Vor über 135 Jahren eroberten die ersten Automobile die Straßen. Seither hat die Automobilindustrie unglaubliche Sprünge gemacht. Und just als sie im Begriff war, selbstfahrende Fahrzeuge weiter voranzubringen und neue High-Tech-Materialien zu testen, wurde sie abrupt gedämpft. COVID-19, die Verstopfung des Suezkanals und der anhaltende Mangel an Mikrochips brachten die Automobilindustrie in die Knie. Obwohl die Produktion nachließ, gingen die Autoverkäufe nicht im selben Maße zurück, was zu einem geringen Angebot und einer hohen Nachfrage führte. Es besteht also in manchen Ressorts immer noch ein relativer Nachfrage-Überhang. Um diesem Bedürfnis gerecht zu werden und weiterhin die sichersten Autos mit der besten Technologie zu produzieren, setzen Hersteller auf CNC-Technik.
Warum CNC-Technik nicht mehr wegzudenken ist
Da immer engmaschigere Produktionszyklen in der Automobilindustrie notwendig geworden sind, stellen die Hersteller entsprechend eine Vielzahl spezialisierter, extrem komplexer Teile her. Gleichzeitig ist es aus ökonomischen sowie ökologischen Gründen wichtig, das Gewicht der Fahrzeuge gering zu halten, ohne die Integrität und Gesamtsicherheit zu beeinträchtigen. Oft erfordert dies die Bearbeitung von schwierigen Materialien, die während der Bearbeitung anfällig für Verzug oder Bruch sind. Am häufigsten verwendet die Automobilproduktion Aluminium und andere leichte Metalle, Kunststoffe sowie Verbundmaterialien. Relativ neu in der Branche ist Polymethylmethacrylat (PMMA) Acryl, eine bruchsichere Alternative zu Standardglas, das für Beleuchtungskörper verwendet wird und seine eigenen Bearbeitungsprobleme mit sich bringt. Die Hersteller erkennen auch den gestiegenen Wunsch nach digitaler Technologie in ihren Pkw, die auf spezialisierte elektronische Teile mit extrem engen Toleranzen angewiesen sind.
Die Einhaltung dieser Toleranzen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Integrität des Materials wäre ohne CNC-Bearbeitung, welche die manuelle Bearbeitung von Teilen überflüssig macht, nahezu unmöglich. Ihr Wert liegt in der präzisen Wiederholbarkeit der Produktion – ziemlich wertvoll für eine Branche, die immerhin das Fließband erfunden hat. Die automatisierte CNC-Bearbeitung sendet Code an Maschinen, sodass der Bediener nur das Material einbringen und den Startknopf drücken muss. Sobald die Konzeption einmal steht und die programmatische Arbeit getan ist, liefert CNC präzise, beliebig oft reproduzierbare Ergebnisse.
Geschwindigkeit, Präzision und Wiederholbarkeit
Einer der wichtigsten Vorteile der CNC-Bearbeitung von Autoteilen ist die Geschwindigkeit, wobei die Durchlaufzeiten bei der Kleinserienfertigung besonders kurz sind. Da die Bearbeitung automatisch von einem Computer durchgeführt wird, müssen keine menschlichen Einschränkungen (wie Ermüdung) in den Prozess einbezogen werden. Die Geschwindigkeitsvorteile von CNC zeigen sich dementsprechend besonders bei der Herstellung großer Stückzahlen eines Bauteils, da die Computeranweisungen beliebig oft wiederholt werden können. Die konventionelle Bearbeitung kann jedoch in bestimmten Fällen schneller sein, z. B. wenn nur eine einzige Einheit des Objekts hergestellt werden muss. In diesen Fällen kann die Zeit, die zum Erstellen der Computeranweisungen benötigt würde, den Mehraufwand nicht rechtfertigen. Außer es geht um einen Prototypen, dessen Modell (für spätere Serienproduktion) genau evaluiert werden muss.
Ein weiterer Grund, warum Automobilhersteller die CNC-Bearbeitung bevorzugen, ist die hohe Präzision des Prozesses. Die digitale und autonome Natur dieser Bearbeitungsform lässt wenig Fehlermöglichkeit, da die feinsten CNC-Bearbeitungseinstellungen Toleranzen in minimalen Bereichen bieten können. Verständlicherweise verlangt die Automobilindustrie oft solche feinen Toleranzen, da die Fehlfunktion eines Motors oder eines anderen kritischen Bauteils schwerwiegende Folgen für den Endverbraucher und den Ruf des Herstellers haben kann. Die Präzisionsbearbeitung von Automobilkomponenten ist häufig für die Herstellung von Metallteilen in unterschiedlichsten Formen und Größenordnungen erforderlich und muss in all diesen Bereichen zuverlässige Resultate liefern. Obwohl für Prototyp-CNC-Teile durchaus auch lockerere Toleranzen verwendet werden können (solange das Experimentelle im Vordergrund steht).
Da derselbe CNC-Bearbeitungsauftrag ohne Diskrepanz zwischen den Teilen unbeschränkt wiederholt werden kann, ist die Technologie besonders nützlich, wenn ein Hersteller große Mengen eines einzelnen Bauteils produzieren muss. Und in einer Branche, in der Millionen Autos pro Jahr hergestellt und verkauft werden, ist eine Nachfrage nach großen Stückzahlen (mit strenger Qualitätskontrolle) an der Tagesordnung. Glücklicherweise ist die CNC-Bearbeitung bei größeren Volumina kostengünstiger, da die eigentliche Bearbeitung des Produkts weniger arbeitsintensiv ist als die Vorbereitungsphase, in der das Bauteil digital entworfen, der G-Code vorbereitet und Materialien ausgewählt werden.
Welche CNC-Techniken dominieren im Autobau?
Im Fahrzeugbau sind Fräsen und Fräs-Dreh-Bearbeitung am weitesten verbreitet. Hersteller verlassen sich auf diese Techniken, um Antriebswellen, die Aufhängung, Zylinderköpfe, Abgassysteme, Formen für Teile und vieles mehr herzustellen. Dabei werden alle möglichen Größenordnungen bedient. So kann der gesamte Motorblock aus einem großen Aluminiumstück herausgearbeitet werden. Gleichzeitig jedoch auch Kleinstteile, wie Buchsen und Ventilhalterungen.
Das entscheidende Kriterium für CNC in der Automobilindustrie ist und bleibt, dass Automobilhersteller ihre etablierten Produktionsstandards aufrechterhalten müssen, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Dabei werden die Portfolios (und somit die Vielfalt der Teile) tendenziell immer diverser. Vor allem unter dem Eindruck der zunehmenden Elektromobilität, die bis 2030 voraussichtlich 25% der weltweiten Fahrzeugherstellung ausmachen soll.
Die jüngsten Engpässe in den Lieferketten, logistisch nachteilige Folgen von Dürren und Wirtschaftssanktionen, hohe Nachfrage und allgegenwärtige Sicherheitsstandards machen Präzision und Schnelligkeit zu einem bedeutenden Faktor in der Produktion. Effiziente Produktion ist unter solchen Bedingungen noch wichtiger denn je. Vor allem da momentan schwer absehbar ist, wie lange diese Markt-Konstellation, die derzeit vielen negativen Synergien unterliegt, anhalten mag. Dass die Nachfrage nahezu ungebrochen hoch ist, offenbart der Gebrauchtwagenmarkt. Nicht zuletzt, weil die Neuwagenproduktion teilweise nur noch schleppend mitkommt. Doch wenn das Material fehlt, nützt auch die beste CNC-Fräse nichts.
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