Die heutige Zeit hat die Sensibilität zum Energieverbrauch sowohl in privaten Haushalten als auch im produzierenden Gewerbe gesteigert. Lange Zeit wurde die Energie als selbstverständlich angesehen, doch steigende Preise und die formulierten, globalen Klimaziele halten die Unternehmen an Energieressourcen kritisch zu prüfen. Die Energieeffizienz, die als Korrelation zum CO2-Fußabdruck dient, ist ein wichtiger Indikator eines Unternehmens, um seinen Anteil zu Nachhaltigkeit und Klimaschutz beizusteuern. Nachhaltig hergestellte Produkte gewinnen zunehmend an Bedeutung, so dass auch der Energieverbrauch von Werkzeugmaschinen einen wesentlichen Bestandteil zu einer Kaufentscheidung einnimmt.

In den vergangenen Jahren hat FOOKE die Basis für energieeffiziente Werkzeugmaschinen gelegt, indem hochsteife Maschinen mit dynamischen Antriebselementen ausgelegt und gebaut wurden. Speziell kann hier der Linearmotor genannt werden, bei dem einige Übertragungselemente, wie Getriebe und Lagerungen, im Vergleich zu konventionellen Antrieben wie Zahnstange oder Kugelgewindetrieb entfallen, was eine Steigerung der Antriebssteifigkeit zur Folge hat. Dadurch lassen sich in der Steuerung hohe kV-Faktoren einstellen, was ein Maß für hohe, dynamische Positioniergenauigkeiten darstellt. Der berührungslose und damit nahezu verschleißfreie Linearmotor ist spielfrei und service- bzw. wartungsfreundlich.

In Summe lassen sich mit dem Linearmotor kürzeste Bauteilbearbeitungszeiten unter Einhaltung geringsten Positionstoleranzen erreichen. Die geringen Bearbeitungszeiten führen dazu, dass alle Einzelverbraucher (auch die Verbraucher mit den höchsten Einzelleistungen wie Spindel oder Kühlgeräte) kürzer im Einsatz sind und so den Gesamtenergieverbrauch auf ein Minimum reduzieren.

Weiterhin sorgen die steifen und optimierten Strukturteile für eine hohe thermische Maschinenstabilität, so dass Verformungen aufgrund von inneren und äußeren Temperaturänderungen geringgehalten werden. Durch die hohe Massenträgheit des Systems kann auf die Temperierung von Strukturteilen verzichtet werden, was einen erheblichen Anteil am Energieverbrauch einer Werkzeugmaschine einnimmt. Die exzellente Positions- und Wiederholgenauigkeit wird weiterhin garantiert.

Ein weiterer elementarer Faktor um Bearbeitungszeiten zu reduzieren ist ein optimaler Fräsprozess. Wir analysieren und bewerten die kundenspezifische Anforderung um den Prozess effizienter zu gestalten: Reduzierung von Bearbeitungszeiten und Optimierung von Oberflächen.

Energieeinsparpotenzial von bis zu 24 Prozent

In der Vergangenheit wurden empirische Untersuchungen an Werkzeugmaschinen mit Linearmotor und konventionellen Antriebsarten durchgeführt. Hier zeigte sich, dass FOOKE Fräsmaschinen, die mit Linearmotoren ausgestattet sind, um einen bis zu 24 % geringeren Energieverbrauch bei gleicher Bearbeitungsaufgabe aufgezeigt haben. Grund dafür war vor allem die geringere Bearbeitungszeit. Allerdings setzt FOOKE auch auf energieeffiziente Einzelverbraucher. Die Wirkungsgrade der eingesetzten Antriebsmotoren betragen z.B. 94 %.

Innovative Technologien „Made in Germany“

FOOKE legt bei der Entwicklung ihrer Werkzeugmaschinen und bei der strategischen Ausrichtung großen Wert auf Energieeffizienz. Dabei ist vor allem entscheidend, wie das Verhältnis zwischen Verlust- und Prozessleistung ist.

In enger Zusammenarbeit mit Hochschulen, wissenschaftlichen Instituten und ausgewählten Technologiepartnern verfolgt FOOKE zahlreiche Forschungsprojekte, die effizientere, innovative Produkte und Fertigungsprozesse zum Ziel haben. In einem jüngsten Projekt wurde z. B. eine CFK-Z-Achse entwickelt, gebaut und erprobt, die bei gleicher statischer Steifigkeit nur 50 % der konventionellen Guss-Z-Achse besitzt. Die Werkzeugmaschine mit integrierter CFK-Z-Achse ist nunmehr seit über 4 Jahren im Einsatz und besticht durch ein sehr gutes dynamisches Verhalten bzw. durch eine thermische Stabilität, die bis zu 70 % besser ist als Fräsmaschinen, die aus Stahl und Guss hergestellt sind. Die Substitution des Z-Schlittens hat eine Reduzierung des Energieverbrauchs um ~ 20 % ergeben.

Geheimtipp

Die Bundesregierung unterstützt Unternehmen, die sich zukünftig stärker energieeffizient aufstellen wollen. Bei der Beschaffung neuer, nachweislich energieeffizienter Werkzeugmaschinen, subventioniert der Staat die Investition um bis zu 50 %. Weitere Informationen finden Sie unter diesem Link.

Gerne unterstützen wir Sie auch beim Thema Energiesparen. Kontaktieren Sie uns!

Matthias Müller, Projektleiter F&E, E-Mail: mmueller@fooke.de.