Is Metav nog steeds de verspaningshotspot in het Ruhrgebiet?

Van 21 tot 24 juni mag Metav na diverse pogingen eindelijk de deuren van het beurscomplex in Düsseldorf weer openen. De beurs was altijd een interessante concurrent van TechniShow. Waar exposanten op de TechniShow vooral compacte bewerkingsmachines presenteerden, konden bezoekers op de Metav altijd hun hart ophalen bij machines in het XXL-bereik zoals grote portaalfreesbanken, kotterbanken en bewerkingscentra die we veel in het "Ruhrgebiet" tegenkomen. Of de Metav dit jaar dezelfde allure krijgt als voorgaande edities is nog even afwachten.

Net als de hele evenementensector kreeg ook Metav het zwaar te verduren tijdens de coronapandemie. De beurs is meerdere keren uitgesteld en machinebouwers en leveranciers zetten door de naweeën van de coronapandemie, de situatie in Oekraïne, de lange levertijden en de hoge kosten vraagtekens bij een beursdeelname. “Hoewel het orderniveau goed is in de machinebouwindustrie, belemmeren knelpunten in toeleveringsketens en scherpe

De medische industrie is gebaat bij de mogelijkheden van 3D-printen. Tijdens de Metav kunnen bezoekers de vele mogelijkheden van 3D-printen, evenals de bijbehorende machines, systemen en materialen aanschouwen. prijsstijgingen van grondstoffen en componenten de handel steeds meer. Het is niet altijd mogelijk om de orders naar wens om te zetten in verkopen, omdat de machines alleen met vertraging kunnen worden geleverd door een gebrek aan onderdelen, vooral elektronische componenten”, zegt dr. Wilfried Schäfer, Directeur van de VDW (Duitse vereniging van machinebouwers). Deze tendens was vorig jaar op de EMO in Milaan al duidelijk merkbaar. De EMO was aanzienlijk kleiner, exposanten pakten minder groots uit of bleven zelfs helemaal weg. Die ontwikkeling lijkt zich voorlopig door te zetten. Een korte blik op de voorlopige Metav exposantenlijst laat namelijk zien dat veel machinebouwers en leveranciers de beurs aan zich voorbij laten gaan. Bekende merken zoals onder andere Mazak, DMG Mori, WFL, Hedelius, Hermle, Soraluce, Okuma en Chiron zijn er deze editie vooralsnog niet bij, wat deels ook te maken heeft met de open huizen die sommige partijen in dezelfde periode organiseren.

Ongetwijfeld zullen later dit jaar ook de TechniShow in Utrecht en de AMB in Stuttgart de gevolgen ondervinden van het onzekere sentiment in de markt. Hoeveel precies? Dat zal de tijd leren. De vraag of Metav dit jaar dezelfde allure krijgt als voorgaande edities is daarmee wel beantwoord. Neemt niet weg dat de beurs het hele spectrum van productietechnologie presenteert, waarbij de focus niet zozeer ligt op grote machines, maar meer op compacte werktuigmachines, gereedschappen, meettechnologie, oppervlaktetechnologie, software en machines en systemen voor additive manufacturing. Daarnaast zal Metav 2022 specifieke

Metav zet diverse thema’s in de spotlight waaronder e-mobiliteit, medical en cybersecurity. (foto’s Metav/VDW)

thema’s belichten en zich meer profileren als kennisbeurs. Daarmee blijft de Metav zeker de moeite waard om te bezoeken.

Productieprocessen voor elektrische voertuigen

Een thema dat zeker in de Duitse industrie leeft is de overgang naar e-mobiliteit, want één ding is zeker, aandrijflijnen van auto's zullen in de toekomst worden geëlektrificeerd. Voor productiebedrijven betekent dit dat er meer nadruk wordt gelegd op producten zoals tandwielen en transmissies, en op nieuwe productieprocessen. Elektrische voertuigen hebben andere onderdelen nodig dan voertuigen met een verbrandingsmotor. De transmissie is daar een mooi voorbeeld van, aangezien een elektrische aandrijving bijvoorbeeld veel minder componenten kent. Dit verminderde aantal wordt echter gecompenseerd door hogere eisen op het gebied van geometrische eigenschappen, maattoleranties en oppervlakteafwerking. Vooral de transmissie-akoestiek is een belangrijk kwaliteitsaspect bij elektrische voertuigen. Wat de productie van tandwielen betreft, stelt dit hogere eisen aan de processtabiliteit, terwijl strengere toleranties zijn vereist. Dit heeft direct effect op de productietechniek die in toenemende mate moet voldoen aan meer productiviteit en een hogere nauwkeurigheid. Volgens Dr. Jens Brimmers, hoofd van de afdeling Tandwieltechnologie van het Laboratory for Machine Tools and Production Engineering (WZL) van de RWTH Aachen University, komen er belangrijke innovaties aan op het gebied van bewerkingstechnologie voor planetaire tandwielen en interne tandwielen. Zo zal er meer gebruik worden gemaakt van gecombineerde bewerkingsprocessen in één machine (draaien, frezen en slijpen), kleinere gereedschapsdiameters met lagere bewerkingskrachten, 3D-printing en procesbewaking voor een hogere kwaliteit en procesbetrouwbaarheid. Elektrificatie heeft ook een beslissende invloed op de productie van elektromotoren en brandstofcellen. Lichtgewicht componenten moeten efficiënt en met het oog op procesbetrouwbaarheid worden vervaardigd. Evenzo worden nieuwe materialen gebruikt in bredere reeksen van toepassingen (bijvoorbeeld in keramische lagers) die de aanpassing van bestaande productieprocessen vereisen. Tegelijkertijd wordt de industrie geconfronteerd met nieuwe uitdagingen die leiden tot nieuwe terreinen van wetenschappelijk onderzoek. Prof. Thomas Bergs van WZL en zijn team doen onderzoek naar mogelijke toepassingen van elektromobiliteit (transmissies, e-motoren, brandstofcellen, gereedschapsbouw, enz.). Hier concentreren de onderzoekers van de WGP (German Academic Association for Production Technology) zich vooral op de duurzaamheidsaspecten van productieprocessen. Tijdens de Metav kunnen bezoekers zich door WZL volledig laten informeren over de uitdagingen en de bijbehorende productietechnologieën voor de productie van componenten voor e-mobiliteit.

Medische technologie als marktuitbreiding

Steeds meer productiebedrijven breiden hun productportfolio's en dienstenaanbod uit om een breder klantenbestand aan te trekken.

Dit geeft productiebedrijven een grotere onafhankelijkheid van sectoren zoals de automobiel- of lucht- en ruimtevaartindustrie. Medische technologie is een voorbeeld van een dergelijke marktuitbreiding, hoewel het een breed scala aan uitdagingen met zich meebrengt. Metav weerspiegelt het belang van deze sector door er tijdens de beurs een speciale ruimte aan te geven waar onderzoekers en experts praktische en theoretische inzichten presenteren. "De dynamische ontwikkeling van medische technologie is niet te stoppen. De eisen die aan fabrikanten - en daarmee aan hun leveranciers - worden gesteld, worden steeds hoger. Producten die zijn ontworpen voor gebruik in het menselijk lichaam worden kleiner, nauwkeuriger en veiliger", zegt Markus Horn, directeur van Paul Horn in Tübingen (D). Dit zijn slechts enkele van de eisen waarmee fabrikanten van medische producten dagelijks worden geconfronteerd. Als producent van gereedschappen ontwikkelt Paul Horn voortdurend nieuwe gereedschapsoplossingen en productiestrategieën voor de medische industrie: van microfrezen voor de productie van gevoelige titanium implantaten tot groefgereedschap voor het aluminium pomphuis van een hartlongmachine. Horn: "Medische technologie zal voor ons een centrale rol spelen op Metav 2022 in Düsseldorf. We zullen diverse gereedschappen presenteren voor de productie van implantaten, medische instrumenten en apparaten."

Medische sector gebaat bij 3D-printen

Een productietechniek die in de medische sector ook goed kan worden toegepast is 3D-printen. Volgens prof. Oliver Riedel

en prof. Alexander Verl, directeuren van Institute of Control Technology of Machine Tools and Manufacturing Systems (ISW) aan de Universiteit van Stuttgart: "Het is onze taak als ingenieurs om technologieën te ontwikkelen die mensen dienen. Medische technologie speelt hier een speciale rol." De onderzoekers profiteren van het feit dat additive manufacturing kan worden gebruikt om complexe, patiëntspecifieke componenten te produceren. Momenteel ontwikkelt ISW een continue procesketen, van een MRIscan van de knie van een patiënt tot het voltooide gepersonaliseerde implantaat. Het doel hierbij is om met behulp van bioprinting biologische weefselstructuren te produceren ter vervanging van ziek patiëntenweefsel. De scangegevens uit de MRI-scan worden gebruikt om een vervangende geometrie te genereren. Deze geometrie kan worden gebruikt om complexe contouren voor het printproces te berekenen. Het NC-programma wordt vervolgens uitgevoerd op een zevenassig printsysteem. Een speciaal ontwikkelde printkop is gekoppeld aan een CNC-besturingssysteem. Het materiaal dat wordt gebruikt bestaat uit een methacrylaat gemodificeerde gelatine-oplossing, die wordt uitgehard met behulp van UV-LED's. De resultaten van dit proces worden tijdens de Metav voorgesteld. Daarnaast zijn er tijdens de beurs ook andere voorbeelden te zien van 3D-geprinte medische producten.

IT-beveiliging – een zorg voor iedereen

Fabrikanten in het algemeen, en werktuigmachines en systemen in het bijzonder, ondergaan een onverbiddelijk proces van digitale transformatie. Besturingscomponenten die voorheen als stand-alone oplossingen fungeerden, zijn nu in het hele bedrijf genetwerkt, onderling verbonden via internet of communiceren met softwareservices in de cloud. Het gevolg is dat industriële bedrijven steeds vaker te maken krijgen met het gevaar dat gevoelige gegevens in verkeerde handen vallen of dat IT-systemen compleet worden geblokkeerd voor chantagedoeleinden. De enige manier om dit tegen te gaan is dat bedrijven zichzelf effectief beschermen, zowel extern als intern. Volgens prof. Felix Hackelöer, hoogleraar Smart Automation aan de faculteit Computer Science and Engineering Science van TH Köln, krijgt de industrie steeds vaker te maken met gerichte dreigingen. “In de IT kunnen fouten en kwetsbaarheden snel invloed hebben op meerdere systemen vanwege de vele systemen die tegenwoordig met elkaar gekoppeld zijn met behulp van standaard softwareoplossingen”, zegt Hackelöer. Het inzetten van minder gangbare softwaresystemen is echter geen haalbare optie volgens Hackelöer. "De hoge schaalfactor van IT is zowel een vloek als een zegen", legt de wetenschapper uit. “Gestandaardiseerde software is niet alleen zeer kostenefficiënt, maar wordt ook door miljoenen gebruikers ingezet. Dit zorgt ervoor dat kwetsbaarheden relatief snel kunnen worden opgespoord en updates kunnen worden aangeboden. De eindeloze race tegen hackers en het gevaar dat gevoelige gegevens in verkeerde handen vallen, blijftechter bestaan. Bedrijven kunnen daardoor worden gechanteerd of bespioneerd, die beide hun voortbestaan kunnen bedreigen.”

Onderdelen in aandrijvingen van elektrische voertuigen moeten aan de hoogste eisen voldoen. Dit vraagt om nieuwe bewerkingsmethoden. (foto: Fraunhofer ILT)

Oudere machines beveiligen

Cybersecurity wordt nog gecompliceerder wanneer de bestaande werktuigmachines in een fabriek worden gedigitaliseerd. Dit komt door het feit dat de wereld van gereedschapsmachines veel minder aan vernieuwing onderhevig is dan de IT-wereld. "IT-professionals bekijken de wereld vanaf een pc die doorgaans zelden ouder is dan twee jaar en draait op het nieuwste besturingssysteem, terwijl werktuigmachines unieke producten zijn die specifiek zijn afgestemd op een bepaalde toepassing. Velen zijn nog mechanisch intact en in gebruik, zelfs na tientallen jaren in productie. En de machinebesturingssystemen zouden gebaseerd kunnen zijn op een ontwerp van een decennium oud, toen cybercriminaliteit nog geen issue was. Dat brengt enorm veel veiligheidsissues met zich mee”, aldus Hackelöer. “De taak is zo uitdagend dat als reactie daarop een geheel nieuwe markt is ontstaan. Er zijn nu leveranciers die gespecialiseerd zijn in het retrofitten van bestaande machines, zoals ook te zien is op Metav 2022. In de toekomst moet echter vooral de nadruk komen te liggen op het integreren van beveiligingsoplossingen in de ontwikkeling van een machine, zodat een machine gedurende zijn hele levenscyclus beschermd is tegen cyberaanvallen.”

De machines van Nicolás Correa kenmerken zich door de robuuste bouwwijze. Om dit te realiseren is het machineframe gebouwd volgens het zogenaamde ‘box-in-box’ principe.

Stabiliteit en mechanische freeskop zijn dé paradepaardjes van Nicolás Correa

Begin mei organiseerde de Spaanse machinebouwer Nicolás Correa ter ere van haar 75-jarig bestaan een open huis in het Spaanse Burgos. Dormac CNC Solutions, de nieuwe Nederlandse vertegenwoordiger van de fabrikant van grootformaat freesoplossingen, maakte van de gelegenheid gebruik om met een groep klanten een kijkje te nemen in de productiefaciliteiten van het machinemerk. Kenmerkend voor de grootformaat bedfreesmachines, freesmachines met beweegbare kolom, gantry type freesmachines en portaalfreesmachines, is de gepatenteerde freeskop, de modulaire bouwwijze en de hoge machinestabiliteit.

Ongeveer 80% van alle machineonderdelen wordt door Nicolás Correa in eigen huis geproduceerd. Zo ook de gepatenteerde freeskoppen. Tijdens de rondleiding werd met trots de geklimatiseerde werkruimte gepresenteerd waar op dat moment diverse freeskoppen werden geassembleerd. Zo ook de UDX-kop, die al meer dan twintig jaar in ontwikkeling is en is bedoeld voor zware omstandigheden. De kop is volledig mechanisch aangedreven en daardoor stijf, minder onderhoudsgevoelig en relatief eenvoudig te repareren. De positioneernauwkeurigheid van de twee zwenkassen is met 0,02° x 0,02° bijzonder te noemen. Zeker omdat het een volledig mechanisch systeem betreft. Deze nauwkeurigheid wordt gerealiseerd dankzij een dubbele Hirth (kopse) vertanding. Tijdens de rondleiding werden ook de universele, traploos instelbare vijfassige UCE en UDX freeskoppen gepresenteerd. Deze freeskoppen zijn nog niet zo lang geleden geïntroduceerd en zijn ontwikkeld voor bedrijven die een hoge nauwkeurigheid nastreven en vijfassig willen nabewerken. Deze freeskoppen hebben twee direct aangedreven motoren in zowel de B- als de C-as. Hiermee is een positioneernauwkeurigheid van 0.001° te realiseren. Het verschil tussen de twee freeskoppen zit hem vooral in de spil. De UAD heeft een maximaal toerental van 6.000 min-1 en een koppel van 1.375 Nm, terwijl de UDX het moet doen met een toerental van 10.000 min-1 en een koppel tot 620 Nm. “De freeskoppen zijn echt het paradepaardje van Nicolás Correa. Er wordt uitzonderlijk veel aandacht aan geschonken. Uiteraard worden ze geproduceerd en geassembleerd in een geklimatiseerde ruimte, maar wat echt bijzonder is, is dat elke freeskop wordt gekoppeld aan een vaste monteur. Dat wil zeggen dat die monteur voor altijd verantwoordelijk is voor de desbetreffende freeskop, zelfs als de freeskop na tien jaar tijd een onderhoudsbeurt nodig heeft. Dat vakmanschap is uniek aan de machines van Nicolás Correa. Ze zijn zelfs zo zeker van de kwaliteit die ze

Met behulp van een automatisch kopwisselsysteem is het mogelijk om een machine te voorzien van een universele freeskop, hoekfreeskop, een kop voor draaibewerkingen of een kotterkop. De koppen worden met behulp van zes klempunten aan de ram bevestigd.

Nicolás Correa staat bekend om haar grootformaat bedfreesmachines, freesmachines met beweegbare kolom, gantry type freesmachines en portaalfreesmachines. Links op de foto is de nieuwe gepatenteerde ‘Long Boring Bar BM-180’ kotterkop te zien.

leveren dat ze 5 jaar garantie geven op nieuwe machines. Daarmee is Nicolás Correa een prachtige aanwinst voor ons leveringsprogramma”, vertelt Joost Verschure, directeur van Dormac CNC Solutions.

Stabiliteit en nauwkeurigheid

De machines van Nicolás Correa kenmerken zich door de robuuste bouwwijze wat mede zorgt voor een hoge machinestabiliteit en nauwkeurigheid. De nieuwe generatie bedfreesmachines, waaronder de Fox en Norma, zijn uitgerust met drie lineaire geleidingen, waarbij de X-as twee geleidingen heeft voor de tafel. Dit concept zorgt voor een grotere stabiliteit en nauwkeurigheid. De nieuwste machine in het portfolio, de Axia freesmachine met beweegbare kolom die vorig jaar is gepresenteerd op de EMO in Milaan en recent nog het German Design Award 2022 heeft gewonnen, is ontwikkeld om de stabiliteit verder te verbeteren. Het machineframe is gebouwd met het zogenaamde ‘box-in-box’ principe. Hierbij is in het midden van de beweegbare kolom een ‘box’-constructie geplaatst die aan vier zijden verticaal wordt ingebed door lineaire geleidingen. In het midden van de box is ook de ram gepositioneerd die de freeskop naar buiten verplaatst. Door de centrische plaatsing van de ram in het midden van het box-in-box systeem, ontstaat een symmetrische verdeling van alle optredende krachten. Bovendien is de thermische uitzetting in alle richtingen gelijk, waardoor dus meer stabiliteit, een hoge geometrische nauwkeurigheid over het hele werkbereik en een hoge procesbetrouwbaarheid wordt bereikt.

Mechanisch compensatiesysteem

Tijdens de rondleiding door de productiefabriek van de Spaanse machinebouwer, werd een grote Magna freesmachine in opbouw gepresenteerd. De machine met beweegbare kolom had een Z-as van 6.000 mm, maar afhankelijk van de wens van de klant is de Magna ook leverbaar met een maximaal bereik van maar liefst 27.000 mm x 2.000 mm x 8.000 mm (XxYxZ). Net als bij de Axia is de Magna voorzien van het box-in-box principe. Dit is een mooi voorbeeld van de modulaire

Met ruim 5.400 geïnstalleerde machines behoort Nicolás Correa tot een toonaangevende fabrikant van grootformaat freesmachines. Het bedrijf is in 1947 opgericht en heeft door de historie heen verschillende belangrijke beslissingen genomen die er volgens Raúl de la Peña Ortega, area manager bij de Spaanse machinebouwer, voor hebben gezorgd dat het bedrijf staat waar het nu staat. “De beursgang in 1989 heeft het bedrijf veel gebracht. In datzelfde jaar zijn we ook de Chinese markt opgegaan. Hierdoor verdubbelde in een klap de totale machineproductie.” Tegenwoordig wordt 90% van de machines van Nicolás Correa geëxporteerd en is China nog goed voor 20% van de omzet.

Sinds de beursgang en zeker ook het laatste decennium is de machine-ontwikkeling bij Nicolás Correa in een stroomversnelling gekomen. Daarbij zijn de kernwaarden robuustheid, nauwkeurigheid en betrouwbaarheid, die het bedrijf al 75 jaar hoog in het vaandel heeft staan, bewaard gebleven en doorontwikkeld. Dankzij die kernwaarden worden de freesmachines ingezet in de meest veeleisende productieomgevingen. Klanten bevinden zich dan ook veelal in de mechanische sector, energie-, de automobiel-, luchtvaart- en spoorwegindustrie. “We zijn enorm verheugd dat Nicolás Correa ons heeft benaderd om hun machines in Nederland op de markt te brengen. Ze willen wereldwijd de nummer 1 worden op het gebied van grote freesmachines en daar horen ervaren partners bij met een hoge servicegraad. Met name onze ervaring met het installeren en onderhouden van grote Kiheung bedfreesmachines, was voor Nicolás Correa voldoende reden om het merk bij ons onder te brengen. Voor Dormac is het een mooie aanvulling op het bestaande portfolio, want zeker op het gebied van grootverspaning konden we nog niet altijd een passende oplossing leveren. Dat is met het uitgebreide machineprogramma van Nicolás Correa verleden tijd. Bovendien zijn we blij dat we nu ook een Europese partij in het programma hebben, waardoor we iets minder afhankelijk zijn van onze merken uit Azië”, vertelt Joost Verschure, directeur van Dormac.

bouwwijze van Nicolás Correa, waarbij dezelfde componenten terug te vinden zijn in meerdere machines. Bijzonder is de ram van de Magna die 2.000 mm uit kan steken. Dit gaat uiteraard gepaard met enorme krachten, die ervoor kunnen zorgen dat de ram gaat doorhangen. Om dit voorkomen heeft de machinebouwer een slim mechanische compensatiesysteem ontwikkeld met zogenaamde ‘pulling bars’. Het compensatiesysteem zorgt ervoor dat de hoek van de ram gecorrigeerd wordt, zodat er geen afwijking ontstaat in de positie van de freesspil ten opzichte van het werkstuk over de complete uitgaande slag van de ram.

Grote kotterkop

Speciaal voor de Magna heeft Nicolás Correa een nieuwe kotterkop ontwikkeld, de ‘Long Boring Bar BM-180’. De nieuwe gepatenteerde oplossing is met behulp van een automatisch kopwisselsysteem uitwisselbaar. Hierdoor kan de Magna snel worden voorzien van een freeskop of een kotterkop. Het resultaat is een combinatie van snelheid, nauwkeurigheid en flexibiliteit. “Dankzij het automatische kopwisselsysteem is de machine te voorzien van een universele freeskop, hoekfreeskop, een kop voor draaibewerkingen en nu dus ook een kotterkop. De koppen worden met behulp van zes klempunten met een klemkracht van in totaal 30.000 kg aan de ram bevestigd. Dankzij dit systeem, waarbij we de complete kop kunnen verwisselen, hebben we op het gebied van toerental of koppel dus niet te maken met spindelbegrenzingen”, aldus De la Peña. De directe aandrijving van de BM-180 spindelmotor maakt een vermogen van 90 kW en een koppel van 3.438 Nm mogelijk. De kotterkop heeft een diameter van 180 mm en een W-as van 1.000 mm. De complete kop wordt net als alle freeskoppen gekoeld met water, zodat zowel de motor als de lagers een constante temperatuur behouden voor een optimale nauwkeurigheid.

Tijdens het open huis ter gelegenheid van het 75-jarig bestaan, werden er diverse demonstraties gegeven, zoals superfinishing, waarbij een oppervlakteruwheid van 0,519 Ra werd verkregen.

Demonstraties

Nicolás Correa maakte tijdens het open huis van de gelegenheid gebruik om aan de hand van verschillende demonstraties een kijkje te geven in de vele mogelijkheden van de diverse bewerkingsmachines. Zo werd onder andere de nauwkeurigheid en stabiliteit gepresenteerd middels een superfinishing bewerking, waarbij een oppervlakteruwheid van 0,519 Ra werd verkregen. Daarnaast liet de machinebouwer de mogelijkheden zien van multitasking op een Axia bewerkingscentrum met draaitafel. Dankzij de freesspil met een toerental van 6.000 min-1 en de draaitafel met een toerental van 200 min-1, is het mogelijk om naast draai- en freesbewerkingen ook slijpbewerkingen uit te voeren. Speciaal voor het slijpen heeft Nicolás Correa de zogenaamde Grinding Cycle ontwikkeld. Volgens de machinebouwer neemt de vraag naar dit soort multitasking sterk toe, omdat bedrijven producten in één opspanning compleet willen bewerken. De derde demo betrof het vijfassig simultaan frezen op een Fox portaalfreesmachine die was uitgerust met een vijfassige freeskop, gevolgd door een demonstratie over zwaarverspaning.