukturoptimierte Leichtbauversion des Blechbiegeautomaten.

Welche Effizienzvorteile erzielen die neuen Blechbiegeautomaten?

Durch die Topologieoptimierung konnte eine Material- und Gewichtseinsparung von zehn Prozent bei gleichbleibend hoher Funktionalität und Präzision der Maschine erreicht werden. Der Energieverbrauch bei der Herstellung der Rahmenbauteile konnte um 30 Prozent gegenüber der älteren Maschinenfamilie reduziert werden. Zudem sind die Maschinen nun auch für Standardcontainer zulässig. Dadurch wird beim Überseetransport eine Kostenreduktion von 50 Prozent erreicht. Durch den Einsatz digitaler Modelle konnte ein neues energiesparendes Produktionskonzept umgesetzt werden, das eine Verbesserung von 33 Prozent gegenüber der älteren Maschinengeneration erreicht. Die neue Maschinengeneration ermöglicht die kostengünstigere und hochpräzise Herstellung komplex geformter Blechprodukte sowohl in Losgröße 1 als auch in Serie.

Weitere Technologien und Prozesse, die sich bereits in der Praxis als ressourceneffizient bewährt haben, finden Sie in der Datenbank Gute-Praxis-Beispiele.