„Produzione in linea“

Schürholz: Carcasse per motori elettrici con il 30% di materiale in meno

Su un sistema di produzione e assemblaggio BIMERIC BM 6000 di Bihler, Schürholz GmbH & Co. KG di Plettenberg, insieme alla Otto Bihler Maschinenfabrik, ha sviluppato un nuovo processo per la produzione di carcasse per motori elettrici a tenuta stagna. Il sistema, unico nel suo genere a livello mondiale, esegue tutte le fasi di lavoro in linea come un processo continuo, offre una precisione speciale ad alte velocità di ciclo e consente di risparmiare circa il 30% di materiale rispetto alla tecnologia di imbutitura convenzionale.

Il portafoglio prodotti della Schürholz Stanztechnik di Plettenberg comprende pezzi stampati in rilievo, pezzi punzonati, pezzi tranciapiegati e pezzi trafilati. I componenti sono utilizzati nell'industria elettrica e ferroviaria, ma soprattutto nell'industria automobilistica e delle forniture per autoveicoli. Un ruolo importante, in questo contesto, è svolto dalle carcasse metalliche per i motori elettrici utilizzate nei veicoli per la regolazione dei sedili. Finora, l'azienda produceva le carcasse nel metodo classico con calotte per cuscinetti su un sistema di lavorazione BM 1500 in combinazione con un centro di formatura COMBITEC CC 1. Nel 2017 è stato deciso di utilizzare queste carcasse anche per i motori dei regolatori dei finestrini del veicolo, anche se i requisiti per questo sono significativamente più elevati: "Le carcasse per i motori dei regolatori dei finestrini devono essere impermeabili o a tenuta di pressione ai sensi della norma IP67, per garantire l'apertura dei finestrini anche sott'acqua in caso di emergenza", spiega l’Amministratore delegato Dipl.-Ing. Angelo Castrignano. “Poiché un componente clinciato non potrebbe mai soddisfare questo requisito, abbiamo dovuto trovare una soluzione produttiva alternativa".

Massima automazione ed efficienza

L'idea: Tutte le fasi di processo necessarie dovevano essere sviluppate ex novo e mappate completamente su un unico sistema, ossia su un nuovo sistema di produzione e assemblaggio servoassistito BIMERIC BM 6000. Non si tratta di un compito facile, perché la produzione prevede un'ampia gamma di fasi di processo come la punzonatura, la piegatura, la saldatura laser, il montaggio del coperchio e la calafatura. Ma dopo due anni di sviluppo, compreso uno studio di progetto, è stato possibile integrare l'intero processo sulla BM 6000. “Si tratta di un impianto unico al mondo che offre il massimo livello di automazione ed efficienza", sottolinea Angelo Castrignano. "I suoi principali vantaggi risiedono nell'elevata produzione, fino a 60 corse al minuto. Allo stesso tempo, la macchina è progettata per uno sfruttamento ottimale del materiale e consente di risparmiarne circa il 30% rispetto all'imbutitura. Con una previsione di 28 milioni di pezzi all'anno, si tratta di un notevole vantaggio in termini di efficienza, non solo dal punto di vista economico, visto il forte aumento dei costi dei materiali. Non solo: l'uso ridotto di materiali può anche far risparmiare migliaia di tonnellate di CO2 ogni anno".

Sviluppo di soluzioni in parallelo

Otto Bihler Maschinenfabrik è stata subito scelta come partner per lo sviluppo della soluzione, anche perché altri fornitori avevano erano stati scoraggiati dalla complessità dei compiti. "Solo Bihler possiede il know-how e le tecnologie di produzione necessarie per un prodotto di questo tipo", afferma Angelo Castrignano. "Abbiamo portato avanti la soluzione insieme e in parallelo, noi sull’aspetto utensili e Bihler sull’aspetto sistema. Siamo sempre stati supportati da Brose Fahrzeugteile come nostro cliente". I principali ostacoli riguardavano il collegamento a tenuta stagna della carcassa del motore al coperchio punzonato e l'integrazione della saldatura laser nel processo. Quest'ultima era già stata presa in considerazione da Brose Fahrzeugteile circa 15 anni fa ed è ora stata ripresa e realizzata. Il risultato finale è stato che tutti gli ostacoli sono stati superati dal punto di vista tecnico e nel rispetto del budget e dei tempi previsti: così la BM 6000 ha potuto entrare in funzione a Schürholz alla fine del 2018. "Il collaudo preventivo della macchina a Halblech si è svolto senza problemi", afferma Stefan Wortmann, responsabile della produzione. “Abbiamo acceso l'impianto e fatto passare un lotto completo di 30.000 pezzi senza alcun problema".

Pronti in pochi secondi

Presso lo stabilimento Schürholz di Plettenberg, la produzione delle carcasse dei motori inizia con l'imbutitura del nastro e la punzonatura dei circuiti. La carcassa viene piegata andando a creare un corpo di base. Il componente viene quindi calibrato e trasportato all'unità di saldatura laser. In questo modo si salda la carcassa. In un sistema di calcolatori, le due linguette a vite della carcassa vengono poi ruotate di 90 gradi e forate. La carcassa ruota e il primo balcone viene aperto all'estremità superiore della carcassa. A tal fine, la parete della carcassa viene premuta verticalmente dall'alto. Il coperchio viene posizionato su questa sporgenza per mezzo di un'unità pick-and-place. Successivamente, la carcassa viene nuovamente raschiata in modo da creare un collegamento a pressione assolutamente ermetico. Infine, il componente viene controllato da una telecamera e un sensore laser controlla anche il cordone di saldatura: in questo modo le carcasse del motore completamente finite escono dalla linea al ritmo di una al secondo. "A differenza dell'imbutitura, la nuova tecnica consente di realizzare con facilità e flessibilità i più svariati spessori di materiale, con una precisione costante su tutto il corpo della carcassa. Questo è un altro grande vantaggio dell'impianto", chiarisce Stefan Wortmann.

Proseguire sulla via del successo

Il grande successo del progetto ha spinto Schürholz a commissionare un'altra BM 6000 per la produzione di carcasse più grandi. Sono utilizzate nelle automobili, ma anche, ad esempio, negli azionamenti delle porte dei garage o nelle macchine da caffè. Inoltre, l'azienda ha già programmato una terza BM 6000. "La BM 6000 è la nuova ammiraglia del parco macchine della nostra azienda. Rappresenta per noi un importante pilastro per il futuro, poiché ci permette di crescere nell'area della produzione di carcasse indipendentemente dalla trazione dei veicoli", afferma Angelo Castrignano. "Al contempo, l'impianto rappresenta il massimo dello sviluppo e della competenza tecnologica, contribuendo in modo decisivo al mantenimento e alla sicurezza del nostro stabilimento produttivo locale". L'alto grado di innovazione della soluzione è testimoniato anche dal fatto che Schürholz, insieme a Brose Fahrzeugteile, ha nel frattempo depositato numerosi brevetti su questo metodo di produzione delle carcasse impermeabili per motori elettrici. Non meno importante, Schürholz, insieme a Otto Bihler Maschinenfabrik, è stato nominato da Brose Fahrzeugteile fornitore più innovativo del 2019.