Wie wirtschaftlich ist der Einsatz von „KTL-Ersatz”?

Download Wie wirtschaftlich ist der Einsatz von „KTL-Ersatz”?

Post on 16-Mar-2017

213 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Wie wirtschaftlich ist der Einsatz von "KTL-Ersatz"? "KTL-Ersatz" ist ein organisch beschichtetes Feinblech , das vor allem

    fUr die Automobil- und Automobil-Zulieferindustrie entwickelt wurde. Das neue Material befindet sich zwar gegenwartig noch nicht im Serien-Einsatz, doch die folgenden detaillierten Kostenrechnungen zeigen, wie viel Einspar-Potenzial in dem neuen Werkstoff steckt.

    Bei "KTL-Ersatz" handelt es sich um einen Verbundwerkstoff aus einem metallischen Substrat und einer organischen Beschichtung. Fur die Automobilindustrie kommt als Sub-strat hauptsachlich verzinktes Fein-

    rungen, die der Einsatz bandbeschich-teter Bleche yom Typ "KTL-Ersatz" bei den Fertigungskosten mit sich bringt. Hierzu wurden diverse Kosten-analysen fUr verschiedene Bauteile durchgefUhrt. Es wurden sowohl Kun-

    st die Verzinkung, eine spezielle Coil-Coating-Vorbehandlung und eine orga-nische Zweischichtlackierung. Diese besteht aus zirka 10 pm Primer und etwa 15 pm Decklack. KTL-Ersatz wird immer beidseitig appliziert. So-wohl der anorganische als auch der organische Teil der Beschichtung ist vollig chromfrei.

    KTL-Ersatz wird groBtechnisch auf Breitbandbeschichtungsanlagen in der Stahlindustrie gefertigt. Dabei wird auf ein Stahlfeinblech in einem Walzen-auftragsverfahren beidseitig das zwei-

    blech in Frage. Beim Einsatz dieses dendienst- als auch Serienanbauteile schichtige organische Lacksystem Werkstoffs ergeben sich neben ferti- betrachtet. gungstechnischen und okologischen auch deutliche finanzielle Vorteile. Der Werkstoff "KTL-Ersatz"

    Die Innovationsgesellschaft fUr fort-geschrittene Produktionssysteme in der Automobilindustrie mbH beschaf-tigt sich im Auf trag seiner Gesellschaf-ter DaimlerChrysler AG, DuPont Per-formance Coatings GmbH&Co.KG, Thyssen Krupp Automotive AG und Volkswagen AG seit acht Jahren mit de m Einsatz dieses ne uen Werkstoffs in de r Automobi lindustrie. Einer de r U nre rsuchungsschwerpunkte war die realistische Be urte ilung der Verande-

    "KTL-Ersatz" ist ein anorganischl organisches Duplex-System mit einem Mehrschichtaufbau. In Bild 1 ist der prinzipielle Aufbau eines KTL-Ersatz-systems im Vergleich mit einer kon-ventionellen rung darge-ste llt. Das KTL-Ersa tz-System umfas-

    Automobilserienlackie-

    BUd 1: Der Schichtaufbau bei " KTL-Ersatz " im Vergleich mit einem konvenrio-nellen Serien-lackaufbau

    appliziert. In den exemplarisch ausgefUhrten

    Kostenrechnungen wurden die kom-pletten Fertigungsketten, beginnend mit der Anlieferung des Coils bis zur Abgabe des fertig beschichteten Bauteils an die Montage betrachtet. Dazu wurden die Fertigungsbereiche "KTL-Anlage", "Presswerk" und "Teile-Rohbau" in die Kostenrech-nung einbezogen.

    Bei den kapitalgebundenen Kosten ist unter Berucksichtigung des Anla-genneuwertes eine jahrliche lineare Abschreibung sowie 8 % kalkulatori-sche Verzinsung angesetzt worden. Bei den betriebsgebundenen Kosten wur-den die Personalkosten inklusive Per-sonalnebenkosten (100 %), Energieko-sten, Kosten fUr Hilfs-, Betriebs- und Rohstoffe, Instandhaltungskosten, Raumkosten sowie die Kosten fUr den innerbetrieblichen Transport erfasst. Aile Kosteninformationen sind auf neutrale Kosteneinheiten normiert.

    1. Beispiel: Die Kosten bei der Fertigung von Sitzrahmen

    Beim Sitzrahmen handelt es sich um ein Serienanbauteil, das nicht mit der Karosserie, sondern in einer separa-ten KTL-Anlage beschichtet wird. Fur den Rahmen wurden in der Kostenana-

    JOT 11 12000

  • lyse die folgenden drei Fertigungsvari-anten betrachtet: .. Konventionelle Fertigung .. Einsatz von "KTL-Ersatz",

    Fiigen im separaten Teilerohbau .. Einsatz von "KTL-Ersatz",

    Fiigen im Presswerk.

    Schwerpunkt dieser Kostenbetrach-tung waren die organisatorischen Ein-fliisse, die sich durch die Integration der Fiigetechnik ins Presswerk ergeben.

    Kosten im Bereich "KTL-Anlage" Die Gesamtkosten fUr die KTL-

    Beschichtung im Bereich "KTL-Anla-ge" betragen 1.831.500 Einheiten pro Jahr. Die Stiickkosten fUr die Be-schichtung errechnen sich damit zu 1,65 Einheiten pro Stiick.

    Kosten im Bereich "Presswerk" Fiir das Bauteil Sitzrahmen wird der

    Bereich "Presswerk" als kostenneutral beurteilt.

    Kosten im Bereich "Teile-Roh-bau"

    Der Sitzrahmen besteht aus einem komplexen Blechformteil, auf das bei konventioneller Fertigung vier Limb-achmuttern mittels BuckeischweiBen

    kapitalgeb. Kosten Funktionstrager

    kapitalgeb. Kosten Durchsetzfogen

    kapitalgeb. Kosten Transport

    Raumkosten

    Persona Ikosten

    Energiekosten

    Hilfs-, Betriebs-

    und Rohstoffe

    Instandhaltung

    Summe

    Konventionelle Fertigung

    [Einh.lStk]

    3 ,9765

    f"

    ~-A

    .,J -1 2 3

    Bild 2: Die Fertigungskosten-Differenz far das Bauteil " Sitzrahmen "

    und zwei Verstarkungslaschen mittels PunktschweiBen gefUgt werden. Bei der Fertigung mit "KTL-Ersatz" kiin-nen thermische Fiigeverfahren nicht mehr eingesetzt werden. Mechanisch gefUgte Funktionstrager (Einpress-, Niet- oder Stanzmuttern) und mecha-nisches Fiigen (DurchsetzfUgen) wer-den verwendet.

    Sowohl das Setzen der Funkti-onstrager als auch das DurchsetzfUgen

    kiinnen in einem separaten Teileroh-bau oder direkt in der Umformpresse realisiert werden. In Tabelle 1 ist fUr die genannten Fertigungsvarianten eine Kosteniibersicht des Bereiches "Teile-Rohbau" dargestellt. Dariiber hinaus wurden beim Einsatz von "KTL-Ersatz" die drei Funktionstra-gertypen Einpress-, Niet- und Stanz-mutter in den Vergleich mit einbezo-gen. Fiir "KTL-Ersatz" ergeben sich

    Einsatz von "KTL-Ersatz" FQgen im Rohbau FQgen im PreBwerk

    Einpress-mutter

    0 ,0716

    0 ,1305

    0 ,0855

    0,Q123

    1,0650

    0 ,0086

    1,3920

    0 ,0840

    2,8494

    Niet-mutter

    [Einh.lStk]

    0 ,0735

    0 ,1305

    0 ,0855

    0 ,0123

    1,0650

    0 ,0086

    0 ,8124

    0 ,0840

    2 ,27 18

    Stanz-mutter

    [Einh.lStk]

    0 ,0735

    0 ,1305

    0 ,0855

    0,Q123

    1,0650

    0 ,0086

    0 ,7368

    0 ,0840

    2 ,1962

    Einpress-mutter

    [Einh.lStk]

    0 ,0825

    0 ,0960

    0 ,0000

    0 ,0000

    0 ,0000

    0 ,0000

    1,3920

    0 ,0540

    1 ,624 5

    Niet-mutter

    Stanz-mutter

    [Einh.lStk] [Einh.lStk]

    0 ,1035 0 ,1035

    0 ,0960

    0 ,0000

    0 ,0000

    0 ,0000

    0 ,0000

    0 ,8124

    0 ,0540

    1,0659

    0 ,0960

    0 ,0000

    0 ,0000

    0 ,0000

    0 ,0000

    0 ,7368

    0 ,0540

    0 ,9903

    Tabel/e 1: KostenObersicht fOr den Bereich " Teile-Rohbau "I Bauteil " Sitzrahmen"

    JOT 11 12000

  • Entladen

    Gehange

    Einh.l Abstap.

    F6derer

    Vorbehan-

    deln/KTL

    Of en Summe

    Kosteneinsparungen bei den Stuckko-sten zwischen 1,247 und 2,981 Einhei-ten pro Stiick.

    Rohstoffkosten unbeschichte-tes Feinblech/KTL-Ersatz

    Beispiel einer Fahrzeugklappe beste-hend aus AuBen- und Innenteil der Einsatz von "KTL-Ersatz" fUr Kun-dendienstteile kostenmaBig bewertet. In der Kostenrechnung wurden die Differenzen der Stuckkosten fUr die

    16,65 Einheiten pro Stiick. In Tabelle 2 sind beispielhaft die kapital- und betriebsgebunden Kosten fUr den Bereich "KTL-Anlage" aufgeschlus-selt.

    Der hohere Rohstoffpreis fUr folgenden beiden Fertigungsvarianten Kosten im Bereich "Presswerk" "KTL-Ersatz" bringt fUr den Sitzrah-men zusatzliche Stiickkosten von 2,20 Einheiten pro Stiick (Preismittelwert).

    Kostenvergleich U nter Berucksichtigung der Kapi-

    talbindung durch Neu- oder Ersatzin-vestitionen sowie durch betriebsbe-dingte Kosten, hervorgerufen durch Lohne, Hilfs- und Betriebsstoffe, Energie, Instandhaltung und Raumko-sten, ergeben sich beim Einsatz von "KTL-Ersatz" Einsparungen zwischen 0,708 und 2,442 Einheiten pro Stuck. Die einzelnen Kostenbliicke fUr die Fertigung des Bauteils Sitzrahmen sind in Bild 2 gegenubergestellt.

    2. Beispiel: Die Kosten bei der Fertigung von Kundendienstteilen

    Ein weiteres mogliches Einsatzge-biet fUr den Werkstoff "KTL-Ersatz" ist der Bereich der Kundendienstbau-teile (Ersatzteile). Sie werden wie die Serienbauteile im Presswerk umge-formt und im Teile-Rohbau zusam-mengebaut. AnschlieBend wird in einer separaten KTL-Anlage der Pri-mer appliziert. Nachfolgend wird am

    Kalk . Kalk. k apitalgeb. Zinsen Abschreib Kosten

    ermittelt: ... Konventionelle Fertigung ... Einsatz von "KTL-Ersatz".

    Als Schwerpunkt sind dabei die Kosten fUr die "KTL-Anlage" detail-liert beurteilt worden.

    Kosten im Bereich "KTL-Anlage" Fur die Vorbehandlung und KTL-

    Beschichtung wurden Tauchentfet-tung, Spritzentfettung, Phosphatie-rung, Beschleuniger, Nachspulen, Bin-demittel, Pigmentpaste, Korrekturmit-tel, Komplexbildner und Zusatzmittel berucksichtigt. Die Kosten dafUr be-tragen 0,75 Einheiten/m2. Bei zirka 37500 m2/d ergeben sich Kosten von 6,6 Mio Einheiten pro Jahr.

    Die Kapital- und die betriebsge-bundenen Kosten wurden fUr Entla-den, Stapler, Gehange, Einhangen, Abstapeln, FlurfOrderer, Vorbehand-lung, KTL-Becken und Of en ermit-telt. Die Kapitalkosten betragen dabei 3.838.574 Einheiten/a. Die be-triebsgebundenen Kosten ermitteln sich zu 26.022.428 Einheiten pro Jahr. Daraus errechnen sich Gesamtkosten fUr den Bereich "KTL-Anlage" zu 29.861.002 Einheiten pro Jahr bezie-hungsweise als Stuckkosten von rund

    Beim Tiefziehen wird davon ausge-gangen, dass die Grundkonstruktion der Werkzeuge bei der Verwendung von "KTL-Ersatz" erhalten bleibt. Aus den bisherigen Erfahrungen ist fUr das Bauteil "Klappe" in kritischen Berei-chen der Einsatz einer TIC/TIN-Be-schichtung zu empfehlen. Als Kosten-differenz we