MAPAL hienoporaustyökalu MAN:n uuden moottorin valmistuksessa

MAPAL lehdistötiedotteen 26.8.2025 käännös

MAPAL -hienoporaustyökalu MAN:n käytössä

Hyötyajoneuvovalmistaja MAN Truck & Busin Nürnbergin tehtaalla on aloitettu uuden erittäin tehokkaan 13-litraisen dieselmoottorin tuotanto. Yhteisenä moottorialustana se on tarkoitettu käytettäväksi koko konsernissa. Sylinterinkansiin käytetään MAPAL:n hienoporaustyökaluja, joilla koneistetaan venttiiliohjaimet ja venttiili-istukan pohja.

Erittäin tehokkaan uuden 13-litraisen dieselmoottorin MAN D30:n odotetaan olevan Nürnbergin dieselmoottorin viimeinen sukupolvi. Akkujen tuotanto on aloitettu Nürnbergin tehtaalla samaan aikaan. ©MIES

MAN on käynnistänyt Nürnbergin tehtaalla lähes samanaikaisesti kaksi tulevaisuuden kannalta tärkeää projektia. Samaan aikaan kun uusi dieseltuotanto alkaa, käynnistyy akkujen sarjatuotanto valmistajan sähköautoihin. Suunnitelmana on, että täällä valmistetaan vuosittain jopa 50 000 akkua yli 50 kokoonpanoasemalla – ja kapasiteetti voidaan nostaa 100 000 suurjänniteakkuun vuoteen 2030 mennessä. Yli 35 metriä korkea uudisrakennus on tontin korkein tuotantorakennus.

Dieselmoottoreiden tuotanto on suoraan vastapäätä, käsittäen 23 000 neliömetrin alueen. Prosessisuunnittelijana Marco Singer vastaa alusta alkaen kehitetyn D30-moottorin sylinterinkansien valmistuksesta. Uusi akkutuotanto sijaitsee M17-hallia vastapäätä. Marco Singer kuvailee siirtymistä sähkökäyttöön seuraavasti: ”Sähkömoottori on ihanteellinen käyttölaite monenlaisiin sovelluksiin, kuten kaupunkiliikenteeseen. Muilla alueilla dieseliä on kuitenkin vielä pitkään.” Hän mainitsee esimerkkeinä käytön maataloudessa, laivastossa tai asevoimissa. Tulevaisuudessa tarvitaan siis erilaisten käyttötekniikoiden yhdistelmää.

Moottori kaikille tuotemerkeille

Traton-konserni, johon kuuluvat Scanian, Volkswagen Truck & Busin ja International Motorsin ohella MAN, käyttää Traton Modular System (TMS) -järjestelmää, jonka komponentteja käytetään eri merkeissä. Näin ryhmä yhdistää resurssinsa tehokkaasti moton ”pyörää ei tarvitse keksiä uudelleen”, mukaisesti. D30-moottori on koko konsernin yhteinen moottorialusta. Kehityksestä ja mekaanisesta tuotannosta ja moottorin kokoonpanosta toimitukseen eri ajoneuvovalmistajille kaikki tapahtuu MAN:lla Nürnbergissä. Sillä oli täällä vielä oma valimo vielä kolme vuotta sitten.

D30-moottori perustuu samaan alustaan, mutta sitä valmistetaan kuudella eri tehotasolla, 360–560 hv. Se on tuotevalikoiman suurin vakiomoottori, joka on tarkoitettu käytettäväksi erilaisissa ajoneuvoissa, keskittyen kuitenkin kuorma-autojen 40-tonnisiin ajoneuvoihin. D30 korvaa aiemmat moottorisarjat D26 ja D15. Innovatiivinen moottori saavuttaa 50 %:n maksimihyötysuhteen ja kuluttaa 5 % vähemmän polttoainetta kuin edeltäjänsä, mikä vähentää CO2-päästöjä samassa määrin.

Prosessisuunnittelija Marco Singerille (vasemmalla) sylinterinkansi, jossa on 6 sylinteriä ja 24 venttiiliä, on moottorin pää. ©MAPAL

MAN on investoinut noin 220 miljoonaa euroa uuden moottorin tuotantoon, jossa jopa 160 korkeasti koulutettua työntekijää työskentelee kolmivuorotyössä. Tekninen kapasiteetti mahdollistaa noin 50 000 moottorin tuotannon vuodessa. ”Todellinen tuotantovolyymi perustuu kysyntään. Asiakkaat päättävät, hyödynnetäänkö tämä täysimääräisesti”, Singer sanoo. He ovat olleet viime vuosina jokseenkin pidättyväisiä. Hyötyajoneuvojen, kuten henkilöautojen, osalta keskustelut sähkökäyttöön siirtymisestä ovat myös aiheuttaneet epävarmuutta. Kun tuotanto käynnistyy, työt tehdään aluksi yhdessä vuorossa.

Vuosikymmeniä kestävä kumppanuus

MAN on työskennellyt MAPALin kanssa vuosikymmeniä. D30-projektin kilpailutuksessa vuonna 2019 aalenilainen työkaluvalmistaja sai jälleen sopimuksen venttiilinohjaimen ja venttiilin istukan pohjan hienokoneistuksesta. Tämä johtui vuosien jaetusta kokemuksesta ja koko prosessista ja työkalujen suunnittelusta vastaavan konevalmistaja Grobin suosituksesta.

Sylinteriä kohden neljän venttiilin istukan koneistukseen on määritelty kapeat toleranssit. ©MAPAL

Moottorin kuudessa sylinterissä on kussakin kaksi imu- ja pakoventtiiliä. Tämä tarkoittaa, että sylinterinkanteen on porattava 24 reikää. Koska tulo- ja poistoaukkojen halkaisijat vaihtelevat, niiden koneistukseen tarvitaan erikokoisia työkaluja.

Hyväksi havaittu tekniikka tuottaa luotettavan prosessin

Toinen työkaluvalmistaja oli mukana projektin alkuvaiheessa. Koska vakaa ja kustannustehokas prosessi ei kuitenkaan ollut mahdollinen sen työkaluilla, MAN siirsi lopulta täyden painopisteensä yhteistyöhön MAPAL:n kanssa. Aalenilaisen yrityksen ensimmäinen panos oli hienoporausjärjestelmä, joka on toiminut useissa koneissa kahdessa MAN:n tuotantohallissa useiden vuosien ajan. Tiiviissä yhteistyössä järjestelmää on kehitetty ja saavutettu merkittävää edistymistä.

Singer kehuu saavutuksia: ”Koneistus muuttui perusteellisesti. Säästimme prosessista välivaiheen, joka nopeutti sitä halutulle tasolle, sisältäen venttiiliohjaimen ja venttiililautasen pohjareiän. Kokemus auttoi meitä suunnittelemaan prosessin parhaalla mahdollisella tavalla.” Tuotantokonseptilla saavutettiin hyvä koneistuslaatu ja se noudatti venttiilin istukan ja venttiilinohjaimen hienokoneistuksessa määritettyä noin viiden minuutin sykliaikaa. Haluttu luotettava ja taloudellinen prosessi saavutettiin. ”Tämä onnistui huolimatta uuden moottorin valmistuksen tiukentuneista laatuvaatimuksista”, sanoo Markus Meyer, joka tekee tiivistä yhteistyötä MAN:n kanssa MAPAL:n teknisenä konsulttina.

Optimoitu hienoporaustyökalu ohjauslevytekniikalla venttiilin istukan ja venttiiliohjaimen hienokoneistukseen. Venttiilin istukan koneistukseen käytetään EasyAdjust-järjestelmää. Tämä tarkoittaa parempaa kustannustehokkuutta ja erittäin helppoa käsittelyä. ©MAPAL

Venttiilin ja molempien venttiilin istukan reikien toleranssit ovat alle 20 μm. Istukan ja ohjaimen välillä on säilytettävä noin 50 μm:n toleranssi. Venttiilin istukan ja venttiiliohjaimen välillä ei saa olla poikkeamia, jotka voivat johtaa ei-toivottuihin tilanteisiin. Vaadittava pinnanlaatu on määritelty alle 20 μm Rz:lla. Sylinterikannen materiaali on GJV 450 valurautaa, johon venttiilien kulutusta kestävämmät materiaalit puristetaan renkaan ja ohjaimen muodossa.

Moderni tekniikka alentaa yksikkökustannuksia entisestään

Yhteisen työpajojen myötä on nähtävissä lisäparannuksia erityisesti yksikkökustannusten osalta. Niitä pyrittiin vähentämään entisestään ennen sarjatuotannon aloittamista. MAPAL ja MAN saavuttivat yhdessä merkittäviä parannuksia ammattimaisen kumppanuutensa ansiosta.

Työkalujen yksinkertaistaminen tarjosi tarvittavan vipuvaikutuksen osakohtaisten kustannusten alentamiseen – erityisesti asetusaikaa saatiin lyhennettyä, mikä teki prosesseista yksinkertaisempia käyttäjälle. Tätä tarkoitusta varten MAPAL otti käyttöön EA (EasyAdjust) -järjestelmänsä. Se asennettiin venttiilin istukkatyökaluun. Tässä järjestelmässä terän takakartio on jo integroitu kasettiin, jolloin päästöä ei tarvitse säätää, vaan ainoastaan halkaisija. Thomas Teuber, MAPALin tuote- ja sovellushallinnan hienoporauksen johtaja, tiivistää käytännön hyödyt: ”Käyttäjän ei enää tarvitse pitää silmällä kahta mittaria. Se on paljon nopeampaa.” EA-järjestelmässä on myös parannuksia teriin: EA-järjestelmässä käytetyissä kääntöterässä on neljä lastuamissärmää, eli kaksi kertaa enemmän kuin perinteisissä MAPAL -kalvaintaterissä. Optimoitu lastuamismateriaali ja innovatiivinen pinnoite pidentävät työkalun kestoikää ja takaavat entistä luotettavamman prosessin.

Thomas Teuber, MAPALin hienoavarruksen tuote- ja sovellushallinta (vasemmalla), konfiguroi venttiilin istukan sokean reiän hienokoneistustyökalun yhdessä MANin prosessisuunnittelijan Marco Singerin kanssa. MAPAL EA -järjestelmä on nopeuttanut tätä prosessia huomattavasti, koska vähemmän asetuksia tarvitsee määrittää manuaalisesti. ©MAPAL

Muutokset osoittautuivat tehokkaiksi: Alkuperäiseen koneistuskonseptiin verrattuna venttiilin istukan ja venttiiliohjaimen koneistuskustannukset pienenivät noin 40 %. ”Olen erittäin tyytyväinen saavutettuun lopputulokseen”, Singer sanoo ja nostaa esiin tehokkaan kumppanuuden MAPAL:n kanssa. Kunnianhimoinen prosessisuunnittelija pyrkii jatkamaan kehitystyötä edelleen.

MAN:n oletus on, että D30 on yhtiön viimeinen täysin uusi dieselmoottorimoottori – yli 100 vuoden dieselmoottorien valmistuksen jälkeen Nürnbergin tehtaalla. Vuodesta 2030 alkaen joka toisen asiakkaille toimitetun ajoneuvon tulee olla päästötön.

Kalvinta- ja silovalssaus – menetelmiä käytetään, kun vaaditaan tasaista ja hienoa pinnanlaatua. Saksalainen lastuavien työkalujen valmistaja Mapal GmbH on maailman johtavia kalvaintyökaluvalmistajia, jonka laatuun voit luottaa. Mapal valmistaa myös monia muita lastuaviin työkaluihin luettavia tuotealueita.