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Wie für das Bauteil gemacht

Werkstoffe und daraus zu fertigende Bauteile sind entscheidende Technologietreiber. So erfordern etwa schwer zerspanbare Materialien, die als typische Fünfachsteile zu fertigen sind, spezielle Bearbeitungszentren. Maka bietet dafür Maschinen, die sich gleichermaßen durch Stabilität, Prozesssicherheit und Kundenspezifik auszeichnen.


Kaum einer wird je in die Verlegenheit gekommen sein, einen Power-Trafo oder ein Schiff für den Flüssiggastransport von innen zu sehen. Und so werden nicht wenige überrascht sein, dass ein solcher Trafo, der immerhin 500 t wiegen kann, bis zu 4 t Holzwerkstoff enthält. Auch der Einsatz in sogenannten LNG- oder LPG-Schiffen, wo das Material Temperaturen bis - 169 °C widerstehen muss, mag erstaunlich sein. Der Werkstoff, der solchen Anforderungen trotzt, heißt Dehonit.


Ein Kunstharzpressholz, das aus parallelen oder gesperrten, mit Phenolharz verklebten Furnierschichten besteht. Verpresst, entsteht daraus ein Material, dessen Eigenschaften anspruchsvolle Anwendungen möglich macht. In der Flugzeugindustrie beispielsweise, wo Airbus im Prototypenbau alle Aluminiumbauteile auf Holzmodellen biegen lässt. Oder im Automobilrennsport, wo etliche Race Car Teams Dehonit für Spoiler einsetzen. Oder in der Gießereitechnik, wo die klassische Formplatte aus dem Material hergestellt wird. Weltweit werden jährlich circa 18000 t Kunstharzpressholz gefertigt. Die Deutsche Holzveredelung Schmeing (DHV) in Kirchhundem produziert davon allein circa 7000 t.

 

Weltweit agierendes Unternehmen


Seit der Gründung im Jahr 1934 beschäftigt sich DHV mit dem Verpressen von Holz. Anfänglich wurde noch massive Buche verpresst, zum Beispiel zur Herstellung von Webschiffchen für die Textilindustrie. Als dieser Industriezweig mehr und mehr aus Deutschland verschwand, richtete sich das Unternehmen rasch auf den Export aus. In den 1950er Jahren fing man dann in Kirchhundem an, auch Kunstharzpressholz herzustellen. Bald stieß man auf die Anwendung im Transformatorenbau, die bis heute zum Kerngeschäft des Unternehmens gehört: Immerhin zwei Drittel der Produktion gehen in diesen Bereich, in dem weltweit alle namhaften Hersteller wie Siemens, ABB, Toshiba, Alstom oder General Electric bedient werden. „Ein Highlight war im letzten Jahr der Einsatz unseres Werkstoffs im größten jemals gebauten Trafo – mit 1100 kV“, berichtet Christian Schmeing, Geschäftsführer der Deutschen Holzveredlung Schmeing.


Neben dem Transformatorenbau ist der Einsatz als Flüssiggastanklager die zweite große Anwendung von Dehonit. „Dabei handelt es sich um Lager für kryogenische LPG-, Ethylen- und LNG-Tanks, die land- und schiffsseitig eingesetzt werden.“ Um das Gas zu klassischen Anwendern wie Spanien, Japan oder Korea zu transportieren, wird es von 600 auf einen Kubikmeter komprimiert. Die eingesetzten Tanks, die dafür von 20 auf -169° C heruntergekühlt werden, können bis zu 2000 t wiegen – mit Ladung erreichen sie gar ein Gewicht von bis zu 10000 t. „Aufgrund seiner hohen Druckfestigkeit, Wasserbeständigkeit und thermischen Isolierung bietet sich Dehonit hier als Gleit- und Festlager an, mit denen wir jeden Monat drei bis sechs Schiffe ausrüsten.“

 

Auf Wertschöpfung ausgerichtet


Hergestellt wird das Kunstharzpressholz für die Transformatoren und Tanklager auf zweierlei Weise. Während die Furniere für den Trafobau erst beidseitig beharzt, dann getrocknet, zu Blocks gelegt und schließlich verpresst werden, setzt man für den kryogenen Bereich, wo stets mit Feuchtigkeit gerechnet werden muss, ein voll imprägniertes Produkt ein. Mittels Vakuum wird den Furnieren dafür Luft und Feuchtigkeit entzogen, um dann die Kapillaren über mehrere Stunden mit einem Phenolimprägnierharz zu füllen. Dass der Werkstoff auf diese Art wasserfest wird, ist ein Hauptunterschied zur Trafoanwendung, wo diese Aufnahmefähigkeit wiederum gewünscht ist. Hier nämlich soll möglichst eine Vollimprägnierung der Furniere erfolgen, sodass die Bauteile nicht nur eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, sondern zudem hervorragende Isolatoren sind.
Ausgerichtet ist die Produktion in Kirchhundem sehr stark auf die mechanische Bearbeitung von Kunstharzpressholz.


Wertmäßig werden 50 Prozent der Platten zerspant, 50 Prozent verlassen als Halbzeuge das Haus. Mengenmäßig beträgt das Verhältnis etwa 30 zu 70. „Im Trafobau arbeiten wir weltweit mit Zerspanungspartnern zusammen, die unsere Platten kaufen, vor Ort bearbeiten und an die Hersteller ausliefern“, berichtet Schmeing. „Komplexe Teile zerspanen wir selbst und vertreiben sie über unsere Partner.“ So setzt man beispielsweise für die Zerspanung der Tanklagerblöcke, die teilweise auf 500 mm Höhe kaltverleimt werden, eine Maka CR 27 mit Wechseltisch ein. Mit dieser Fünfachsmaschine von Maka wurde unter anderem das größte jemals eingebaute Tanklager gefertigt, bei dem ein einziger Block über 850 kg wiegt. Immer öfter verbaut DHV selbst solche Lagerblöcke mit eigenen Teams in Öltankern, Gastank- und Containerschiffen weltweit. Erst kürzlich wurde ein 350 m langes Containerschiff fertiggestellt, das zwischen Alaska und Seattle pendelt.

 

Trend zur Fünfachsbearbeitung


Wie das Leistungsspektrum von DHV insgesamt, wächst auch die Wertschöpfung in Kirchhundem stetig. „Das wirkt sich direkt auf unseren Maschinenpark aus, den wir gerade um eine Fünfachsmaschine erweitert haben“, so der Geschäftsführer. Mit dieser MK 7s von Maka hat sich die Zahl der Bearbeitungszentren auf aktuell sechs erhöht. Weil aber nicht nur der Umfang der zu bearbeitenden Teile wächst, sondern auch deren Komplexität, wurde auch diesmal in eine Fünfachsmaschine investiert. Der Hintergrund: Mit den immer kompakter werdenden Trafos, die zudem geräuscharm arbeiten müssen, werden verstärkt Fünfachsteile gefertigt. Nicht anders ist es im Schiffbau, wo Flüssiggasantriebe zunehmend auf kleinem Platz unterzubringen sind. Im Gegensatz zu früher werden solche komplexen Teile heute in Komplettbearbeitung gefertigt. Die Vorteile sind höhere Präzision und Effizienz bei der Zerspanung. Vor allem aber auch die sichere Einhaltung der Lieferfristen. „Bei Realisierungszeiträumen von vier Wochen für einen Auftrag haben wir für die mechanische Bearbeitung oft nur vier oder fünf Tage. Die Teile müssen daher zuverlässig in der veranschlagten Zeit durchgeschleust werden.

 

Die Maschine ist klein


Dass sich DHV mit der MK 7s wieder für eine Maka entschieden hat, begründet René Neumeister, zuständig für die CNC-Programmierung und CNC-Technik, mit der Qualität und dem Service des Maschinenbauers aus Nersingen. Entscheidend sei zudem die Steuerung: „Aus der Historie heraus arbeiten wir derzeit noch mit drei verschiedenen Systemen. Um hier zu vereinheitlichen, setzen wir bei Neuinvestitionen auf Steuerungen von Siemens.“ Für die MK 7s wurde damit sichergestellt, dass die Fertigungsdaten fehlerfrei übergeben werden und die Mitarbeiter an der MK 7s kaum geschult werden mussten. Überrascht war Michael Meer, Vertriebsleiter Nord bei Maka, bei der Maschinenbestellung allerdings von der Größe: „Die Maschine ist klein“, betont er. „Dehonit aber ist ein sehr festes Material, sodass hier in der Regel große, schwere Maschinen eingesetzt werden. Erforderlich sind außerdem eine hohe Spindelleistung und ein großes Drehmoment im unteren Drehzahlbereich.“ Die MK 7s sei anders. Als Standardmaschine, die aus der Aluminium-, Kunststoff- und Holzbearbeitung stammt, würden sich die Ausführungen der MK 7s nicht durch die Würfelmaße unterscheiden, sondern nur durch die Größe der Spindel und des Werkzeugwechslers. Warum also eine MK 7s?


„Wir bearbeiten gerade einen Großauftrag für Siemens, für den wir 3600 Trafobalken für den ICX herstellen. Bei diesem Wiederholteil handelt es sich um eine typische Fünfachsanwendung, die viele Werkzeugwechsel erfordert“, begründet Schmeing. „Die MK 7s ist wie gemacht für dieses Bauteil.“ Weitere Anwendungen aus dem Motorsport, der Verpackungsindustrie und dem Maschinenbau zeigen, dass sich mittelgroße Teile mit kurzen Verfahrwegen effizient bearbeiten lassen. In Single-Bauweise ausgeführt, verfügt die MK 7s über verhältnismäßig große Abstände der Maschinenführungen, sodass die Maschine sehr genau arbeitet. „Diese Genauigkeit und die Tatsache, dass die kompakte Maschine über einen großen Z-Hub verfügt, sind weitere Gründe, die entscheidend für die Investition waren“, betont Schmeing. Abgerundet wird das Konzept der MK 7s durch eine 15-kW-Spindel, bei der das große Drehmoment im oberen Drehzahlbereich liegt. Ausgeführt als kardanischer Kopf, baut die Spindel sehr kompakt, ist ausgesprochen steif und bietet wenig Störkonturen.

 

Großer Geschäftszuwachs erwartet


Gepasst haben bei der MK 7s neben dem Konzept auch Liefertermin, Abnahme und Übergabe der Maschine. Keine Woche nach Lieferung konnte schon scharf gefertigt werden. „Auch bei der Steuerung oder dem Postprozessor gab es keine Probleme. Wir können die Teile eins zu eins von der CR 27 übernehmen und auf der MK 7s fertigen“, so Neumeister. Die Maschine schnurrt also wie ein Bienchen, sodass DHV für kommende Herausforderungen gewappnet ist. „Das Elektroauto etwa, von dessen Entwicklung wir uns viel erwarten. Schließlich müssen in den Ballungszentren neue leistungsfähige Netze aufgebaut und Trafos installiert werden, damit künftig jeder sein Elektroauto fahren kann“, so Schmeing. „Einen großen Geschäftszuwachs erwarten wir auch im kryogenen Bereich, wo Flüssiggas als Antriebsenergie immer mehr Anwendung finden wird. Das betrifft zum Beispiel Kreuzfahrtschiffe, wo bereits alle Neubauten in LNG-Technologie ausgeführt werden.“ Um Aufträge muss DHV also nicht bange sein. Und damit auch nicht den Makas in Kirchhundem.


www.maka.com


www.dehonit.de

 


 

 

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