Projekt "Silent Machine" erhöht Arbeitskomfort

Fill und LCM senken Schallemissionen von Bearbeitungszentren um 7 dB.

Gurten, Linz, Juni 2025 – Es ist eine buchstäblich unüberhörbare Begleiterscheinung in vielen Fertigungsstraßen, die von der Elektromobilität ausgelöst wurde: Von Motorgehäusen über Batteriewannen bis zu Fahrwerksteilen werden immer mehr und immer größere Komponenten aus immer dünnwandigeren Aluminiumteilen gefertigt. Werden diese in Metallbearbeitungsmaschinen – sogenannten „Bearbeitungszentren“ – gebohrt und gefräst, erhöht das zwangsläufig die Vibrationen und gleichzeitig die Schallemissionen. Das Maschinenbau-Unternehmen Fill aus Gurten (Bezirk Ried im Innkreis) und das Linz Center of Mechatronics (LCM) haben diesem Phänomen, das die gesamte Branche beschäftigt, nun Einhalt geboten. Dank modernster Messtechnik und Signalverarbeitung, ausführlichen Tests an einer „Akustikbox“ und intensiven Simulationen konnte eine deutliche Qualitätsverbesserung für Maschinenoperator-Innen erreicht werden. Die Schallemission wurde um sieben Dezibel (dB) gesenkt. Dadurch können die Bearbeitungszentren von Fill, mit denen Komponenten für die Automobilindustrie gefertigt werden, verlässlich unter dem geforderten Grenzwert arbeiten.

„In unserer wettbewerbsintensiven Branche müssen Neuentwicklungen rasch im Produkt ankommen. Weil die Autozulieferbranche auch sehr preissensibel ist, darf sich der Produktpreis nur unwesentlich erhöhen“, skizziert Roman Binder die Vorgaben von Fill an Entwicklungspartner LCM. Als stellvertretender Leiter des Teams „Forschung und Entwicklung“ hat der graduierte Maschinenbauer den gemeinsamen Entwicklungsprozess zur Reduktion der Schallemission angestoßen und begleitet. Dass LCM der richtige Partner dafür ist, habe sich schon kurz nach Projektstart im Frühjahr 2023 gezeigt. „Das Team rund um LCM-Projektleiter Lukas Grasböck hat bei uns in Gurten ein Bearbeitungszentrum intensiv analysiert. Sie haben es mit modernster Messtechnik akustisch und schwingungstechnisch erfasst und die Daten mit fortschrittlicher Signalverarbeitung aufbereitet.“ Dabei kamen neben einer akustischen Kamera etwa auch ein Schwingungserreger, ein Vibrometer, Schallintensitätssonden sowie Beschleunigungssensoren und Freifeldmikrofone zum Einsatz. Vorgenommen haben sich die LCM-Experten dabei natürlich den lautesten Fräsprozess. Nachdem alle anderen Übertragungswege des Schalls ausgeschlossen werden konnten, hat das 4-köpfige Team das Maschinengehäuse ins Visier genommen. „Das hat die vielversprechendsten Möglichkeiten geboten, eine rasche und effiziente Reduktion der Schallemissionen zu erreichen“, erklärt Grasböck.

Akustikbox schafft Laborsituation
Bei den Schallmessungen in der Fertigungshalle von Fill haben viele Maschinen gleichzeitig gearbeitet und Schall erzeugt. „Damit entsprachen die akustischen Kriterien sehr genau jenen bei Automobil-Zulieferbetrieben, in deren großen Werkshallen neben vielen anderen Maschinen auch Fill-Bearbeitungszentren produzieren“, sagt Fill-Projektleiter Roman Binder. Um aus dem dabei gewonnenen Datenschatz konkrete Empfehlungen für konstruktive Maßnahmen zur Schallreduktion ableiten zu können, hat LCM die Fill-Bearbeitungszentren gewissermaßen in eine Laborsituation transferiert. „Wir haben in unserem Linzer Labor eine sogenannte „Akustikbox“ gebaut, mit der wir schalldämmende Maßnahmen in Experimenten und Simulationen testen konnten“, erklärt Grasböck. Dafür wurden die Seitenwände der rund 1x1x1 Meter großen Box mit Akustikschaumstoff ausgekleidet, um unerwünschte Schallreflexionen zu minimieren. Die Vorderseite der Akustikbox ist der Front eines Fill-Bearbeitungszentrums nachempfunden und austauschbar, um verschiedene Szenarien abzubilden. „An dieser Seite konnten wir die Wirkung verschiedenster konstruktiver Änderungen am Maschinengehäuse testen – etwa bei Öffnungen, Spalten, Bohrungen, Kabel- und Leitungsdurchlässen, der Tür und dem Sichtfenster “, präzisiert Grasböck. In dieser Laborsituation wurde ein ganzer Katalog an konstruktiven Maßnahmen zur Schallreduktion geplant, umgesetzt, getestet und simulativ für den Einsatz in der realen Maschine bewertet und Fill präsentiert.

Reale Umsetzung bestätigt Simulation
Zwölf Vorschläge für Anpassungen an der Konstruktion des Maschinengehäuses aus diesem Katalog hat Fill konkret in Angriff genommen. Die konkreten Auswirkungen des angepassten Maschinengehäuses auf die Lärmemissionen der Bearbeitungszentren hat das LCM-Team bei Fill zwei Tage lang gemessen. „Dabei haben sich unsere Simulationsergebnisse bestätigt. Wir konnten eine Reduktion der Lärmemission um 7 dB feststellen“, erklärt Lukas Grasböck. Knapp zwei Jahre nach Projektstart hat Fill diese Verbesserungen in den SYNCROMILL Bearbeitungszentren zum Teil bereits umgesetzt. „Die Gehäuse dieser Maschinen schützen die Operatorinnen und Operatoren vor Verletzungen, vor abgefrästen Spänen oder Kühlschmiermitteln. Jetzt konnten wir den Schallschutz verbessern und damit eine ganz wesentliche Sicherheits-Komponente deutlich stärken“, freut sich LCM-Geschäftsführer Johann Hoffelner über die rasche und konkrete Umsetzung der Entwicklungsergebnisse in den Fill- Bearbeitungszentren.

Hohes Entwicklungstempo, verbesserter Arbeitskomfort
Hochzufrieden mit dem Tempo der Entwicklungsarbeit und der Umsetzbarkeit der Ergebnisse zeigt sich Roman Binder. „Das LCM-Team hat uns Maßnahmen für konstruktive Anpassungen vorgeschlagen, die wir rasch und unkompliziert selbst umsetzen können. LCM hat vor allem geholfen, den Arbeitskomfort für alle Operatorinnen und Operatoren an Fill- Bearbeitungszentren wesentlich zu erhöhen.“ So wurden alle Öffnungen am Maschinengehäuse mit maßgeschneiderter Schalldämmung abgedichtet und das Spaltmaß der Gehäuseelemente zur Verringerung der Schallemissionen reduziert. Fill-Kunden, die kürzlich ein SYNCROMILL Bearbeitungszentrum gekauft haben, profitieren bereits jetzt von Teilaspekten des Projekts „Silent Machine“. Auf der Branchenmesse EMO können im September manche der Maßnahmen auf dem Fill Messestand begutachtet werden.

Verfasst von Haslinger, Keck. PR

Über die Linz Center of Mechatronics GmbH
LCM ist ein verlässlicher und erfahrener Partner für Forschung und Entwicklung. Das Unternehmen bietet eine Partnerschaft bis zum fertigen Produkt, der Inbetriebnahme und Unterstützung bei der Zertifizierung an. LCM bedient mit seinen Schwerpunkten Antriebstechnik, Sensorik und Elektronik, IIOT sowie Mechanik ca. 450 Kunden. Methoden der Digitalen Produktentwicklung oder KI werden in Anwendungen wie Predictive Maintenance und Condition Monitoring eingesetzt. Mit seinem technischen Know How unterstützt LCM seine Kunden bei der Realisierung von Anforderungen zur Ressourcenoptimierung, Kreislaufwirtschaft oder erneuerbaren Energien.

Kontakt
Linz Center of Mechatronics GmbH
Altenberger Str. 69, 4040 Linz
T 0732/2468-6002
E office@lcm.at
W https://www.lcm.at 

Bildtexte:

Bild 1: (v.l.) Roman Binder (Fill), Lukas Grasböck (LCM) und Alexander Reininger (LCM) begutachten das Innenleben einer Silent Machine von Fill.

Bild 2: Nach konstruktiven Veränderungen an der Akustikbox scannt ein Roboter im Labor von LCM die neuen akustischen  Charakteristika. Die Messergebnisse sind im Overlay farblich dargestellt.