Der automatisierte Formenbau - Pfleghar Entwicklungs

Nichts geht mehr ohne Automation im Formenbau
Wer glaubt, dass ein Formenbau nicht zu automatisieren ist, der irrt
sich. Jürgen Pfleghar, Geschäftsführer des gleichnamigen Anbieters
von Maschinen und Technologie für den Werkzeug- und Formenbau,
ist der Meinung: „Es funktioniert. Ich habe einen solchen
automatisierten Formenbau bei FCS gesehen, leider nicht in
Deutschland, sondern in Italien, und er ist fantastisch!“ In diesem
Artikel beschreibt Jürgen Pfleghar einen Weg, der durch
Automatisierung auch hierzulande zu mehr Effizienz im Formenbau
führt.
In den letzten zwei Jahrzehnten wurden die Entwicklungen im Formenbau in
erster Linie von der Technik getrieben. Kopier- Fräsmaschinen wurden mit
Digitalisier- / NC-Steuerungen ausgestattet, leistungsfähige CNC-
Steuerungen haben hochdynamische Maschinenkonzepte entstehen
lassen. CAD/CAM-Prozessketten wurden installiert und anfängliche
Unzulänglichkeiten der Programmiersysteme mit deren Verlagerung an die
Maschine kompensiert (WOP). Neue mathematische Modelle erschlossen
den Weg der Festkörperkonstruktion (3D-Solid) und somit auch neue Wege
zur Simulation.
Verbesserte Frässtrategien und effiziente Fünfachsbearbeitung ließen in
den letzten Jahren die Programmiersysteme wieder zurück ins Büro
wandern, weg von den Maschinen. Zähe und gleichzeitig verschleißfeste
Schneidwerkzeuge mit Nanobeschichtungen verbesserten deren Standzeit
und Robustheit extrem. Um Durchlaufzeiten zu optimieren, sind
Tiefbohrmaschinen in der eigenen Prozesskette unverzichtbar geworden.
Laser- und Sinteranlagen sind vielfach integriert. Auch die Formwerkzeuge
an sich sind leistungsfähiger geworden. So ist die Kühlleistung mancher
Formen heute höher als die der Wärmetauscher der heimischen
Solaranlage.

Wo stehen wir heute und wie geht es weiter
Inzwischen haben viele Unternehmen im technischen Equipment die
Grenze zur sinnvollen – das heißt: wirtschaftlichen Anwendung – erreicht.
Denn erfahrungsgemäß sind die letzten zehn Prozent der machbaren
Innovationen immer die teuersten, und nicht alles Machbare ist tatsächlich
sinnvoll. Sind Formenbauer also zum Stillstand verdammt? Nein, denn es
gibt noch andere Ansatzpunkte für Verbesserungen als die technische
Ausstattung. Doch vor dem Vorschlag zur Automatisierung steht es an, die
Lage im Formenbau zu analysieren.
Die wirtschaftlichen Randbedingungen sind im Formenbau ähnlich wie in
anderen Branchen. Durch die Globalisierung sind die Unternehmen einem
hohen Kostendruck ausgesetzt, dessen Ursache in erster Linie bei den
Lohnunterschieden zu suchen ist. Zudem kommt der starke Euro hinzu, der
Wettbewerbern in Asien und Amerika in die Hände spielt. Selbst wenn
Formenbauer alternative Einnahmequellen haben, wie zum Beispiel die
Bauteilproduktion durch eine eigene Spritzerei, schrumpfen ihre Margen
signifikant. Selbst die Fähigkeit, besonders komplexe Formen herzustellen,
ist nur ein aufschiebender Faktor. Denn der asiatische und andere östliche
Wettbewerb holt auf. Einstige Domänen, wie Mehrkomponenten-Formen,
Umspritz-Einlegeverfahren oder besondere Oberflächenqualitäten etc.
werden auch dort praktiziert und finden den Weg zu uns.
Ein weiterer Problempunkt: die Situation am Arbeits- und Ausbildungsmarkt.
Der Werkzeug- und Formenbaubranche steht in vielen Bereichen kein
Personal mit der erforderlichen Ausbildung zur Verfügung. Selbst wenn
sofort Veränderungen im Bildungswesen auf den Weg gebracht werden,
greifen sie allenfalls in der nächsten Generation. Das Problem der
Alterspyramide ist auch nicht zu vernachlässigen. Eine andere Tatsache:
Wenn Unternehmen über gute Leute in der Fertigung verfügen, streben
diese häufig nach mehr Verantwortung oder zumindest verbesserten
Arbeitsbedingungen. In der Regel heißt das, sie wollen ins Büro, in die
Konstruktion, in die Arbeitsvorbereitung usw. Aber wie viele Meister und
Planer braucht das Unternehmen? Was sollen diese dann in der Stunde
kosten? Und wer soll dann die komplexe Fertigung betreiben, wenn nicht
die besten Facharbeiter? Mit der Qualifikation, die aus der Berufsschule
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kommt, lässt sich das nicht bewältigen. Somit ist klar, dass sich die
Berufsbilder innerhalb der Fachabteilungen gezwungener Maßen
verschieben werden.
Deutsche Standortvorteile nutzen
Neben all den Herausforderungen gibt es in Deutschland auch wichtige
Standortvorteile. Im Vergleich zu vielen Wettbewerbern aus Europa und
Übersee besteht hierzulande noch immer ein gut funktionierendes
Finanzsystem. Bei aller Kritik an mancher Hausbank sind Betriebe mit
normaler Kapitalisierung und transparentem Finanzreporting in den meisten
Fällen an ihre Kredite und Leasingverträge gekommen. Das ermöglicht
einem Unternehmen die notwendige Innovationsgeschwindigkeit, um die
kommenden Aufgaben zu stemmen – was nicht selbstverständlich ist. Der
wichtigste Standortvorteil aber ist die Kundennähe, die Sprache, die
Mentalität. Deutsche Formenbauer können viel flexibler und schneller auf
ihre Kunden und Veränderungen reagieren als jeder asiatische
Wettbewerber. Wenn sie nun zu ähnlichen Kosten produzieren können, sind
sie unschlagbar, müssen niemanden fürchten. Aber die Formenbauer
müssen selbst für diesen Effizienzschub sorgen. Daher mein Rat:
Automatisieren Sie Ihren Formenbau!
Automatisierung – der Effizienz-Schub
Die kommenden Jahre stehen unter der Devise der „automatisierten
Einzelteilfertigung“ – ein Begriff, der bei vielen für Irritation sorgt.
Automatisierung und Einzelteilfertigung in einem Kontext? Sind
Formenbauer nicht gerade stolz darauf, dass sie nicht in diese Schablone
passen? Dass sie ein Handwerk betreiben, das Unmögliches möglich
macht, das individuell ist und eben nicht zur Automatisierung passt!
Wer erfolgreich sein will, sollte sich von diesen Gedanken verabschieden.
Die automatisierte Einzelteilfertigung funktioniert, unabhängig von der
Bauteilgröße und Fertigungsart. Bei der Senkerosion ist das bereits
hinlänglich bekannt: Laderoboter betreuen Fräs- und Erodiermaschinen,
Werkzeug- und Bauteilmagazine – alles wirkt zusammen und wird von zwei
Mann betreut. Das ist der erste Schritt.
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Einen Formenbau komplett zu automatisieren, ist nicht so einfach. Eine
dunkle Produktionshalle, in der nur fahrerlose Transportsysteme (FTS)
herumschleichen und kein Personal, ist nicht realistisch. Denn Mitarbeiter
sind notwendig, jedoch in geringerer Anzahl mit anderen Qualifikationen und
an anderen Positionen als bisher. Es ist vor allem an der Zeit, die
technischen Errungenschaften miteinander zu verknüpfen und sinnvoll zu
ergänzen. Denn beim einen fehlt ein Nullpunktspannsystem, beim anderen
ein vernünftiges Planungstool, sehr oft die richtige
Maschinenzusatzausrüstung wie Palettentische oder Ladesysteme und bei
manchem fehlt nahezu alles. Jeder Formenbau ist anders aufgestellt,
woraus sich im Detail unterschiedliche Veränderungspflichten ergeben.
Alles auf einmal zu ändern und zu investieren, ist nicht möglich, geschweige
denn sinnvoll. Man sollte für ein organisches Wachstum auf alle Fälle einen
Zeitraum von drei bis fünf Jahren einplanen.
Im Einzelnen sind folgende Themen anzupacken:
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· Alle Kernkompetenzen müssen im Haus vorhanden sein. Dazu
gehören Vertrieb, Kalkulation, Konstruktion, CAM /
Arbeitsvorbereitung, Fräsen, Erodieren, Tiefbohren und Montage.
· In allen Belangen des Produktzyklus muss ein grenzenloser Zugriff
auf Informationen ermöglicht werden, um die Transparenz und den
Informationsfluss zu gewährleisten (Planungssysteme, Viewer,
Dokumentationen).
· Die Schnittstellen sollten möglichst wenige sein, aber klar definiert
mit eindeutigen Freigaben und Statusmeldungen.
· Räumliche Veränderung und Maschinenverlagerungen dürfen nicht
gescheut werden.
· Getätigte Investition, die unter der neuen Vorgabe nicht mehr
zielführend sind, darf man nicht mit aller Gewalt verteidigen.
Loslassen ist die bessere Lösung.
· Philosophien, Dogmas und bestehende Regeln müssen alle
überdacht, gebrochen, neu definiert und persönliche
Begehrlichkeiten übergangen werden. Teilweise müssen komplexe
und detailverliebte Methoden der standardisierten Methode weichen.

Dieser Schritt zurück ist meist ein großer Schritt nach vorne für das
Gesamtziel.
· Eine kleine Gruppe aus maximal drei Personen wird mit der Planung
und Umsetzung der internen Maßnahmen betraut. Sie bilden mit der
Geschäftsleitung ein enges Arbeitsteam, genießen dessen vollstes
Vertrauen und sehen ihre gemeinsame Zukunft im „neuen
Formenbau“.
· Auch die Arbeitnehmervertretung sollte in Neugestaltung mit
einbezogen werden. Nur so wird in der Belegschaft die anfängliche
Skepsis weichen – ein wichtiger Erfolgsfaktor. Schließlich sollen alle
Mitarbeiter verstehen, welche Chancen sich für sie und das gesamte
Unternehmen eröffnen.
· Und als wichtigste und erste Maßnahme: Besuchen Sie
Referenzunternehmen – ich stehen Ihnen dazu gerne als
Ansprechpartner und Begleiter zur Verfügung. So lernen und
verstehen sie die Dinge vor Ort. Wenn Sie einmal einen
automatisierten Formenbau mit eigenen Augen gesehen haben,
werden sie selbst dieses Ziel verfolgen. Sie motivieren sich selbst, Ihr
Team und Ihr ganzes Umfeld.
Beste Erfolgsaussichten
Wer sein Werkzeug- und Formenbau-Unternehmen automatisiert hat, darf
verschiedene Früchte ernten: Zum einen werden die Durchlaufzeiten für die
Formen deutlich geringer und somit die Anzahl der fertigbaren Formen pro
Jahr deutlich höher ausfallen. Das steigert den Umsatz. Zum anderen
werden die Stundensätze niedriger, da die Mehrleistung mit der gleichen
Mitarbeiterzahl erbracht wird. Außerdem werden Terminaussagen akkurater,
die Qualität der Formwerkzeuge steigt. Änderungsschleifen werden
beherrschbarer und laufen in deutlich kürzerer Zeit ab.
Abschreibungen und Investitionen kommen und gehen – was bleibt ist
höchste Produktivität zu geringeren Fixkosten, die besten Vorraussetzungen
für einen vorderen Platz beim Kampf um Kunden und Profit.
Autor: Jürgen Pfleghar
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KONTAKT
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In mehreren Stufen
zur automatiserten
Einzelteifertigung
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Pfleghar Entwicklungs- und Vertriebs- GmbH & Co.KG
Jürgen Pfleghar
Bergstrasse 60b
D-88250 Weingarten
Tel.: +49 (0) 751 / 560 50-0
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www.pfleghar.de

Nullpunkt Spannsysteme
Nur der konsequente Einsatz eines durchgängigen Nullpunkt
Spannsystems ermöglicht eine Planung aller Abläufe. Es stellt
sicher, im Vorfeld alle notwendigen Informationen zur
Fertigung erstellt zu haben.
(B) Die Mehrfachbeladung des Maschinenraums hilft den
Maschinendurchsatz zu erhöhen. (A) Das Verspannen von
Bauteilen zueinander wird möglich, wenn mann sich an die
Vorplanung gewöhnt hat. Visualisierungen im CAD/CAM durch
Solid Konstruktion oder Simulationssoftware stellt die
Betriebssicherheit im Vorfeld sicher.
(C) Paletten Konzepte sind die Steigerung. Dadurch können
nun vor allem bei den klein und mittelgroßen Bauteilen die
Maschinenauslastung drastisch erhöht werden. Das
Spannsystem sollte hierbei sowohl die kleinen bis zu den
großen Bauteilen die Bedürfnisse abdecken.
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C)
C) C)
A)
B)

Nachrüstung von Lader und Wechsler
Man kann nicht darauf warten, bis sich der Maschinenpark
über die Abschreibung selbst erneuert und somit die
Innovationen wie Palettenlader etc. mit einfliessen. Deshalb
gibt es auf das Spannsystem abgestimmte Lader für Bauteile
und Magazine für Werkzeuge.
Der schwere Lader Orion (D) ist für Bauteile bis zu einem
Gewicht von 6t verfügbar. Er wird an bestehende Maschinen
positioniert.
Auch ist die integration als OEM System (E) in
Bearbeitungszentren realisierbar. Hier eine Anlage von FPT mit
Lader und Werkzeugmagazin von FCS.
Der leichte Lader FCS Rotary 500 ist für Bauteile bis 500Kg
Gewicht konzipiert. (F) Auch hier ist die nachträgliche integration
realisierbar. Abgerundet mit einem Werkzeugspeicher (G) kann
die Automatisierung beginnen.
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F)
F) G)
D)
D)
E)