Erfolgreicher Einstieg in die Busbarfertigung: Frötek-Kunststofftechnik profitiert von der Bihler-BIMERIC Modular

Auf dem Servo-Produktions- und Montagesystem BIMERIC Modular von Bihler fertigt die Frötek-Kunststofftechnik GmbH zwei Millionen Busbars pro Jahr. (Bilder: Otto Bihler Maschinenfabrik)

Tobias Vollrath
CFO der Frötek-Gruppe

„Komplett überzeugt hat uns dann die Fertigungslösung auf der BIMERIC Modular selbst. Es war extrem begeisternd, die fertigen Bauteile im Sekundentakt aus der Maschine fallen zu sehen.“

Die Kernkompetenzen der Frötek-Kunststofftechnik GmbH liegen in der kombinierten Kunststoff- und Metallverarbeitung und zwar speziell in der Fertigung von kunststoffummantelten Metallteilen. Zentrale Bedeutung haben dabei Batteriezellverbinder aus kunststoffbeschichteten Kupferseilen, die beispielsweise in Elektrogabelstaplern und sonstigen Flurförderfahrzeugen die sichere Spannungsverteilung innerhalb der Batterie gewährleisten.

Pro Jahr stellt Frötek auf vier vollautomatischen Anlagen rund 15 Millionen Stück dieser Batteriezellverbinder her und verarbeitet dafür etwa 2.000 Tonnen Kupfer. Ausgelegt sind diese Bauteile allerdings nur für herkömmliche Blei-Säure-Batterien und nicht für Lithium-Ionen-Batterien, wie sie in jedem Elektrofahrzeug zu finden sind. Diese Technologie stellt natürlich auch für Frötek hohe Marktpotenziale dar: „Um den Marktanforderungen in diesem stark wachsenden Segment gerecht werden zu können, beschlossen wir, unser Produktportfolio um neue Bauteile speziell für Lithium-Ionen-Batterien zu erweitern“, berichtet Tobias Vollrath, CFO der Frötek-Gruppe. „Aufgrund unserer langjährigen Erfahrungen in der Zellverbinderfertigung und unserem Wissen von der Kupferbearbeitung bis hin zur Teilequalifizierung lagen für uns Busbars als neues Produkt am nächsten, zumal die Kundennachfrage danach enorm hoch ist.“

Busbars, wie hier exemplarisch dargestellt, werden zur Verteilung der elektrischen Energie in praktisch jedem Elektrofahrzeug benötigt.

Durchgängig automatisiert

Die Busbars sind Stromschienen, die für die Verteilung der elektrischen Energie in praktisch jedem Elektrofahrzeug benötigt werden. „Es sind nicht-standardisierte Bauteile und so waren die Anforderungen unserer Kunden an die ersten Prototypen auch sehr unterschiedlich“, erzählt Vollrath. Umgesetzt wurden diese ersten Teile bei Frötek Kunststofftechnik mittels einer Wasserschneidanlage, manuell betriebenen Biegeautomaten und Einzelstanzen. Die so produzierten Musterteile und Kleinstserien waren ineffizient in der Herstellung, überzeugten jedoch die Kunden – und so ließ die erste große Serienanfrage eines namhaften deutschen Automobilherstellers nicht lange auf sich warten.

Konkret handelte es sich um einen Auftrag von zwei Millionen Busbars pro Jahr, der Anfang 2020 bei Frötek einging. „Es war natürlich klar, dass wir diesen Auftrag mit unseren bisherigen Mitteln zum Prototypenbau in keinster Weise abdecken konnten und deshalb in eine neue Produktionslösung investieren mussten“, so Vollrath. „Diese sollte – und das war ganz entscheidend für uns – die gesamte Fertigung der Stromschienen in einem einzigen, durchgängigen Prozess abbilden und damit hochgradig automatisiert sein.“

Bauteile im Sekundentakt

Diese Prozessanforderungen, gepaart mit der Komplexität der Bauteile, führten quasi automatisch zu Bihler als neuen Partner für die Projektumsetzung. „Ausschlaggebend für uns waren die vielen positiven Referenzen und Erfolgsstorys von aktuellen Bihler-Kunden, aber auch das nunmehr 70-jährige Bestehen von Bihler“, macht Vollrath klar. „Komplett überzeugt hat uns dann die Fertigungslösung auf der BIMERIC Modular selbst. Es war extrem begeisternd, die fertigen Bauteile im Sekundentakt aus der Maschine fallen zu sehen.“ Der Fertigungsprozess beginnt mit dem RZV-Materialeinzug, der das Band in die BIMERIC Modular transferiert. Dort wird zunächst die Silhouette gestanzt und das Band an das erste LEANTOOL-Biegemodul übergeben. Ein weiteres Modul übernimmt die Laserbeschriftung des Bauteils.

Anschließend werden vollautomatisch und höchst präzise die Lotplättchen zugeführt, gerichtet auf die Bauteile oben und unten aufgelegt und per Lasereinheit aufgeschweißt. Am Band gelangt das Bauteil dann zur finalen Biegeeinheit und wird fertig ausgestanzt. „Je nach Bauteil liegt die Taktleistung zwischen 30 und 60 komplett fertiggestellten Busbars pro Minute – fehlerfrei und in perfekter Qualität“, betont Vollrath. Insgesamt wurden vier verschiedene Werkzeuge erstellt. Dank des LEANTOOL-Systems liegt die durchschnittliche Rüstzeit bei circa 45 Minuten.

Für die Zukunft gerüstet

„Die hohe technische Kompetenz von Bihler hat uns sehr beeindruckt, ebenso wie die angenehme Zusammenarbeit während der gesamten Projektphase“, so das Resümee von Vollrath. „Mit unserem neuen Busbar-Bauteil haben wir eine hervorragende Referenz geschaffen und konnten erfolgreich in die Elektromobilität einsteigen. Gleichzeitig haben wir mit Bihler einen wertvollen Partner gewonnen, mit dem wir in Zukunft noch weitere wegweisende Projekte erfolgreich umsetzen können.“