Fahrwerksteilefertigung aus einem Guss

In der Automobilindustrie war Rübig Alu Deutschland bisher für seine Kompetenz in der Wärmebehandlung von Aluminium-Gussteilen bekannt. Nun fertigt der Aluminium-Veredler im Werk Pilsting auch mechanisch bearbeitete und mit Einpress-Lagern komplettierte Aluguss-Fahrwerksteile. Die Komplettfertigung vom Rohteil bis zum Endprodukt erfolgt in einer durchgängig automatisierten Bearbeitungslinie von Fill. Diese sorgt bei geringem Personalbedarf für höchste Wirtschaftlichkeit, geprüfte Qualität und lückenlose Nachverfolgbarkeit der Teilebearbeitung. 

Die Elektromobilität gilt als einer der zentralen Bausteine der Verkehrswende. Automobilhersteller entwickeln und produzieren immer öfter elektrisch angetriebene Automobile, die von vornherein rund um die Kerntechnologien der Elektromobilität herum konstruiert wurden. So auch ein deutscher Hersteller aus dem Premium-Segment, dessen erstes Modell einer neuen, vollelektrischen Modellreihe im Herbst 2025 das eigens dafür gebaute neue Werk verließ. 

Innovative KFZ-Bauteile für die E-Mobilität 

Zu den Innovationen der erwähnten neuen Modellbaureihe gehört als eines der zentralen mechanischen Elemente ein monolithischer Hinterachsträger aus einem einzigen Aluminium-Gussteil. Dieser benötigt zunächst eine Wärmebehandlung, um die erforderlichen Festigkeitswerte zu erlangen. Daran anschließend muss er auf vielfältige Weise mechanisch bearbeitet und mit den fahrzeugspezifischen Dämpfungselementen versehen werden. 

Eine entscheidende Rolle spielt dabei die fertigungsbegleitende Qualitätssicherung, von der Rissprüfung nach dem Glühvorgang über wiederkehrende Maßhaltigkeitskontrollen nach einzelnen Bearbeitungsschritten bis zur 100 % Endkontrolle. Wie im Automobilbau üblich, muss der gesamte Prozess für jedes Stück lückenlos rückverfolgbar dokumentiert werden. 

Bauteilspezifische Produktionsanlage 

Die Rübig Alu Deutschland GmbH & Co.KG in Pilsting (Niederbayern) entschloss sich dazu, die neue Komponente mit allen Bearbeitungen einbaufertig anzubieten. Als Teil der österreichischen Rübig Gruppe, einem Metall veredelnden Zulieferer für die Luftfahrt- und Automobil-Industrie sowie die Medizintechnik, beliefert das Unternehmen Automobilhersteller mit wärmebehandelten Aluminium-Gussteilen. In Rübig-Anlagen verleihen fortschrittliche Härte- und Beschichtungsprozesse diesen Komponenten Eigenschaften wie hohe Festigkeit, Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, makellose Oberflächen und eine lange Lebensdauer. „Angesichts des hohen Kostendrucks war klar, dass sich diese Teile nur mit einem sehr hohen Automatisierungsgrad wirtschaftlich fertigen lassen“, erklärt Ing. Patrick Hacker, Chief Operating Officer (COO) bei Rübig Alu Deutschland. „Wir brauchten daher einen Maschinenbau-Partner, der in der Lage ist, die hoch komplexe automatische Produktionsanlage zu planen und aus einer Hand zu liefern.“ 

Die Anlagenkomplexität ist in jeder Hinsicht enorm: Ihre Aufgabe beginnt mit dem Einlegen der Rohteile in Glühgestelle und dem Eintransport in die Wärmebehandlung. Nach dieser erfolgt in zwei bemannten und einer unbemannten Station eine Rissprüfung. Dazu müssen die Teile zuvor mit einem Kontrastmittel besprüht und danach auch wieder davon befreit werden. Entfernt werden müssen auch Gussgrate, ehe die Teile in Bearbeitungszentren durch Fräsen, Bohren und Gewindeschneiden bearbeitet und anschließend entgratet und gereinigt werden. 

Ihre fahrzeugspezifische Ausführung erhalten die Hinterachsträger in der vorletzten Station, wo die jeweils passenden Gummilager eingepresst werden. Danach erfolgt eine End-of-Line-Prüfung der rund 25 kg schweren Teile sowie die anschließende Verpackung in Transportgestelle. 

Systementscheidung unter Zeitdruck 

Außerordentlich hoch ist nicht nur die Komplexität der komplett verketteten Produktionsanlage. Auch der Zeitdruck war enorm: Für Entwicklung, Bau und Inbetriebnahme der komplexen Anlage standen ab Auftragserteilung nur wenige Monate zur Verfügung. Erschwerend kam dazu, dass eine bestehende, gemietete Halle genutzt werden musste. Diese ist mit Zwischenwänden und Einbauten versehen, die nicht beliebig angepasst werden konnten oder durften. 

Rübig-Projektleiter Matthias Heizmann hatte mehrere in Frage kommende Anlagenhersteller zur Abgabe ihrer Konzepte eingeladen. Nach eingehender Prüfung entschied sich Rübig Alu für den österreichischen Hersteller Fill Gesellschaft m.b.H. „Wir hatten bereits seit 2018 sehr gute Erfahrungen mit den Automatisierungsanlagen von Fill für unsere Wärmebehandlung gesammelt“, nennt er einen der Beweggründe. „Fill konnte als einziger Anbieter die gesamte Anlage aus einem Guss anliefern und punktete darüber hinaus mit der garantiert zeitgerechten Verfügbarkeit der passenden Bearbeitungszentren.“ 

Bearbeitung mit hoher Wirtschaftlichkeit und Präzision 

Im Zentrum der Anlage stehen drei hoch performante Bearbeitungszentren vom Typ SYNCROMILL C21-80/1500 mit Direktbeladung. Deren hochdynamisches Doppelspindel-Bearbeitungsaggregat mit getrennten Z-Achsen führt die Hauptvorschubrichtungen in X und Z aus. Dabei wird das Werkstück in Y-Richtung bewegt. Das ausgeklügelte Werkzeugwechselkonzept ermöglicht durch extrem kurze Wechselzeiten eine äußerst effiziente, platzsparende und wirtschaftliche Fertigung der komplexen Werkstücke. „Darüber hinaus bietet die SYNCROMILL C Höchstwerte bei der Genauigkeit“, bestätigt Matthias Heizmann. „Damit können wir ohne Weiteres die sehr hohen Anforderungen an die Präzision dieser kritischen Automobilteile erfüllen.“ 

Komplett verkettete Anlage 

Ein auf einer rund 20 Meter langen Linearachse fahrender Sechsachs-Knickarmroboter verkettet die drei Bearbeitungszentren mit den vor- und nachgelagerten Stationen. Er bringt die antransportierten Bauteile zunächst zur Rohteileentgratung und von dort nach Zeichnungsanforderung ausgerichtet zu den Bearbeitungszentren. Die dort entnommenen bearbeiteten Teile transportiert er zur Fertigteil-Entgratungs- und Reinigungsstation. „Die robotergestützt vollautomatisierte Automatisierungstechnik mit den hoch effizienten SYNCROMILL C Bearbeitungsmaschinen einschließlich der Vor- und Nachbearbeitung ist ein Schlüssel zur wirtschaftlichen Fertigung der komplexen Aluminiumkomponenten“, sagt Christoph Rachbauer, Projektierung Automatisierungslösungen bei Fill. „Mindestens ebenso wichtig ist die vollständige Verkettung aller vor- und nachgelagerten Prozesse.“ 

Das beginnt bereits beim Austransport der Rohteile aus der Wärmebehandlung. Nach der Entnahme aus den Glühgestellen werden diese von einem Knickarmroboter zunächst zum DMC-Codescan und zur Sigma-Prüfung mittels Kamera gebracht. Gutteile legt der Roboter anschließend auf einem Palettenumlaufförderer ab, Schlechtteile auf ein Förderband zum Abtransport aus der Anlage. 

Zwei Roboter arbeiten in der anschließenden Prüfstation, wo die Teile zunächst mit ±0,15 mm Genauigkeit auf Maßhaltigkeit und anschließend auf etwaige Risse geprüft werden. Für die Rissprüfung, die in einer vollautomatischen und zwei bemannten Stationen erfolgen kann, werden die Teile in ein Kontrastmittel getaucht, das zunächst getrocknet und nach der Prüfung auch wieder abgereinigt werden muss. Nach erfolgter Prüfung gelangen sie über einen Palettenförderer zur Rohteile-Entgratung, wo sie in einer mit zwei Frässpindeln versehenen Entgratstation bearbeitet und anschließend ausgerichtet an die oben beschriebene, zentrale mechanische Bearbeitung übergeben werden. 

Automation bis zum Ende 

Die Automatisierung der Anlage setzt sich auch nach diesem Kernstück nahtlos fort. In der Entgrat- und Reinigungsstation führen zwei mit Frässpindeln versehene Roboter mittels Entgrat- und Bürstwerkzeugen die Entgratung und Reinigung der Bauteile durch. Anschließend werden diese mittels Palettenumlaufförderer zur Buchsenmontage weitertransportiert. 

Auch dort arbeitet ein Roboter. Dieser bestückt die Einpressstation mit den passenden Gummilagern und bringt die Gussteile über eine Ölstation zum Benetzen der Bohrungen zur Einpressstation, wo kraft- und wegüberwacht die Montage der Gummilager erfolgt. Nach einer optischen Prüfung legt er die fertigen Bauteile auf den Palettenumlaufförderer. 

Dieser bringt sie zur End-of-Line-Prüfung und Verpackung. Dort bestückt ein Roboter auf Linearachse zwei manuelle Prüfplätze, bringt die Bauteile zu einem Etikettendrucker und zur anschließenden Prüfung von DMC und Klartext, um sie zuletzt in Fertigteilbehältern abzulegen. 

Prozesssicherheit und Transparenz 

Eine solche voll durchgängige Lösung wäre ohne Digitalisierung kaum denkbar. Die Fill-Softwarelösungen des CYBERNETICS-Portfolios verknüpfen die verschiedenen Anlagenteile und Maschinen innerhalb der Aluminium-Bearbeitungsanlage. Sie sorgen für eine Verbindung mit dem kundenseitigen ERP-System und für die lückenlose Erfassung und Speicherung aller relevanten Prozessparametern für einen effizienten Betrieb und eine sichere Bauteilrückverfolgung. Diese ist umso bedeutender, als Rübig als Zulieferer im Reklamationsfall einen großen Teil des Schadensrisikos trägt. Da ist es wichtig, die betroffenen Teile eingrenzen und die Fehlerursache rasch beheben zu können. „Die Fill-Anlage bietet eine vollständige Verkettung des Gesamtprozesses einschließlich des gesamten Vor- und Nachlaufes rund um die SYNCROMILL C Bearbeitungsmaschinen“, fasst Patrick Hacker zusammen. „So ermöglicht sie eine prozesssichere und lückenlos nachvollziehbare Produktion der Fahrwerksteile mit höchster Präzision mit weniger als zehn direkt am Prozess beteiligten Personen.“ Die daraus resultierenden geringen Stückkosten waren ausschlaggebend dafür, dass Rübig diesen prestigeträchtigen Auftrag erhielt.