Reduzierung der Werkzeugkosten und Ausfallzeiten in der Automobilindustrie durch strategische WAAM-Anwendung
In der Automobilindustrie sind Werkzeuge enormen Belastungen ausgesetzt, was Verschleiß und Bruch unvermeidlich macht. Gorenje Orodjarna, Spezialist für Folgeverbund- und Transferwerkzeuge für die Blechumformung, produziert jährlich rund 200.000 Blechteile für 7-Jahres-Programme mit Werkzeugen, die wichtige Schneideinsätze enthalten. Diese Einsätze formen Stahl mit hoher Festigkeit und sind für die Produktionsverfügbarkeit unerlässlich, ihre Wartung stellt jedoch eine erhebliche betriebliche Herausforderung dar.
Mit WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) haben RAMLAB und Groenje Orodjarna bewiesen, dass es möglich ist, die Wartungszeit zu verkürzen, den Materialverbrauch zu senken und die Umweltbelastung zu verringern, während gleichzeitig die Werkzeugleistung konstant bleibt.
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Herausforderung
Blechumformwerkzeuge sind an ihren Schneidkanten extremen Kräften und hohen Temperaturen ausgesetzt. Traditionell werden diese Einsätze vollständig aus teurem Spezialwerkzeugstahl gefertigt, um diesen harten Bedingungen standzuhalten. Dieses Verfahren bringt jedoch mehrere betriebliche Herausforderungen mit sich:
- Hohe Wartungskosten: Der Austausch oder die Reparatur verschlissener oder beschädigter Einsätze aus massivem Werkzeugstahl ist aufgrund der hohen Materialkosten und des erforderlichen umfangreichen Bearbeitungsaufwands kostspielig.
- Längere Produktionsausfallzeiten: Die Reparatur oder der Austausch von Werkzeugen verlangsamt die Produktionslinien. Die Minimierung dieser Ausfallzeiten ist entscheidend.
- Begrenzte Kosten- und Materialoptimierung: Die Verwendung von hochwertigem Werkzeugstahl für das gesamte Einsatzvolumen ist oft materiell übertrieben, da nur die Arbeitsflächen diese Eigenschaften erfordern.
Lösung
Anstatt ausschließlich auf teuren Werkzeugstahl zu setzen, setzte die Strategie für die Reparatur dieses Teils auf eine intelligente Materialkombination: Erstens Gorenje Orodjarna hat Einlegeböden aus GGG70 (einem robusten Gusseisen) hergestellt, um strukturelle Unterstützung zu bieten. Im zweiten Schritt haben wir mit MaxQ Repair eine Schicht aus langlebigem Werkzeugstahl präzise nur auf die kritischen Schneidkanten und Verschleißflächen aufgetragen, die von Gorenje Orodjarna identifiziert wurden. Dieser Ansatz ermöglichte nicht nur kostengünstige Reparaturen, sondern trug auch zu einer effizienteren Produktion bei, indem er die Ausfallzeiten der Werkzeuge minimierte und Reparaturen durch schnelleres und gezielteres erneutes Auftragen der WAAM-Schicht auf abgenutzte Bereiche vereinfachte.
Ergebnis
Diese strategische WAAM-Anwendung führte zu Verbesserungen bei Leistung, Kosten und Nachhaltigkeit. Die Ergebnisse:
- 61% Gesamtkostensenkung über die gesamte Produktions- und End-of-Life-Phase hinweg.
- 48% Materialeinsparungen
- 43% bis 45% CO2-Äquivalent-Reduktion: Die Umweltbelastung wurde im Vergleich zur konventionellen Fertigung deutlich gesenkt und schneidet bei Verwendung der Mittelpunktindikatoren mit ReCiPe2016 in 15 von 18 Auswirkungskategorien schlechter ab als WAAM.
- Erhaltene Funktionsleistung: Der hybride WAAM-Einsatz entsprach den Funktionsanforderungen des herkömmlichen Gegenstücks aus massivem Werkzeugstahl.
- Reduzierung der Wartungsdurchlaufzeit und -kosten
Fazit
Die WAAM-Technologie von RAMLAB bietet eine leistungsstarke Lösung zur Verlängerung der Lebensdauer und Senkung der Gesamtbetriebskosten von Automobilwerkzeugen, die einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind. Durch die Kombination kostengünstiger Grundmaterialien mit präzise aufgebrachten, langlebigen Oberflächen ermöglicht WAAM schnellere und kostengünstigere Reparaturen und senkt die Kosten ohne Leistungseinbußen.
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MaxQ Repair ist eine automatisierte Komplettlösung für die Reparatur von Metallteilen wie Schienen, Rotoren und Matrizen, die im Betrieb einem Verschleiß unterliegen.
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