Tier 1 meistert massive Prägungen mit 3.000

Aug 24, 2023

Der erst 22 Jahre alte Tier-1-Automobilzulieferer Martinrea ist weltweit an 58 Standorten, darunter Vertriebs- und Entwicklungszentren, tätig. Der Hersteller erzielte im dritten Quartal 2022 einen Jahresumsatz von 4,5 Milliarden US-Dollar und beschäftigt derzeit mehr als 18.000 Mitarbeiter. Das Unternehmen liefert Strukturen und Antriebssysteme, einschließlich Metallstanzteile, an GM, Ford, Nissan, Stellantis, BMW und viele andere Unternehmen.

Das Unternehmen ist organisch und durch Akquisitionen gewachsen. Im Jahr 2006 erwarb das Unternehmen ein Werk in Hopkinsville, Kentucky, das ursprünglich 1997 als anderes Unternehmen errichtet wurde. Die Gesamtnutzfläche beträgt heute mehr als 42.000 m² auf einem 51 Hektar großen Grundstück. Das Werk steckt gewissermaßen noch in den Kinderschuhen und hat seine ersten Erfahrungen mit dem Stanzen von Komponenten für Kipphebelbaugruppen, Querlenker und Motorhalterungen gemacht. Zusätzlich zum Stanzen werden robotergestützte automatisierte Montage-, Schweiß-, E-Beschichtungs-, Rollform-, Laserschneid-, Hydroforming- und Klebeanwendungen durchgeführt.

Kürzlich gewann der Hersteller einen Auftrag zum Stempeln einer großen Bodenschwelle, die am Boden eines Fahrzeugs unter den Türen verläuft. Das Teil ist knapp 8 Fuß lang. Es braucht eine sehr große Presse, um es zu stempeln. Der schnell wachsende Zulieferer platzte aus allen Nähten und musste seine Druckmaschinenkapazität erweitern – und eine größere Krippe bauen, um sie unterzubringen.

General Manager Brad Graves beschrieb die Gründe für die Entscheidung, weitere Druckmaschinen zu kaufen. „Wir haben in den letzten Jahren viele Aufträge gewonnen und die Kapazität unserer 1.000-Tonnen- und größeren Transferpressen war sehr knapp. Daher musste Martinrea die Druckkapazität erweitern. Es lag nicht so sehr daran, dass die anderen Druckmaschinen die Arbeit nicht leisten konnten, sondern vielmehr daran, dass sie mit dem laufenden Geschäft bereits ausgelastet waren. Sie hatten einfach keine freie Verfügbarkeit.“

Während das Unternehmen einen Kauf tätigte, versuchte es, seine Stanzkapazitäten und Kapazitäten zu verbessern, um den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden. Daher waren ein längeres Pressenbett, ein größerer Stößelhub und eine automatisierte Materialhandhabung vorgesehen. Gesucht wurde die Möglichkeit, den Stößel am unteren Ende des Hubs zu verlangsamen, ohne an Geschwindigkeit zu verlieren, und gleichzeitig Aluminium und Stahl auf derselben Presse zu stanzen und zu verarbeiten.

„Unser Ziel war es, unsere Stanzmöglichkeiten für Materialien der Generation III zu verbessern. Und angesichts der zunehmenden Gewichtsreduzierung in der Industrie benötigen wir die Fähigkeit, Materialien mit hoher Zugfestigkeit zu stanzen.“

Martinrea Hopkinsville kaufte eine Simpac 3.000 Tonnen (3.307 US-Tonnen) mechanische Transferpresse mit Link-Motion-Antrieb, ausgestattet mit einer Daebong-Transfer- und Zuführlinie, einem Entstapler und einem Ausgangsförderer.

Das Polster ist 6.500 x 2.500 mm (98-1/2 x 256 Zoll) groß. Es hat einen 30-Zoll. Stößelhub und 16 Zoll Stößeleinstellung. Die Daebong-Spulenlinie und Transfersysteme können Material mit einer Dicke von 0,010 bis 0,158 Zoll (¼ bis 4 mm) und einer Breite von 12 bis 72 Zoll verarbeiten.

Während das Unternehmen große Einkäufe tätigte, kaufte es auch eine mechanische Simpac-Transferpresse mit 1.600 Tonnen (1.764 US-Tonnen) und Exzenterantrieb, automatisiert mit einem Daebong-Transfer, einer Zuführlinie und einem Ausgangsförderer.

Graves sagte, dass die neuen Druckmaschinen Funktionen bieten, die die aktuellen Druckmaschinen nicht haben. „Wenn wir ausgelagerte Aufgaben übernehmen, ist es viel effizienter, ein langes Polster zu haben als die Doppelpolster, die wir derzeit haben.“

Jeremy Ortt prüft ein großes Plattenteil, während es durch eine neue mechanische 3.000-Tonnen-Presse von Simpac läuft, die sowohl für den Transfer- als auch für den Folgeschnittmodus ausgelegt ist. Ortt war der Projektmanager, der die Lieferungen der neuen Presse, die Installation und den Bau des Gebäudes für deren Unterbringung beaufsichtigte – ein Projekt mit einer Dauer von anderthalb Jahren. Bilder: Mark Davis für STAMPING Journal

Beide Pressen waren mit einer Produktionsschere ausgestattet, sodass ein Rohling direkt in der Pressenlinie auf Länge geschnitten werden kann. „Die Ernteschere und der Mikrovorschub sind zwei Funktionen, die wir in diesen Pressen haben wollten, nicht nur um den Vorgang zu beschleunigen, sondern auch um die Mitarbeiter zu entlasten. Mit der Schere können sie Material effizienter vom Coil abtrennen und wieder zu einem Band zusammenbinden. Es sorgt also einfach für eine sicherere Umgebung.“

Die Daebong-Transfersysteme seien Durchfenstersysteme, sagte Graves. Sie haben einen Hub von 16 Zoll, einen Klemmhub von 40 Zoll und einen Klemmhub von 60 Zoll. Vorschubhub. „Ich kann also einen 60-Zoll haben. Tonhöhe. Jetzt können wir einige ziemlich große Rohkarosserien stanzen.“ Die Rohlingsgröße könne bis zu 43 x 105 Zoll betragen, erklärte er. Das ist ein großes Baby.

1.600 Tonnen. Graves sagte, dass es sich bei der 1.600-Tonnen-Presse zwar um eine mechanische Standardpresse mit Exzenterantrieb handelt, sie aber recht schnell ist – bis zu 30 SPM. „Sie ist viel schneller als meine anderen Transferpressen. Bei Arbeiten, die nur 1.600 Tonnen oder weniger erfordern, können wir die Geschwindigkeit nutzen, um ein Teil viel schneller herzustellen. Wenn wir schneller laufen, können wir am Ende des Tages ein Teil günstiger zum Kunden bringen.“

3.000 Tonnen. Der Link-Motion-Antrieb der 3.000-Tonnen-Presse sorgt für die von Graves gewünschte variable Geschwindigkeit. Der Stößel wird langsamer, wenn er den unteren Teil des Hubs durchläuft. Dann beschleunigt es beim Aufschlag.

Diese variable Geschwindigkeit ermöglicht es der Presse, die Geschwindigkeit insgesamt zu erhöhen, sagte Graves. „Wenn Sie den Arbeitsteil der Matrize durchlaufen, können Sie die Geschwindigkeit auf vielleicht 11 oder 12 SPM verlangsamen, und beim Aufwärtshub können Sie die Geschwindigkeit auf bis zu 17 SPM erhöhen. Sie können also insgesamt schneller laufen – ohne die Umformprobleme, die bei konstanter Geschwindigkeit auftreten könnten.“

Diese Fähigkeit, bei BDC langsamer zu werden, hilft wirklich, sagte Graves, insbesondere bei einigen der Tiefzieharbeiten, die das Unternehmen durchführt, und auch bei einigen exotischen Metallen. Einige Teile haben Ziehtiefen von bis zu 10 Zoll. Andere Arbeiten, bei denen die Ziehtiefen möglicherweise nicht so tief sind, weisen extreme Kurven, Winkel und Geometrien auf. „Es kommt also nicht nur auf die Ziehtiefe an, sondern auf die verschiedenen Arten, wie das Material fließen muss, um die Gesamtgeometrie des Teils zu erzeugen.“

„Letztendlich trägt die variable Geschwindigkeit auch dazu bei, die Matrize zu schonen, da sie so langsamer wird, dass der Materialfluss beim Durchlaufen des BDC unterstützt wird“, fügte Graves hinzu.

Die 120 Zoll breite und 300 Zoll lange Pressplatte der 3.000-Tonnen-Presse sowie eine 35 Zoll lange Presse. Der Hub und die Stößelverstellung von 16 Zoll bieten ausreichend Platz für den Transfer von Teilen mit komplizierter Ziehgeometrie, sagte Graves.

„Es ist also eine wirklich schöne Presse, die wir hier haben. Ich denke, dass uns diese Fähigkeit in Zukunft dabei helfen wird, einige Teile herzustellen, die wir stanzen möchten, wie zum Beispiel Bodenbleche. Wir benötigen diese Fähigkeit für die Art von Teilen und Geometrien mit größerer Tiefziehform, die wir stanzen werden.

Die Mammutpressen von der OEM-Produktionsstätte in Südkorea nach Hopkinsville, Kentucky, zu bringen, war keine leichte Aufgabe. Projektmanager Jeremy Ortt überwachte den Prozess.

Die 3.000-Tonnen-Transferpresse ist mit mehreren Kameras ausgestattet, die es den Bedienern ermöglichen, mehrere Ansichten gleichzeitig auf einem Monitor anzuzeigen.

Die Pressteile reisten auf einem großen Schiff über den Pazifischen Ozean und durch den Panamakanal. Die sechs größten Pressenbaugruppen wurden auf einem Lastkahn den Tenn-Tom (Tennessee-Tombigbee Waterway) hinauf transportiert. „Die 3.000-Tonnen-Krone, die 1.600-Tonnen-Krone, die Oberschlitten für beide und die Pressenbetten für beide – diese Teile könnten einfach nicht anders gehandhabt werden. Sie waren einfach zu groß“, sagte Ortt.

Die Teile wurden am Eddyville Riverport & Industrial Development Authority für die letzte Etappe der Reise nach Hopkinsville auf Großraumlastwagen entladen. Die größte der beiden Kronen wurde von zwei Lastwagen transportiert – einer zog den Anhänger, einer schob ihn. Die Ladung wog knapp über 900.000 Pfund.

„Es war eine ziemliche Reise, sie von Südkorea nach Hopkinsville zu bringen“, sagte Ortt. Es dauerte etwa neun Wochen. Insgesamt kamen die Pressen in 64 Ladungen an.

Das Hinzufügen der beiden Druckmaschinen dieser Größe und Größenordnung erforderte eine neue, 40.000 Quadratfuß große Anlage. Gebäudeerweiterung zur Unterbringung der Pressen und ihrer Zuführleitungen, Entstapler, Transfersysteme, Ausgangsförderer und eines unterirdischen Schrottförderers. Auch diesen Aspekt hat Ortt geschafft.

„Im Grunde haben wir ein völlig neues Gebäude von Grund auf gebaut“, sagte Ortt.

Zu den Bauarbeiten gehörte die Installation neuer Gruben mit 12 Zoll dicken Betonböden, zwei Kränen, einer 4.000-Ampere-Schaltanlage, einem unterirdischen Schrottförderer mit doppeltem Ausgang sowie Pneumatik- und Wasserversorgungsanlagen. „Unsere derzeitigen Versorgungsunternehmen waren an einem Punkt angelangt, an dem sie nicht mehr zurechtkamen“, sagte Ortt.

Der Bau begann im Juli 2021 und wurde im August 2022 abgeschlossen, und die Installationen der Druckmaschine wurden im Dezember 2022 abgeschlossen und genehmigt.

Die neuen Druckmaschinen haben sich bereits enorm auf die Produktivität und Kapazität von Martinrea Hopkinsville ausgewirkt.

Kann große Teile stempeln. „Die Kapazität mit variabler Geschwindigkeit erhöht unsere Fähigkeit, Teile besser zu formen und eine höhere SPM zu erzielen, ohne unseren Durchsatz zu beeinträchtigen“, sagte Graves. „Während der extremen Umformung entsteht ein hoher Druck und es kann zu Rissen und Rissen kommen. Es hilft wirklich bei aktuellen Teilen wie der WS-Schwelle, weil diese einige wirklich tiefe Vertiefungen aufweist.“ Es handelt sich um eine beachtliche Rohlinggröße mit einem Gewicht von 45 Pfund. Es besteht aus fortschrittlichem hochfestem Stahl, da es sich um ein Strukturteil handelt, das einem seitlichen Aufprall standhalten muss.

Kann Aluminium stanzen. Graves sagte, er erwarte, dass die Nachfrage nach Aluminiumstanzen steigen werde und das Unternehmen wolle darauf vorbereitet sein. Deshalb kaufte das Team für beide Pressen das „Alu-Paket“.

Projektmanager Jeremy Ortt, Press Shop Manager Tiffany Parks und General Manager Brad Graves wussten, was sie von den beiden neuen Pressen erwarteten, und sind mit den Ergebnissen zufrieden.

Um mögliche Schäden und Korrosion durch Kreuzkontamination zu verhindern, wird beim Aluminiumstanzen die Ein- und Ausfahrt der Fahrbahn mit einem Material abgedeckt. Die Glättwalzenkassette lässt sich schnell herausnehmen, um eine Reinigung zwischen Stahl und Aluminium zu ermöglichen. „Sie nehmen sie heraus, öffnen sie, reinigen sie und setzen sie wieder ein. Es geht nur um die Reinigung, um eine Kreuzkontamination zwischen Stahl und Aluminium zu verhindern.“ Sagte Ortt.

Da Aluminium kein Eisen ist, eignen sich Magnetförderbänder außerdem nicht zum Transport von Teilen und Schrott. Für den Betrieb sind ein Vakuumerzeuger, ein Vakuumförderer und ein vakuumbetriebener Shuttle erforderlich. „Das erhöht die Komplexität des Prozesses. Aber wir sorgen dafür, dass es funktioniert“, sagte Graves.

Kann Insourcen. Graves sagte, dass das Unternehmen bereits Kosteneinsparungen erzielt habe, da es in der Lage sei, einige Vorgänge, die an Drittanbieter gingen, auszulagern. „Jedes Mal, wenn Sie intern stempeln, haben Sie eine bessere Kontrolle über Ihre Qualität und Ihren Versand. Es ist immer einfacher, sein Schicksal zu kontrollieren, wenn man die Kontrolle darüber hat, was es antreibt.“

Kann als Hybrid ausgeführt werden. Durch die zusätzliche Größe des Pressenbetts kann die Presse sowohl Transfer- als auch Folgeverbundmatrizen verarbeiten. Die Presse kann in drei Modi betrieben werden: nur Folgeschnitt, nur Transfer oder beides.

„Das ist eines der coolen Dinge daran, dass man beide Prog-Matrizen und den Transfer auf derselben Presse betreiben kann – die Möglichkeit, verschiedene Betriebsmodi auszuwählen“, sagte Ortt. Oftmals ist die Transferpresse voller Matrizenstationen und in der Presse ist nicht genügend Platz zum Stanzen vorhanden. „Man muss es also offline auf einer anderen Druckmaschine machen. Das bedeutet zusätzliche Handhabung, zusätzlichen Speicherplatz, zusätzliche Vorabkosten … eine Menge Extras, oder? Wenn wir also beides kombinieren können – das Stanzen in der Presse durchführen und es formen –, ist das eine kluge Vorgehensweise.“

Im Hybridmodus kann das Teil bis zu einem bestimmten Punkt in Folgewerkzeugen umgeformt, dann abgeschnitten und der Rest des Vorgangs auf Transferwerkzeugen durchgeführt werden.

„Hypothetisch handelt es sich bei diesem Teil hier um eine Halterung, die auf die Motorhalterung passt. Es ist etwas größer, als Sie normalerweise im progressiven Stempelbetrieb stempeln würden. Gegen Ende wird es nur noch ein wenig dürftig. Es gibt nicht viel Unterstützung auf dem Gurtband. Normalerweise könnten Sie dies natürlich über Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten, Verweilzeiten und Vorschubgeschwindigkeit steuern oder sich ein größeres Zeitfenster gönnen … Sie würden all diese Dinge ausprobieren, um Abhilfe zu schaffen.

„Wir formen also grundsätzlich den Rohling in der Prog-Matrize und übertragen ihn anschließend weiter“, sagte Ortt.

Kann für die Mitarbeiter besser sein. Graves glaubt wirklich an Martinreas Mission – das Leben besser zu machen – insbesondere das Leben der 590 Mitarbeiter, die in diesem Werk arbeiten. Sicherheit steht immer an erster Stelle – und Chancen auch. Das gesunde Wachstum des Unternehmens hat nicht nur zu einem starken Bedarf an Kapazitätserweiterungen geführt; Es eröffnete auch Möglichkeiten für die Weiterentwicklung der Mitarbeiter, auch in Führungspositionen.

„Wir wachsen einfach ständig“, sagte Press Shop Managerin Tiffany Parks, die vor einem Jahrzehnt von einer befristeten Anstellung durch mehrere Beförderungen zu ihrer jetzigen Position aufstieg. Graves sagte, dass sie ein Händchen dafür habe, das Beste aus ihren Mitarbeitern herauszuholen.

Werksleiter Brad Graves verlässt sich auf seine loyale und fleißige Belegschaft, um jedes Jahr Millionen von Teilen für mehrere Autohersteller zu produzieren.

„Dieses Unternehmen schult ständig Leute für die nächste Position. Ich gebe Brad Graves großes Lob; Es geht ihm darum, alle nach oben zu bringen“, sagte Parks. „Wenn Ihre Arbeit Ihr Engagement zeigt, dass Sie sich um ihn kümmern, dass Sie ehrlich und ehrlich sind, dass Sie bereit sind, Probleme zu lösen, wird er Sie bei allem unterstützen, was Sie tun möchten.“

Parks ist ständig bestrebt, Verbesserungen vorzunehmen, wie zum Beispiel die Einrichtung einer Aufgabentafel mit jedem Auftrag darauf, farblich durch Rot/Grün gekennzeichnet, damit sie und die Bediener den Status der Aufträge auf einen Blick sehen können. „Anhand dieser Karten können Sie Ihre Sicherheit, Ihre Qualität, Ihre Wartung und Ihre Produktion auf einer Tafel sehen; Sie können es täglich überprüfen. Anhand der grünen oder roten Anzeige kann ich schnell erkennen, ob die Bediener ihre Arbeit erledigt haben oder nicht und ob die Zeit pünktlich ist.“

Parks organisierte auch die Ausrüstung und das Zubehör der Abteilung mithilfe der Farbcodierung neu. Jede Presse, jeder Tisch und jedes Gerät ist farblich gekennzeichnet, sodass sie schnell erkennen kann, ob etwas nicht am richtigen Platz ist. „Wenn der violette Pressebereich den gelben Besen hat, haben sie ihn aus einem anderen Pressebereich genommen. So bleiben wir organisiert“, sagte sie. „Das Lila auf der Presse … das war für einige ein Schock“, fügte sie lächelnd hinzu.

Als eine der wenigen weiblichen Leiterinnen einer Stempelabteilung gibt Parks zu, dass sie von ihren Mitarbeitern ein wenig geärgert wird. „Seitdem ich als Manager angefangen habe, haben sie immer mit mir Schluss gemacht. „Bekommen wir heute Vorhänge?“ Sie nimmt es gelassen und mit einem Lächeln hin. „Heutzutage sind andere Zeiten.“

Graves behauptet, dass die Entscheidung des Unternehmens Martinrea, die neuen Druckmaschinen im Werk Hopkinsville anzusiedeln, ein Beweis für das Vertrauen des Unternehmens in das Werk und seine Mitarbeiter sei. „Sie mussten sich mehrere Pflanzen ansehen. Es handelt sich um eine gewisse Kapitalinvestition. Wenn das Unternehmen auf diese Weise in Sie investiert, haben Sie eine lange, glänzende Zukunft vor sich. Sie werden nicht so viel Geld in ein Werk stecken, das nicht im langfristigen Plan enthalten ist.“ Er fügte hinzu, dass die Mitarbeiter des Presswerks sich sehr auf die neuen Pressen freuten.

Parks berichtete, dass die Presse reibungslos laufe. „Es läuft sehr gut. Die Übertragung ist stabil. Wir sehen bereits ein besseres Ergebnis bei den dort eingehenden Aufträgen. Insgesamt bietet es uns eine gute Leistung und Flexibilität.“

Ortt sagte: „Diese neuen Druckmaschinen verfügen über viel mehr Merkmale und Funktionen als unsere aktuellen Druckmaschinen. Man kann nie genug Ein-/Ausgänge und Gesenkschutzsensoren haben, und man kann nie genug Greifer an einer Vorschubstange und oberen Gesenkklemmen haben. Du bist immer auf der Suche nach mehr.

„Was wir damit erreichen wollen, ist nicht nur Übernahmearbeit, sondern auch die Beschaffung von ausgelagerten Teilen, damit wir ein One-Stop-Shop sein können“, fügte er hinzu. „Aus diesem Grund haben wir uns für eine Schiebeverstellung von 16 Zoll entschieden. Dadurch wird die Presse viel vielseitiger und erleichtert Übernahmearbeiten und Notübernahmen erheblich.“

Graves fügte hinzu: „Diese Upgrades und neuen Funktionen fördern unseren Fortschritt. Wir versuchen, auf die nächste Generation von Druckmaschinen umzusteigen, um für den Markt von morgen gerüstet zu sein. Diese Druckmaschinen haben uns geholfen, sowohl sicherer als auch produktiver zu sein.“