22 °C met een minimale afwijking van ± 0,2 K/h

Om de onderdelen van boogdrukmachines in de fabriek in Würzburg een zeer fijne afwerking te geven, kocht KBA in 2015 een DIXI 270 bewerkingscentrum van de Zwitserse fabrikant DMG Mori aan. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

Om ervoor te zorgen dat de machine de vereiste nauwkeurigheidswaarden van ± 10 µm kan handhaven, moet er in de machinekamer een temperatuur van 22 °C ± 0,2 K/h worden gehandhaafd. Om deze klimatologische omstandigheden te waarborgen, liet KBA door Nerling Systemräume GmbH een precisieproductieruimte met voorverwarmingsruimte inrichten. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

De systeemruimtespecialisten hebben in 2006 bij KBA al een meetruimte van klasse 2 ingericht, waaraan de machinekamer direct is verbonden. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

In totaal ontstond zo'n U-vormige systeemruimte-installatie uit de klimaatruimte (rechts op de achtergrond), de voorverwarmingsruimte ervan (midden op de afbeelding), de meetruimte en de voorverwarmingsruimte daarvan (links op de achtergrond). (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

De ruimteopstelling bestaat uit een stalen constructie die dient als dragend frame voor het plafond en de bouwkundige 12,5 t-kraan. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

Sinds maart 2015 worden de twee nieuwe ruimtes succesvol gebruikt. Daarnaast worden de onderdelen van de boogdrukmachines buiten de voorverwarmingsruimte ook op een DMG-machine voorbewerkt. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

Dan worden ze in de voorverwarmingsruimte gebracht op een lichtlooprailsysteem dat geschikt is voor gewichten tot 8 ton. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

Daar worden ze 24 uur lang bewaard bij 22 °C, totdat de onderdelen eveneens deze temperatuur hebben aangenomen. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

Daar worden ze 24 uur lang bij 22 °C bewaard, totdat de onderdelen ook deze temperatuur hebben aangenomen. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

Volgens het principe First In – First Out worden de onderdelen aan de DIXI 270 toegevoerd en met een nauwkeurigheid van ± 10 µm bewerkt. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

Volgens het principe First In – First Out worden de onderdelen aangevoerd naar de DIXI 270 en met een nauwkeurigheid van ± 10 µm bewerkt. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

Vervolgens worden de onderdelen weer teruggebracht naar het temperingsgebied en van daaruit naar de voorruimte van de meetkamer. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

Daarna worden de onderdelen weer teruggebracht naar het temperingsgebied en van daaruit naar de voorruimte van de meetkamer. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

Daarna worden de onderdelen weer teruggebracht naar het temperingsgebied en van daaruit naar de voorruimte van de meetkamer. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

Het meten vormt de laatste bewerkingsstap. (Bron: Nerling Systemräume GmbH)

„Durch diesen Zirkel wird die gleichbleibende Temperatur im gesamten Prozess gewährleistet, was zu einer erheblichen Zeiteinsparung führt“, so Ewald Baumeister, Leiter Großteilefertigung beim Tochterunternehmen KBA Industrial Solutions AG & Co. KG. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH)

"Een belangrijke uitdaging bij dit project was dat er geen mogelijkheid was om de ruimte volledig af te maken en op de juiste temperatuur te brengen voor het bewerkingscentrum voordat het op zijn nieuwe locatie kwam," legt Olaf Nerling, directeur van Nerling Systemrâume GmbH, uit. "Eén zijde en de helft van het dak moesten open blijven, zodat de machine met de overhead crane in zijn geheel in de ruimte kon worden geplaatst." (Bron: Nerling Systemrâume GmbH)

De onderdelen van boogdrukpersen in de fabriek in Würzburg voorzien van een hoogwaardig afwerkingsniveau, heeft Koenig & Bauer AG (KBA) in 2015 een DIXI 270 bewerkingscentrum van de Zwitserse fabrikant DMG Mori aangeschaft. Om ervoor te zorgen dat de machine de vereiste nauwkeurigheidswaarden van ± 10 µm kan naleven, moeten er in de machinekamer speciale voorwaarden worden vervuld, vooral een temperatuur van 22 °C, met een minimale afwijking van ± 0,2 K/h. Om dit te garanderen, liet KBA door de experts van Nerling Systemräume GmbH een precisieproductieruimte met voorverwarmingsruimte inrichten. Vanwege de ruimtebehoefte van het bewerkingscentrum, dat ongeveer 11,5 x 13 m groot is, heeft deze een afmeting van 23 x 14 m² bij een hoogte van 8,8 m, wat het naleven van de strikte temperatuureisen tot een uitdaging voor de klimaatinstallatie maakte. Een andere moeilijkheid ontstond bij de opbouw van de machine: aan de voorzijde van de machinekamer moest een deel van het dak open blijven om het bewerkingscentrum in zijn geheel met een kraan naar binnen te tillen. Pas daarna werd de ruimte snel gesloten om onmiddellijk de juiste omgevingsomstandigheden voor de machine te creëren.

„In 2014 hebben we besloten om voor de bewerking van de onderdelen van boogdrukpersen een DIXI 270 bewerkingscentrum in onze fabriek in Würzburg te plaatsen“, verklaart Ewald Baumeister, hoofd Grootschalige productie bij het dochterbedrijf KBA Industrial Solutions AG & Co. KG. „Nadat de fabrikant DMG Mori een studie had uitgevoerd en een definitieve configuratie van het bewerkingscentrum had vastgesteld, kregen wij te horen welke omgevingsvoorwaarden ter plaatse moesten worden nageleefd, zodat het met de door ons gestelde precisie kon werken.“ Het Dixi 270 is verantwoordelijk voor de zeer nauwkeurige afwerking van de onderdelen, die bestaan uit grijs gietijzer GG25, en vereist daarvoor vooral een constante temperatuur van 22 °C ± 0,2 K. Grotere temperatuurschommelingen mogen niet optreden, omdat, ondanks de grootte van de onderdelen, de toleranties slechts 10 µm bedragen. Elke graad temperatuurverandering in de omgeving zou duidelijke negatieve gevolgen hebben voor de precisie van de bewerking.

Klimaatkamer direct naast bestaande meetruimte

„Met het specificatiepakket van de fabrikant zijn wij bij Nerling terechtgekomen, die in 2006 al een meetruimte van klasse 2 voor ons had ingericht, waar we goede ervaringen mee hebben“, aldus Baumeister. „Op advies van de vakmensen hebben we besloten niet alleen een machinekamer te bouwen, maar ook een voorverwarmingsruimte, waarin we de te bewerken onderdelen lang genoeg op de vereiste temperatuur kunnen bewaren totdat ze ook 22 °C hebben aangenomen.“ Op de locatie die voor beide ruimtes was bedoeld, stonden tot nu toe oudere bewerkingsmachines. Naast de machinekamer bevond zich de meetruimte van Nerling, inclusief voorruimte, die direct aan de machinekamer was aangebouwd.

„De klimaatkamer voor het DIXI bewerkingscentrum vormt samen met de meetruimte en de voorverwarmingsruimtes een systeemruimtesysteem met een basisafmeting van 20,9 x 44,4 m en een hoogte van 8,8 m“, aldus Olaf Nerling, directeur van Nerling Systemräume GmbH. Deze afmetingen waren noodzakelijk omdat het bewerkingscentrum ongeveer 13 x 13 m groot is. Het systeem bestaat uit een stalen constructie die dient als draagconstructie voor het plafond en de bouwkundige 12,5 t hijsinstallatie, die wordt gebruikt voor het laden en lossen van de machine.

Precisieklimaattechniek voor bijzonder grote machinekamer

„Een fundamentele uitdaging bij dit project was het handhaven van de vereiste temperatuurwaarden in een ruimte van circa 320 m²“, aldus Nerling. Daarom hebben de experts bij de klimaat- en ventilatietechniek een precisieluchtbehandelingsinstallatie geïnstalleerd die een temperatuurregeling kan garanderen volgens de specificaties van de machine. De basis temperatuur ligt op de vereiste 22 °C en is instelbaar in stappen van 0,1 K. De relatieve luchtvochtigheid kan seizoensgebonden worden aangepast en mag maximaal 70 procent bedragen. „Momenteel ligt de luchtvochtigheid in de ruimte op 60 procent“, aldus Baumeister. „We willen deze echter terugbrengen tot ongeveer 40 procent om het welzijn van de medewerkers te verbeteren.“ In het bewerkingscentrum wordt in drie ploegen gewerkt, waarbij één persoon voortdurend aanwezig is.

De tweede uitdaging voor de systeemruimtebouwers was dat het niet mogelijk was om de ruimte volledig af te werken en op de juiste temperatuur te brengen voordat deze op de nieuwe locatie kwam. „Aan één voorzijde en de helft van het dak moest open blijven, zodat de machine met de kraan in de hal in de ruimte kon worden geplaatst“, aldus Nerling. Daarna moest de ruimte onmiddellijk worden gesloten, inclusief het ontbrekende dakdeel en de stalen constructie, evenals de voorwand over een lengte van 5 m. De medewerkers van Nerling werkten in drie ploegen, ook ’s nachts, om het systeem te voltooien en het klimaat zo snel mogelijk op 22 °C te krijgen. „Toen de machine in maart 2015 werd geleverd, was deze koud vanwege de winterse buitentemperaturen“, aldus Baumeister. „Hij mocht absoluut niet te warm worden.“

Totale materiaalstroom bij 22 °C

Sindsdien worden beide ruimtes regelmatig gebruikt. „Aanvankelijk was er een productiebewaking door medewerkers van DMG Mori, die enkele weken duurde en ervoor moest zorgen dat alles soepel verliep“, aldus Baumeister. Omdat niet alleen de machinekamer en de aangrenzende voorruimte, maar ook de meetruimte en de daarvoor bestemde klimaatinstallatie voor het handhaven van een constante 22 °C waren uitgerust – deze waarde is ook noodzakelijk voor het uitvoeren van de metingen – verloopt de volledige materiaalstroom bij constante temperatuur: de onderdelen van de boogdrukpersen worden eerst buiten de voorverwarmingsruimte op een DMG-machine voorgeproduceerd. Vervolgens worden ze op een lichtlopende rails, geschikt voor gewichten tot 8 ton, naar de voorverwarmingsruimte gebracht, waar ze 24 uur lang bij 22 °C worden opgeslagen. Volgens het First In – First Out-principe worden de onderdelen naar het DIXI 270 gebracht en met een nauwkeurigheid van ± 10 µm bewerkt.

Daarna worden de onderdelen weer teruggebracht naar de temperatuurruimte en van daaruit naar de voorruimte van de meetruimte. Het meten vormt de laatste bewerkingsstap, waarbij de maximale spanwijdte 0,5 mm bedraagt. Daarna volgt alleen nog de eindbewerking van de onderdelen, bijvoorbeeld het reinigen. „Door deze cirkel wordt de constante temperatuur in het gehele proces gewaarborgd, wat leidt tot een aanzienlijke tijdsbesparing“, bevestigt Baumeister. Zonder deze ruimtes zou men de onderdelen voor de afwerking en de metingen telkens apart op 22 °C moeten brengen. „Beide ruimtes hebben zich in de praktijk goed bewezen. Ook de samenwerking met Nerling verliep, zoals bij de bouw van de meetruimte, vlekkeloos“, aldus de hoofd van de grootschalige productie.