Lager halten die Welt in Schwung - fast wörtlich. Diese unverzichtbaren mechanischen Elemente tragen wesentlich dazu bei, dass sich Objekte in die richtige Richtung bewegen, denn alles, was sich dreht, benötigt ein Lager.
Daher werden sie in allen wichtigen Industriezweigen eingesetzt, von der Automobilindustrie bis zur Lebensmittelverarbeitung, und es gibt Hunderttausende von anderen Anwendungen. Ohne Lager und die Bewegung, die sie ermöglichen, würde die Welt stillstehen.
BNL Bearings ist weltweit führend in der Herstellung von integrierten Kunststofflagern und steht seit der Gründung des Unternehmens im Jahr 1970 an der Spitze der Entwicklung und Herstellung der immer komplexer werdenden Wälzkörperlager. Seitdem wurden die Verfahren immer weiter verfeinert und perfektioniert, um der wachsende Zahl globaler Märkte und der sich kontinuierlich verändernden Welt gerecht zu werden.
Angesichts der Tatsache, dass die meisten Lager aus Metall hergestellt werden, stellt sich die Frage, warum sich BNL der Herstellung von Kunststofflagern verschrieben hat.
Die Antworten sind vielfältig, eine der wichtigsten ist, dass Kunststofflager nicht korrodieren. Natürlich sind viele Metalle anfällig für Korrosion durch Wasser und Chemikalien, was zu einem vorzeitigen Verschleiß des Lagers führt, so dass das Lager und das Produkt, in dem es eingesetzt wird, eine geringere Lebensdauer haben.
Daher werden die korrosionsbeständigen Kunststofflager von BNL häufig in Branchen eingesetzt, in denen viel Wasser vorhanden ist, wie z. B. in Duschtüren oder Poolreinigungsgeräten. Auch Produkte, die für den Außeneinsatz gebaut werden, benötigen korrosionsfreie Lager, da sie den Elementen ausgesetzt sind. So werden beispielsweise Kunststofflager in Windkraftanlagen vor Witterungseinflüssen geschützt, während Lager, die in Anwendungen wie Yacht- und Bootstakelage eingesetzt werden, vor salzwasserbedingtem Verschleiß geschützt werden müssen.
Die Kunststofflager von BNL zeichnen sich auch durch ihre chemische Beständigkeit aus, was besonders hilfreich ist, wenn die Lager in bestimmten Umgebungen eingesetzt werden. Die aus speziellen Materialien wie UHMWPE und PEEK hergestellten BNL-Lager werden in lebensfeindlichen Umgebungen eingesetzt. Zum Beispeil in chemischen Tauchbecken bei der Herstellung von LED-Bildschirmen, also in einer Umgebung, in der viele Metalllager vorzeitig ausfallen würden. Darüber hinaus sind chemikalienbeständige Kunststofflager in der Lebensmittelindustrie von unschätzbarem Wert, wo die Vermeidung von Verunreinigungen entscheidend ist. Die Desinfektion der Fördersysteme ist von entscheidender Bedeutung, daher ist es wichtig, dass die in den Rädern verwendeten Lager nicht durch die chemischen Desinfektionsmittel aus den häufigen Waschvorgängen abgenutzt werden.
Ein weiterer Grund für die Wahl von Kunststofflagern gegenüber Metalllagern ist die Tatsache, dass sie kein Schmiermittel benötigen. "Thermoplastische Kunststoffe sind von Natur aus geschmiert, so dass die BNL-Lager nicht geschmiert werden müssen", sagt Dave Clark, UK Leiter Werkzeugbau bei BNL, ein Vorteil, der die Wartung erheblich erleichtert.
Dies ist besonders in der Papierproduzierenden Industrie nützlich, wo eine Schmierung sonst das Papier ruinieren könnte. Ganz gleich, ob ein Geldautomat Bargeld einzahlt oder ein Drucker Ausdrucke erstellt, Schmiermittel können dazu führen, dass das Papier mit unerwünschten Markierungen verunreinigt wird, wodurch Banknoten oder Ausdrucke vernichtet werden. Auch bei Druckern und Kopierern gibt es Probleme, denn der Toner kann sich mit dem Schmiermittel vermischen, wodurch eine Schleifpaste entsteht, die das Lager vorzeitig abnutzt. Mit einem BNL-Lager können diese Probleme vermieden werden.
Offensichtlich tragen schmierungsfreie Kunststofflager dazu bei, dass ihre Produkte einfacher und kostengünstiger zu warten sind. Dies ist ein bemerkenswerter Vorteil, der BNL seinen Namen gab - das Akronym steht für Bearings Non-Lube (schmierfreie Lager). Das geringe Gewicht der Kunststoffe, kann zudem zu einer höheren Energieeffizienz beitragen. Die Kunststofflager von BNL sind in der Regel viel leichter als ihre Pendants aus Stahl. Durch den Einsatz der für BNL typischen integrierten Konstruktionstechniken, bei denen Komponenten und Befestigungen aus dem Produkt entfernt werden, können kundenspezifische Lager bis zu 50 % leichter sein als eine alternative Mehrkomponentenlösung. Durch die Gewichtsreduzierung wird das Drehmoment beim Anfahren und im Betrieb verringert, was bedeutet, dass kleinere, kostengünstigere Motoren verwendet werden können. Die Verwendung von leichteren Lagern in Fahrzeuglenksäulen trägt zur Senkung des Gesamtgewichts des Fahrzeugs und damit zur Verringerung der Kohlenstoffemissionen bei.
Als ob das alles noch nicht genug wäre, bieten die Kunststofflager von BNL auch eine Menge finanzieller Vorteile. Zum einen können Kunststoffe preiswerter sein als ein metallisches Äquivalent wie Stahl. Darüber hinaus kann BNL durch das Design und die Formgebung seiner Lager zusammenpassende Teile in einem Produkt kombinieren und so die Anzahl der Komponenten für die Produkte seiner Kunden reduzieren. Weniger Bauteile bedeuten weniger Kosten, weniger Montageschritte und weniger Zeitaufwand. Was die Anwendung betrifft, so bedeuten die leichteren und energieeffizienteren Lager, dass die Produkte, in denen sie verwendet werden, kompakter sein können, was wiederum zu Einsparungen bei den Lagerkosten und der Logistik führt.
Spritzgießen ist die Technologie der Wahl für BNL - und eine, die sie für die Lagerherstellung perfektioniert haben. "Etwa 99 %" der Produkte werden im Spritzgussverfahren hergestellt, sagt Clark. Die 1 %, die nicht spritzgegossen werden, werden in so geringen Stückzahlen benötigt, dass sie die Werkzeuge nicht rechtfertigen.
Beim Spritzgussverfahren wird geschmolzener Kunststoff unter hohem Druck in eine Form gepresst, bevor er abgekühlt wird und sich verfestigt. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung von Produkten mit extrem hoher Präzision, was bei Lagern von entscheidender Bedeutung ist.
Bevor jedoch mit dem Spritzgießen begonnen werden kann, muss ein Produkt entwickelt und danach die Spritzgießform erstellt werden - und genau hier kommt die Cimatron-Software ins Spiel.
BNL hat seit der Einführung der Cimatron CADCAM-Software im Jahr 2006 großen Erfolg mit dieser Software, und es gibt keine Anzeichen dafür, dass sich das ändert. "Bevor BNL seine Konstruktionen im eigenen Haus erstellte", sagt Clark, "kaufte es alle Werkzeugkonstruktionen extern ein."
Obwohl dies eine gute Arbeitsweise war, stellte man fest, dass die Abhängigkeit von der Werkzeugkonstruktion eines Formenbauers seine Schwächen hatte, da die Werkzeughersteller mit den Prozessen und der Präzision, die für die Herstellung geformter Kunststofflager erforderlich sind, einfach weniger vertraut waren als BNL. Wenn der Prozess so viel Präzision wie beim Spritzgießen erfordert, ist Know How natürlich von entscheidender Bedeutung.
Darüber hinaus stellt Clark fest, dass "wir eine bessere Kontrolle über das Werkzeugdesign haben, indem wir unsere eigenen Werkzeuge entwickeln". Kontrolle ist wichtig, damit man nur so die Maßgenauigkeiten hinbekommt, die man benötigt. Und: "Wir erstellen die gesamte NC-Programmierung in Cimatron". Von der Anpassung des Werkzeugdesigns, die mit dem Mold Design-Paket durchgeführt wird, bis hin zum 3D-CAM-Paket, das für die Programmerstellung und die Übertragung zu den Maschinen in der Werkstatt verwendet wird, bietet Cimatron eine intuitive, effiziente Arbeitsweise.
Wir hatten seiner Zeit festgestellt, dass sich das Cimatron-Paket auf die Entwicklung von Kunststoffverpackungen und Kunststoffwerkzeugen fokussierte, und zwar in einer Weise, die unserem Unternehmen einen viel einfacheren und schnelleren Prozess ermöglichte als alle anderen Pakete.
Die Entscheidung für Cimatron im Vergleich zu anderen CADCAM-Softwarepaketen war das Ergebnis der Prüfung einer Auswahl verschiedener CAD/CAM-Lösungen sowie einer Empfehlung von einem der Werkzeugmacher von BNL. Clark sagt: "Wir hatten seiner Zeit festgestellt, dass sich das Cimatron-Paket auf die Entwicklung von Kunststoffverpackungen und Kunststoffwerkzeugen fokussierte, und zwar in einer Weise, die unserem Unternehmen einen viel einfacheren und schnelleren Prozess ermöglichte als alle anderen Pakete."
Aber bewährt es sich nach all den Jahren immer noch? Die Antwort ist ein klares Ja. BNL unterhält sich regelmäßig mit anderen Konstruktions-Dienstleistern, die ebenfalls Cimatron verwenden, und die einhellige Meinung ist, dass Cimatron immer noch eine viel schnellere Arbeitsweise ermöglicht.
Die Kunststofflager von BNL sind für eine Vielzahl von Branchen unverzichtbar. Von Fördersystemen bis zu Konferenzkameras und ebenso von intelligenten Steuerungen bis hin zu Geschirrspülern - BNLs Fußabdruck ist überall zu finden, und seine Reichweite wird sich noch vergrößern.
Einer der wichtigsten Industriezweige ist die Automobilindustrie, wo Lager für viele Teile eines Fahrzeugs, wie z. B. Lenksäulen und Infotainment-Steuerungen, entscheidend sind. Da jedoch so viele Fahrzeuge jetzt auf LCD-Touchscreens umsteigen, könnte man meinen, dass der Bedarf an Knöpfen und Lagern geringer wird - dem ist nicht so.
"Die Marktforschung der großen OEMs hat gezeigt, dass die Fahrer es nicht mögen, wenn man die Augen von der Straße nehmen muss, um den Bildschirm zu bedienen, und es gibt anerkannte Sicherheitsbedenken in der Branche", sagt Clark. "Die Fahrer bevorzugen nach wie vor die Situation mit Knöpfen und Schaltern. Hier setzt eines der jüngsten innovativen Projekte von BNL an.
In enger Zusammenarbeit mit dem führenden Unternehmen Microchip Technology Inc. hat BNL "einen Bedienknopf entwickelt, der auf einem kapazitiven Bildschirm positioniert und befestigt werden kann, wo er es dem Fahrer dann ermöglicht, die Bildschirmmenüs und -auswahlen durch Drehen und Drücken des BNL-Bedienelements zu bedienen. Anstatt durch Wischen und Berühren bestimmter Bereiche des Bildschirms den Blick von der Straße abzuwenden, dreht sich der BNL-Bedienknopf durch die Menüoptionen und gibt dem Fahrer eine haptische Rückmeldung, so dass er die gewünschte Option mit einem Druck auswählen kann."
Das als "Knob-on-Display" bekannte Design von BNL beweist, dass der Wunsch nach einer Drehfunktion weiterhin bestehen wird, dass sich aber die Lagerdesigns mit den Fortschritten digitaler Technologien anpassen müssen - und die integrierten kundenspezifisch entwickelten Lager von BNL sind bereits auf dem Weg in diese Zukunft.
Es ist ein innovatives Konzept von einem Unternehmen, das voller neuer Ideen steckt und das mit der Cimatron-Software und einem Team hochqualifizierter Ingenieure diese Ideen in die Realität umsetzt.
Von Rupert Morgans-Wicks, CDG 3D TECH
Seit seiner Gründung nutzt TK Mold die integrierte CAD/CAM-Software von Cimatron, um seinen Arbeitsablauf von der Angebotserstellung und Konstruktion über die Bearbeitung und das Erodieren bis hin zur Montage zu rationalisieren. Das Unternehmen investiert außerdem regelmäßig in Weiterbildungsmaßnahmen, um sicherzustellen, dass das gesamte Team die leistungsfähige Software optimal nutzt. Dies hat sich ausgezahlt, da die Lieferzeiten für die Werkzeuge verkürzt und die Produktivität der Werkstatt erhöht werden konnten.
Die Fähigkeit, schnell auf die Wünsche der Kunden einzugehen und gleichzeitig eine hohe Qualität zu gewährleisten, zeichnet 2elle-engineering in der Welt der geschmiedeten Metallräder aus. Die Konstruktion mit einer flexiblen und effizienten CAD-Software wie Cimatron spielt dabei eine entscheidende Rolle.
