Venjakob: Mehr Erfolg durch weniger „weiter so“
Personelle Entlastung, mehr Produktivität und weniger Stückkosten in der Großserie und für kleinere Betriebe
Automatisierung und Senkung der Stückkosten steht in der Holz-und Möbelindustrie für Großserien, aber auch für kleinere Unternehmen in Zeiten hoher Kosten für Energie, Materialien und Personal weit oben auf der Tagesordnung. Zwei Anwendungsbeispiele zeigen, wieviel durch Prozessmodernisierung zu gewinnen ist.
Umweltfreundlicher und ressourcensparender zu lackieren bei gleichzeitiger Produktionssteigerung erfordert in aller Regel umfangreiche Modernisierungen und den Einsatz neuer Technologien. Ein gutes Beispiel hierfür ist der Türenhersteller Garant, aus dem thüringischen Amt Wachsenburg. Dessen Werk verließen im Jahr 2021 rund 800.000 Türen und 700.000 Zargen. Doch das Unternehmen wollte die eigenen Kapazitäten mit Blick auf die Zukunft erweitern. Dafür wurde das Konzept einer neuen automatisierten „Fertigungsstraße Spritzroboter“ zur energieeffizienten Produktion erarbeitet – Ziel: eine Produktionssteigerung, die bis zum Jahr 2030 die Kapazitäten absichert, ohne Abstriche bei der Qualität zu machen. Da Venjakob bereits im Jahr 2020 für Garant eine Roboterzelle erfolgreich in eine vorhandene Lackierstraße integriert hatte, wurde das Unternehmen auch für dieses komplexe Projekt angefragt und schließlich als Generalunternehmer beauftragt.
Umluftbetrieb mit dem besonderen Etwas
Eine Türenlackieranlage im Umluftbetrieb zu betreiben ist natürlich an und für sich keine neue Idee. Doch Umluftbetrieb erfordert in der Regel mehr Prozess-Knowhow, als wenn der komplette Luftwechsel einer Lackierkabine komplett mit Frischluft und hohem Energieverbrauch zur Konditionierung realisiert wird. Das gilt besonders für die UV-Wasserlacke, die bei Garant an der neuen Anlage appliziert werden. Diese müssen nach der Applikation zunächst getrocknet und dann unter UV-Licht vernetzt werden.
„Der Umluftstrom erwärmt sich mit jedem Umlauf weiter, was für den Lackierprozess von Wasserlacken nicht günstig ist, deshalb müsste man ihn normalerweise kühlen. Aber diese Kühlung würde zusätzliche Energie verbrauchen“, erläutert Christian Streit, Geschäftsbereichsleiter für Holz- und Baustoffanlagen bei Venjakob. Und das sollte vermieden werden. Die Lösung bestand in einer speziellen Aufbereitungsanlage zur Luftbefeuchtung, die den Luftstrom sehr effektiv befeuchtet und dabei durch die entstehende Verdunstungskälte gleichzeitig kühlt.
„Durch den Einsatz dieses kombinierten Verfahrens aus moderner Umlufttechnik und innovativer Luftaufbereitungstechnik von einem spezialisierten Partnerunternehmen werden enorme Energieeinsparungen erzielt“, betont Streit. Das kombinierte Umluftsystem wurde zudem so konstruiert, dass es gleichzeitig auch den 10-Etagentrockner mit befeuchteter Luft versorgt. „Dadurch können wir auf einen separaten Wasserkreislauf zur Befeuchtung verzichten und erreichen mit weniger Aufwand die gewünschte Oberflächenqualität“, freut sich Dirk Wöllner, der Werkleiter von Garant.
Einsparung zusätzlicher Ressourcen
Doch das neue System reduziert nicht nur Heizenergie und CO2-Ausstoß. „Auch die Schadstoffbelastung im Abwasser geht gegen Null. Das aus der Luftaufbereitungsanlage abgeführte Wasser enthält lediglich Tonpartikel, keine Schadstoffe mehr“, erläutert Thomas Heinze, der zuständige Projektingenieur von Garant.
Der wasserbasierte UV-Lack wird mit automatischen AirCoat-Pistolen von Wagner appliziert. Insgesamt befinden sich sechs Pistolen im Einsatz: vier Pistolen für die Flächen und senkrechten Kanten und zwei weitere für die obere und untere Kante. Die Pistolen sind leicht und kompakt und sorgen durch das spezielle Design der Luftkanäle für eine feine Zerstäubung und geringen Overspray. „In Kombination mit der hohen Luftfeuchtigkeit steigt der Auftragswirkungsgrad und der Lackverbrauch sinkt. Zusätzlich reduziert sich der Filterverbrauch für die Abluftreinigung um 30 bis 50 Prozent“, hebt Streit hervor.
Integrierte Lackrückgewinnung und schnelle Farbwechsel
Eine weitere Technologie, die die Nachhaltigkeit erhöht, ist das integrierte Lackrückgewinnungssystem von Venjakob. Es besteht aus einem patentierten V-Band und realisiert eine Rückgewinnung des Oversprays vom Gurtband von bis zu 90 Prozent. „Das geht ziemlich flott“, berichtet Streit. Das System führt den zurückgewonnenen Lack ohne nennenswerte Antrocknungsverluste in einen zentralen Farbeimer zurück, aus dem er zumeist ohne Qualitätsverluste direkt wiederverwendet werden kann. „Damit ergeben sich beim eingesetzten Lack Einsparpotenziale von etwa 30 Prozent gegenüber anderen Rückgewinnungssystemen“, hebt der Projektingenieur hervor.
Die Farbversorgung übernehmen vier Hochdruck-Doppelmembranpumpen von Wagner, jeweils ausgestattet mit einem HD-Filter sowie einer Wandhalterung für eine waagerechte Montage der Pumpe. Im Vergleich zu normalen Kolbenpumpen sorgt die spezielle Technologie der Cobra-Pumpen in Verbindung mit dem kleinen Hubraum für eine sehr geringe Pulsation und einen gleichmäßigen Materialfluss. Diese Eigenschaften tragen zu der hohen Güte der Beschichtungsergebnisse bei. Weitere Vorteile sind schnelle Farbwechsel und eine einfache Reinigung.
Präzises Spritzen – weniger Maskieren
Bei Garant zeigt man sich sehr zufrieden. „Die Oberflächenqualität ist bestens. Schon bei der Inbetriebnahme der Anlage hatten wir bessere Ergebnisse als mit der Altanlage. Und das noch ohne prozessuale Anpassungen und Feintuning“, konstatiert Dirk Wöllner. Gegenüber der früher verwendeten Anlagentechnik, bei der maximal 65 Seiten pro Stunde lackiert werden konnten, sind nun 180 Seiten pro Stunde möglich – eine enorme Steigerung. Eine weitere wichtige Anforderung an die Lackapplikation war die durchgehende Erkennbarkeit des an der Türfußseite angebrachten Barcodes. Damit er im weiteren Bearbeitungsprozess ausgelesen werden kann, durfte sich hier kein Farbnebel niederschlagen. Bei der Altanlage war dafür ein manueller Maskierungsprozess notwendig. Die neue Anlage erlaubt eine wesentlich smartere Lösung: Die Spritzpistolen lassen sich so präzise steuern und einstellen, dass der Barcode bei der Lackierung einfach ausgespart wird.
Wenn Flexibilität wichtiger ist als Auslastung
Für größere Serienfertigungen wie bei Garant gab es schon immer viele Lösungsanbieter. Gänzlich und mitunter geradezu konträre Anforderungen stellen Automatisierungslösungen für kleinere Handwerksbetriebe. Da geht es meist weniger um die Auslastung der Maschine an sich, als vielmehr um Flexibilität, Schnelligkeit und Entlastung der in der Regel nicht sehr großen Mitarbeiterzahl. Unkompliziert, flexibel und schnell – dafür ist der Innenausbauer Kalmbach bei seinen Kunden, die aus dem gesamten Bundesgebiet kommen, bekannt. Und genau das müssen auch die Prozesse bei der Beschichtung ermöglichen. Das mittelständische Familienunternehmen, ansässig im beschaulichen Simmersfeld, einem Luftkurort im Nordschwarzwald, wird von Rudolf und Stephan Kalmbach geführt. Auf circa 2500 Quadratmetern Betriebsfläche sind 20 Mitarbeiter für die qualitativ hochwertige Verarbeitung von Hölzern im Einsatz, die dann zum Beispiel später den Innenräumen von Hotels, Kliniken, Wellnesseinrichtungen sowie der gehobenen Gastronomie ein stilgerechtes Wohlfühlambiente verleihen.
Lackierautomat für Schreinerei
Bei einer Schreinerei in der Größenordnung von Kalmbach stehen täglich andere Objekte für die Oberflächenbearbeitung an. Mal werden breite Holzplatten, mal viele schmale Leisten lackiert. Die Teilegeometrien sind abhängig von den Innenausbau-Projekten. Lange Prozessplanungszeiten stehen meist nicht zur Verfügung und auch die zu verwendenden Lackaufbauten und Beschichtungen variieren stark. „Unsere Oberflächenabteilung war permanent überlastet. Wir dachten bereits vor der Corona-Zeit daran, einen Spritzroboter anzuschaffen. Doch wir hatten, wie immer, keine Zeit, uns damit zu beschäftigen“, erzählt Stephan Kalmbach rückblickend. Doch dann bündelten Schreinermeister Stephan und sein Vater Rudolf Kalmbach ihre Energie und nutzten die Zeit um den Jahreswechsel 2022 für erste Recherchen nach einem Anbieter für eine passende Beschichtungslösung. Als ein vielversprechender Kandidat tauchte bald die Firma Venjakob am Horizont auf. „Zugegeben, schon als kleiner Bub schlug mein Herz für Venjakob-Lackiermaschinen. Doch die waren bisher immer eine Nummer zu groß für uns“, gesteht Rudolf Kalmbach schmunzelnd. Doch seit der Präsentation der Ven Spray One im Jahr 2020 hat der Lackieranlagenpezialist eine Einzellösung zur halbautomatischen Beschichtung auf den Markt gebracht, die für kleinere Betriebe erschwinglich ist und sich an deren Ansprüchen orientiert. Der Automat beschichtet mit vier Spritzpistolen, die über einen leistungsfähigen Linearantrieb verfahren werden. Die zu bearbeitenden Werkstücke dürfen mindestens 25 Millimeter und maximal 1300 Millimeter breit sein.
Kurze Lieferzeit entscheidend
„Als wir uns entschieden hatten, in eine Maschine zu investieren, sollte alles schnell über die Bühne gehen. Die gewünschte Lieferzeit von vier Wochen sagte uns nur Venjakob zu“, erzählt Stephan Kalmbach und lobt dabei die gesamte Abwicklung. Natürlich sprachen auch zahlreiche andere harte Fakten für den Lackierautomaten aus Rheda-Wiedenbrück. Aber fest stand auch: mit der Handlackierei sollte möglichst bald Schluss sein und die Lieferzeit wurde damit zu einem harten Kriterium. Venjakob nahm die Dringlichkeit ernst und organsierte zunächst einen Besuch in einer Schreinerei im süddeutschen Raum, damit die Kalmbachs den Lackierautomatentyp live in einer praktischen Anwendung begutachten konnten. „Unseren Ansprechpartner bei Venjakob konnten wir sogar in seinem Skiurlaub anrufen. Direkt von der Piste aus organisierte er uns kurzfristig einen Wochenend-Besuchstermin im Venjakob-Technikum am Firmenstandort in Rheda-Wiedenbrück“, staunt er noch heute. Im Technikum vermaßen die Kalmbachs die Maschine detailliert – und stellten prompt fest, dass der vorgesehene Platz im eigenen Betrieb für die Maschine nicht ausreichen würde.
Maschine intelligent integriert
Die vier Wochen bis zur Auslieferung nutzten die Kalmbachs dann, um während des laufenden Betriebes Platz für den neuen Lackierautomat zu schaffen. Dabei erwies es sich als am sinnvollsten, die Lackiermaschine zuerst aufzustellen und danach den Raum mit Trockenwänden darumherum zu bauen.
Kaum waren die Vorbereitungen abgeschlossen, wurde schon der neue Lackierautomat innerhalb der zugesagten Frist geliefert, montiert und in Betrieb genommen. Bei der Integration dachte man sich bei Kalmbach ein cleveres Detail aus: Die Wand an der Maschinenrückseite mit der Werkstückausgabe erhielt einen Spiegel, sodass auch ein einzelner Maschinenbediener von der Eingabe aus die Ausgabe stets im Blick behalten kann. Um die Auslastung des Automaten zu verbessern, wurden für den Ein- und Auslauf der Werkstücke jeweils 1,8 Meter lange angetriebene Rollenbahnen installiert. Dadurch kann der Werker die zu lackierenden Teile auf der Vorderseite auflegen und die volle Automatenbreite mit mehreren Teilen nutzen. Gleichzeitig sieht er im Spiegel, wann die Werkstücke fertig lackiert aus der Maschine herauskommen und kann den optimalen Moment abpassen, um mit der Abnahme zu beginnen. „Das macht die Beschickung und Abnahme schneller und leichter. Ebenso ist es kosteneffizienter, weil man die gesamte Transportbreite der Lackieranlage nutzen kann. Sonst müsste man jedes Teil einzeln zuführen“, erläutert Tim Stender, Vertriebsingenieur bei Venjakob. Vor allem bei längeren Bauteilen ist es schwierig ohne Rollenbahn die Arbeitsbreite voll auszunutzen, weil der Werker das Teil erst loslassen kann, wenn es weit genug in die Maschine eingezogen ist, sodass es nicht mehr herausfallen kann. Während dieser Zeit ist der Werker gebunden, das gleiche gilt im Auslauf. Wer den Platz zur Verfügung hat, sollte daher eine angetriebene Rollenbahn für die Beschickung und die Abnahme nutzen, empfiehlt Stender. Erfreulich fanden die Kalmbachs außerdem, dass die Venjakob-Maschine auch keine Mühe hatte, Beize zu verarbeiten, wodurch ein weiterer manueller Schritt eingespart werden konnte.
Fazit
Die beiden Anwendungsbeispiele zeigen auf sehr unterschiedliche Art und Weise, wie moderne Automatisierungslösungen in der Holz- und Möbelindustrie sowohl die Produktivität als auch die Stückkosten durch Energie- und Materialeinsparungen reduzieren helfen können. So wurde die neue Türenlackieranlage für Garant in ihrer gesamten Planung und Umsetzung auf die Schonung der Umwelt und die Einsparung von Ressourcen ausgelegt und im betrieblichen Alltag zeigte sich, dass die Energiebilanz pro produzierter Einheit deutlich gesenkt werden konnte – und das, obwohl die Anlage noch nicht im oberen Kapazitätsbereich läuft. Das ist insofern von Belang, als sich gerade in der Trocknungstechnik die Energiebilanz mit steigender Produktionsauslastung erheblich verbessert. Somit bleibt hier, wie von Garant gewünscht, für die Zukunft noch Luft nach oben.
Aber auch für kleinere Betriebe lohnt sich eine intensive Beschäftigung mit dem Thema Automatisierung und Prozessoptimierung, wie das Beispiel der Schreinerei Kalmbach zeigt. Schon vier Monate nach der Inbetriebnahme der Ven Spray One konnte eine Entlastung auf ganzer Linie festgestellt werden. „Wir lackieren mit einer deutlichen Zeitersparnis. Was am Handspritzstand drei bis vier Tage gedauert hat, ist jetzt in anderthalb Tagen fertig – und das in gleichbleibend hoher Qualität“, freut sich Stephan Kalmbach. „Die frei gewordenen Kapazitäten unserer Mitarbeiter können wir jetzt produktiv anders nutzen.“ Vor allem angesichts des immer gravierender werdenden Fachkräftemangels zeigt das Beispiel der Schreinerei, dass sich Stress und Produktionsengpässe vermeiden lassen, wenn es gelingt eine passende Automatisierungslösung zu finden.
Beide Anwendungsfälle machen mehr als deutlich, wie sehr es sich bezahlt machen kann, die Zeit und Energie aufzuwenden, um bestehende Prozesse konstruktiv in Frage zu stellen und Alternativen zu erarbeiten.
CB
Venjakob Maschinenbau GmbH & Co. KG
www.venjakob.de