Multitasking-Technologie reduziert Rüstzeiten in der Fertigung
Mit dem Einsatz von Fräs-Drehzentren von WFL konnte BWXT die Rüstzeiten deutlich verkürzen, Fertigungsprozesse effizienter gestalten und gleichzeitig die Prozesssicherheit durch Simulationssoftware erhöhen.
In der Fertigung hochkomplexer Bauteile, deren Produktionszeit sich über mehrere Jahre erstrecken kann, sind Prozessverbesserungen von zentraler Bedeutung – sowohl hinsichtlich Effizienz als auch Qualität. Für BWX-Technologies am Standort Euclid im US-Bundesstaat Ohio war dies ein guter Grund, gezielt in Multitasking-Maschinen zu investieren, um Potenziale zur Optimierung zu nutzen. Durch den Einsatz von WFL MILLTURN Maschinen wurden nicht nur Rüstzeiten reduziert, sondern auch Programmier- und Prüfprozesse verbessert.
Präzision für höchste Anforderungen
BWXT beliefert unter anderem die Nuklear-, Verteidigungs- und Raumfahrtindustrie. Die Fertigung am Standort Euclid konzentriert sich auf elektromechanische Komponenten für Flugzeugträger und U-Boote der US Navy – hochkomplexe Teile, die später an anderen Standorten zu Großbaugruppen weiterverarbeitet werden. In diesem Umfeld sind Ausfälle nicht tolerierbar: Die Komponenten müssen jahrzehntelang zuverlässig funktionieren, Toleranzgrenzen von bis zu ± 0,0025 mm einhalten und aus Werkstoffen wie Inconel, gehärtetem Stahl oder speziellen Edelstählen gefertigt sein.
Die Bauteilgrößen variieren von kleineren Formaten bis zu Werkstücken mit drei Metern Länge und 60 cm Durchmesser. Häufig sind bis zu 15 Schweißvorgänge notwendig, und eine Baugruppe kann aus über 70 Einzelteilen bestehen. Aufgrund geringer Losgrößen (zwischen 10 und 50 Stück) ist eine vollautomatisierte Fertigung wirtschaftlich nicht sinnvoll. Stattdessen setzt BWXT auf ein breites Spektrum an CNC-gesteuerten Bearbeitungsmaschinen – insbesondere auf MILLTURNs von WFL. Diese ermöglichen eine weitgehend automatisierte, prozesssichere Zerspanung innerhalb der Maschine (Close-Door-Machining) und leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Effizienz und Qualität in der Fertigung.
Strategische Investition in WFL-Maschinen
Im Jahr 2014 nahm BWXT die erste MILLTURN in Betrieb – eine M65 mit 4,5 Metern Bettlänge. Ziel war es, die Vielzahl an Umspannungen bei komplexen Bearbeitungsfolgen zu reduzieren, denn jeder dieser Schritte ist nicht nur zeitintensiv, sondern birgt auch potenzielle Fehlerquellen. Teilweise waren für das Rüsten bis zu drei Schichten notwendig.
Die Kombination von Dreh- und Fräsbearbeitung in einer einzigen Maschine versprach nicht nur eine höhere Prozesssicherheit, sondern auch deutlich verkürzte Durchlaufzeiten. Mit dem Einsatz der MILLTURN-Maschinen von WFL konnten die Rüstzeiten erheblich reduziert und die Fertigungsprozesse deutlich effizienter gestaltet werden. Zudem trug die Simulationssoftware entscheidend zur Erhöhung der Prozesssicherheit bei.
Tatsächlich ließ sich bei bestimmten Bauteilen die Anzahl der Arbeitsgänge von über zehn auf nur noch drei bis fünf reduzieren – mit einer Produktivitätssteigerung von 200 bis 300 Prozent. Die integrierten Dreh- und Fräsfunktionen erreichen dabei Leistungswerte, die mit konventionellen Einzelmaschinen mithalten können, und eröffnen auch in der Auswahl von Werkzeugen und Spannmitteln neue Möglichkeiten.
Maschinenpark konsequent erweitert
Aufgrund der positiven Erfahrungen wurden weitere Maschinen angeschafft. Inzwischen nutzt BWXT sechs M65-Maschinen sowie eine M35, jeweils mit unterschiedlichen Bettlängen und Ausstattungen. Bemerkenswert ist, dass eine der M65 MILLTURNs über neun Aufnahmen für prismatische Werkzeuge verfügt, während die meisten nur zwei haben. Alle Maschinen verfügen jedoch über 90 Plätze im Werkzeugmagazin, was gegenüber den früher eingesetzten Maschinen eine vielfache Erweiterung der Plätze darstellt und redundante Bestückungen erlaubt.
Die einfache Umrüstung der Maschinen ermöglicht zudem eine flexible Bearbeitung kleiner Stückzahlen ohne Einbußen bei Produktivität oder Durchsatz. Dies erlaubt etwa die Herstellung von Innen- und Außenverzahnungen auf der M35 dank diverser Fräszyklen – ein Bearbeitungsschritt, der zuvor nur manuell durchgeführt werden konnte. BWXT unterstreicht die Entscheidung für eine MILLTURN mit einer erneuten Erweiterung. Diesmal soll es eine M50 MILLTURN werden.
Prozesssicherheit durch Simulation
All diese Erweiterungen verlieren jedoch ihre Relevanz, wenn die Einzelkomponenten fehlerhaft sind. Aus diesem Grund legt BWXT besonderen Wert auf die CrashGuard-Software, die das Unternehmen für die WFL-Maschinen erworben hat. Die Software besteht aus zwei Komponenten: einer Offline-Version (CrashGuard Studio) für die Programmierung sowie einer integrierten Echtzeitüberwachung direkt an der Maschine. Alle WFL-Maschinen werden mit vollständigen digitalen Maschinenmodellen geliefert, sodass die Simulation realitätsnah und zuverlässig ist.