Gleichzeitige Bearbeitung von Vorder- und Rückseite eliminiert Stillstandszeiten
Wie die parallele Spindelarchitektur echte überlappende Operationen ermöglicht
Drehmaschinen mit zwei Spindeln (Dual-Spindle-CNC-Drehmaschinen) steigern die Bearbeitungsgeschwindigkeit tatsächlich erheblich, da sie zwei Operationen gleichzeitig ausführen können, anstatt auf den Abschluss einer einzelnen Operation warten zu müssen, bevor die nächste beginnt. Herkömmliche Maschinen mit nur einer Spindel müssen jede Bearbeitungsstufe nacheinander durchlaufen – was Zeit verschwendet, etwa beim Werkzeugwechsel oder beim Umlagern von Werkstücken. Bei diesen moderneren Doppelspindel-Systemen erfolgt beispielsweise während die Hauptspindel Stirn- oder Außenrunddreharbeiten ausführt, bereits parallel die Bearbeitung der Rückseite durch die zweite Spindel – etwa Gewinde, Bohrungen oder Nuten. Das gesamte System arbeitet so nahtlos zusammen, dass sobald eine Spindel ihre Aufgabe abgeschlossen hat, die andere nahezu ununterbrochen dort weitermacht, wo die erste aufgehört hat. Betriebe mit hohem Serienfertigungsaufkommen verzeichnen bei diesen Maschinen eine Spindelauslastung von deutlich über 85 Prozent – im Vergleich zur üblichen Auslastung von 40 bis 60 Prozent bei älteren Einzelspindel-Maschinen. Das bedeutet, dass Fabriken heute deutlich weniger Zeit mit Wartezeiten verbringen.
Quantifizierung der Vorteile: 35–50 % Reduktion der gesamten Zykluszeit im Vergleich zu Einzelspindel-Drehmaschinen
Branchenbenchmarks bestätigen eine Reduzierung der gesamten Zykluszeit um 35–50 % für komplexe, mehroperationale Teile bei Verwendung von Doppelspindel-Drehmaschinen im Vergleich zu Einzelspindel-Maschinen [Branchenbericht 2023]. Dieser Gewinn resultiert aus zwei zentralen Effizienzsteigerungen:
- Eliminierung manueller Werkstückübertragungen zwischen den Operationen
- Wegfall sekundärer Einricht- und Kalibrierphasen
Beispielsweise benötigt eine Welle mit Endbohrung und Rillenschneiden 8,5 Minuten auf einer Einzelspindel-Drehmaschine – jedoch nur 4,7 Minuten in einer Doppelspindel-Konfiguration. Bei Serienfertigung summieren sich diese Einsparungen: Die stündliche Teileausbringung steigt um 40–60 %, was direkt auf die Reduzierung nicht wertschöpfender Zeit zurückzuführen ist.
Reduzierter Handhabungsabfall und geringerer Durchlaufbestand durch integrierte Automatisierung
Eliminierung manueller Übertragungen und sekundärer Einrichtungen mittels werkzeugmaschineninterner Werkstückübertragung
Bei Drehmaschinen mit zwei Spindeln werden die Werkstücke während einer einzigen Aufspannung auf beiden Seiten bearbeitet, sodass keine manuelle Zwischenhandhabung zwischen verschiedenen Maschinen erforderlich ist. Sobald die Hauptspindel die Bearbeitung der Vorderseite eines Bauteils abgeschlossen hat, übernimmt die Maschine selbst die Überführung des Werkstücks zur Nebenspindel für die Bearbeitung der Rückseite. Dieser Ansatz spart Zeit, da bei herkömmlichen Verfahren das Werkstück normalerweise erneut eingespannt werden muss – ein Vorgang, der pro Teil in der Regel 15 bis etwa 30 Minuten dauert. Wenn Menschen nicht mehr an der Werkstückhandhabung beteiligt sind, treten in Fabriken weniger durch unsachgemäße Handhabung verursachte Fehler auf; gelegentlich sinkt deren Anzahl sogar um bis zu 50 %. Besonders wichtig ist, dass eine konstante, gleichbleibende Einspannung zur Aufrechterhaltung präziser Maßhaltigkeit während der gesamten Fertigungscharge beiträgt. Die Teile bleiben innerhalb enger Toleranzen, typischerweise innerhalb von ± 0,005 Millimetern von Charge zu Charge – was entscheidend ist, wenn höchste Qualität gefordert wird.
Stabzufuhr + Synchronisation der Doppelspindel reduziert die Nicht-Bearbeitungszeit um ca. 70 %
Wenn Stabzuführungen mit diesen synchron arbeitenden Doppelspindeln kombiniert werden, entsteht im Grunde eine nahezu ununterbrochene Fertigungslinie. Der Trick ist eigentlich ganz einfach: Während eine Maschinenseite ein Werkstück fertigstellt, greift die andere Seite bereits das nächste Teil vom Metallstab und bereitet es für die Bearbeitung vor. Dieser ständige Wechsel reduziert Ausfallzeiten erheblich, da zwischen den einzelnen Operationen kaum noch Wartezeiten entstehen. Die meisten Werkstätten verzeichnen hierdurch eine Reduktion der zuvor durch manuelles Teilewechseln verursachten Stillstandszeiten um rund 70 %. Bei Unternehmen, die Großserien fertigen, fallen die Vorteile noch deutlicher aus: Die Zykluszeiten verkürzen sich um 30 bis 50 Prozent, die Halbfertigwarenbestände auf dem Werkstattboden halbieren sich, und die Betreiber dieser Werkstätten berichten von etwa 18 % weniger Ausschuss durch Handhabungsfehler. Diese Zahlen stammen direkt aus Praxisberichten verschiedener Luft- und Raumfahrt- sowie Medizintechnik-Hersteller.
Erhöhte Genauigkeit und Kosteneffizienz durch Fertigstellung in einem einzigen Aufspannungszyklus
Minimierung von Bezugspunktverschiebungen, Spannfehlern und Verlusten bei der Wiederholgenauigkeit
Wenn alle Bearbeitungsschritte in einer einzigen, kontinuierlichen Aufspannung erfolgen, reduzieren Drehmaschinen mit zwei Spindeln jene lästigen Toleranzfehler, die durch mehrfaches Einspannen der Werkstücke, erneutes Ausrichten der Bezugsflächen und inkonsistente Spannvorrichtungen entstehen. Untersuchungen zeigen, dass die Bearbeitung in einer einzigen Aufspannung im Vergleich zu herkömmlichen mehrstufigen Verfahren die dimensionsbezogenen Probleme um rund 30 Prozent verringern kann. Da weniger manuelles Handling erforderlich ist, bleibt auch weniger Raum für menschliche Fehler – das Ergebnis sind konsistente Messwerte mit einer Genauigkeit von etwa ± 0,005 mm über lange Serien hinweg. Für Komponenten wie Hydraulikventile und Antriebskupplungen, die enge Toleranzen erfordern, ist diese Präzision entscheidend: Falls die Oberflächen nicht korrekt ausgerichtet sind, funktioniert das gesamte System nicht wie vorgesehen.
ROI-Analyse: Amortisationszeit von unter 18 Monaten für Betriebe mit hoher Variantenvielfalt und mittlerem Produktionsvolumen
Für Betriebe mit hoher Teilevielfalt und mittlerem Produktionsvolumen bieten Drehmaschinen mit zwei Spindeln eine schnelle Amortisation – typischerweise innerhalb von 14 bis 18 Monaten – durch operative Konsolidierung und Qualitätsverbesserungen. Eine Benchmark-Analyse aus dem Jahr 2023 ergab, dass Anlagen die volle Amortisation erreichen durch:
- 40 % geringere Arbeitskosten pro Werkstück
- 28 % reduzierte Kosten für Ausschussmaterial
- 60 % schnellere Auftragswechsel
Diese Vorteile ergeben sich unmittelbar aus der Eliminierung sekundärer Spannvorrichtungen, der Reduzierung des Bestands an unfertigen Erzeugnissen (WIP) und der Konsolidierung von Dreh-, Bohr- und Gewindeoperationen in einem einzigen Bearbeitungszyklus. Die Flexibilität des Systems bei unterschiedlichen Losgrößen macht es besonders vorteilhaft für Einzel- und Kleinserienfertiger, die vielfältige Aufträge verwalten.
FAQ-Bereich
Welche Vorteile bietet der Einsatz von Drehmaschinen mit zwei Spindeln?
Drehmaschinen mit zwei Spindeln ermöglichen die simultane Bearbeitung von Vorder- und Rückseite, wodurch Stillstandszeiten entfallen und die gesamte Zykluszeit um 35–50 % reduziert wird. Dieser Effizienzgewinn kann die Spindelauslastung in Produktionsumgebungen auf bis zu 85 % steigern.
Wie verbessern Drehmaschinen mit zwei Spindeln das Handling und den Bestand an unfertigen Erzeugnissen (WIP)?
Sie minimieren manuelle Umladungen und sekundäre Einrichtungen durch die Werkstückübernahme innerhalb der Maschine, wodurch Fehler reduziert und sichergestellt werden, dass die Teile innerhalb enger Toleranzen bleiben.
Wie hoch ist die erwartete Kapitalrendite (ROI) bei Verwendung von CNC-Drehmaschinen mit zwei Spindeln?
Für Betriebe mit hoher Variantenvielfalt und mittlerem Volumen liegt die erwartete ROI typischerweise innerhalb von 14–18 Monaten, was auf die Konsolidierung der Abläufe und die Verbesserung der Qualität zurückzuführen ist.
