Die Eigenentwicklung eines elektrischen Linearantriebssystems ist oft der kostengünstigste und zeiteffizienteste Weg zu einer automatisierten Bewegungslösung. Manchmal ist es jedoch sinnvoller, ein Produkt zu kaufen.

Wer könnte Ihre Anforderungen an elektrische Linearantriebe besser kennen als Sie selbst? Heutzutage sind so viele vorgefertigte Komponenten erhältlich, dass Sie einfach „Module“ zusammenstellen können – die Fertigung kleiner Teile ist jedoch erforderlich. Die Entwicklung eines eigenen Linearantriebssystems ist oft der kostengünstigste, zeitsparendste und klügste Weg zu einer automatisierten Bewegungslösung. Bedenkt man jedoch die Zeit, die für andere Projekte fehlt, die Wahrscheinlichkeit, dass internes Fachwissen im Bereich Lineartechnik rar ist, und das Risiko, dass versteckte Probleme und Kosten im ungünstigsten Moment auftreten, verliert der Eigenbauansatz an Attraktivität.

Elektrische Linearantriebe bieten im Vergleich zu anderen Antriebskomponenten einige Lösungen – und Probleme. Beispielsweise existiert für elektrische Linearantriebe keine allgemein anerkannte Maßnormierung wie bei älteren Kraftübertragungskomponenten wie Lagern und Kettenantrieben. Zudem ist die Technologie der elektrischen Linearantriebe noch nicht so alt wie andere Antriebstechnologien und verfügt daher über eine kürzere Anwendungsgeschichte. Darüber hinaus sind viele Anbieter in diesem Bereich selbst noch relativ jung. Solche Unterschiede können je nach Situation sowohl Vor- als auch Nachteile mit sich bringen.

Ein Make-or-Buy-Test

Der folgende 3-Punkte-Test kann Maschinenbauern bei der Entscheidung zwischen Eigenfertigung und Fremdbezug helfen.

1. Markteinführungszeit: Können wir unsere Maschine schneller fertigstellen, indem wir eine Lösung für die Linearbewegung kaufen oder selbst herstellen?

Die Beschleunigung der Markteinführung neuer Produkte ist in der heutigen wettbewerbsintensiven Wirtschaft überlebenswichtig. Die Entwicklungszyklen müssen kürzer sein als die der Konkurrenz, daher müssen Sie ständig nach Möglichkeiten suchen, die Markteinführungszeit zu verkürzen.

Kann ein Aktuatorlieferant das System schneller bauen, als Sie es selbst entwickeln und fertigen können? Oder – vielleicht noch besser – gibt es einen Standardaktuator, der Ihren Anforderungen entspricht? Wenn Sie den Aktuator aus verschiedenen Komponenten konstruieren, überlegen Sie, ob sich Ihr Projekt eine Verzögerung durch die verspätete Lieferung einer einzelnen Komponente leisten kann. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein intern entwickeltes Produkt auf Anhieb einwandfrei funktioniert? Wenn die Anlage, in der der Aktuator eingesetzt werden soll, zur Herstellung Ihres Produkts verwendet wird, ermitteln Sie, welchen Wert die zusätzliche Produktionszeit mit der neuen Maschine Ihrem Unternehmen hat. Wenn Sie eine Maschine zum Verkauf herstellen, prüfen Sie, ob Sie den Umsatz Ihres Kunden durch eine schnellere Lieferung steigern können oder ob Sie bei verspäteter Lieferung mit einer Vertragsstrafe rechnen müssen.

Bevor Sie ein Linearbewegungssystem anschaffen, um die Entwicklungszeit zu verkürzen, sollten Sie sich über die Lieferzeiten und die Pünktlichkeit des Aktuatorherstellers informieren – insbesondere, wenn der Aktuator für den Projektabschluss kritisch ist. Stellen Sie sich anschließend dieselbe Frage für Ihr eigenes Konstruktionsteam und Ihre eigene Fertigung.

2. Fachkompetenz: Besitzen wir das Fachwissen, um einen zuverlässigen Aktor zu entwickeln, und wäre dies der beste Einsatz unseres Fachwissens?

Die Steuerung linearer Bewegungsabläufe ist oft für die kritischen Prozesse einer Maschine von untergeordneter Bedeutung. Niemand weiß besser als Sie, welche Komponenten die Gesamtleistung Ihrer Maschine am stärksten beeinflussen und daher besondere Aufmerksamkeit bei der Konstruktion erfordern.

Wenn die Entwicklung des Aktuators hingegen Zeit in Anspruch nimmt, die für andere, wichtigere Projekte nicht zur Verfügung steht, ist es unter Umständen sinnvoller, dieses Teilsystem von einem externen Dienstleister beziehen zu lassen.

Der gleiche Mangel an Standardisierung, der die Auswahl elektrischer Linearantriebe erschweren kann, kann sie auch vereinfachen. Elektromechanische Antriebe sind in einer Vielzahl von Konfigurationen von einer wachsenden Zahl von Anbietern erhältlich, sodass die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass Sie einen Antrieb mit der passenden Komponentenkombination für Ihre Anwendung finden.

Mehrere Aktuatorhersteller bieten modulare Designs an, die sich leicht an Ihre individuellen Anforderungen anpassen lassen. Modulares Design, der umfassende Einsatz von CAD-Werkzeugen, CAM-Software und CNC-Maschinen ermöglichen zudem eine effiziente Anpassung. Wenn Sie sich für einen Aktuator entscheiden, erkundigen Sie sich beim Hersteller, ob dieser eine kundenspezifische Anpassung anbietet.

Manchmal kann man natürlich einfach nicht genau das kaufen, was man braucht, selbst nicht nach Maß.

3. Wahre Kosten: Wie hoch sind unsere tatsächlichen Kosten für die Entwicklung eines Linearbewegungssystems, die Beschaffung der Teile, die Montage, die Prüfung, die gegebenenfalls erforderliche Korrektur und die Unterstützung des Systems im Feld?

Aus technischer Sicht scheint es oft verlockend, die Konstruktion selbst günstiger zu bauen. Bevor Sie eine endgültige Entscheidung treffen, sollten Sie sich folgende dritte Frage stellen: Berücksichtigen Sie neben dem Kaufpreis der einzelnen Komponenten auch die Kosten für Spezifikation, Beschaffung und Prüfung. Dieselbe Frage sollten Sie sich auch bei einem gekauften Linearführungssystem stellen.

Gestalten Sie Ihr eigenes

Tabelle 1 fasst ein Kostenmodell zusammen, das den Unterschied zwischen Eigenbau und Kauf eines einfachen elektrischen Linearantriebs aufzeigt. Dieses Kostenmodell basiert auf einer einfachen linearen Positionieranwendung – einer Hin- und Herbewegung zu festen Positionen mit geringer Wiederholgenauigkeit und ohne besondere Anforderungen an Umwelt- oder Sicherheitsvorkehrungen. Es wird eine einfache Endschaltersteuerung verwendet. Je nach Last, Hub, Betriebsdauer, Genauigkeit, Durchsatz, Steuerungsschnittstelle, Flexibilität usw. können die Kosten für manche Anwendungen niedriger, für andere höher ausfallen. Diese Schätzung berücksichtigt keine Neukonstruktion.

Wenn Sie sich zum Kauf entscheiden

Die Hersteller von Aktuatoren unterscheiden sich stark hinsichtlich ihrer Produktpalette und der Branchen, die sie bedienen und verstehen. Die Aktuatoren selbst decken ein breites Spektrum ab, von wenigen Pfund Schubkraft bis zu mehreren Tausend Pfund und von Wiederholgenauigkeiten im Subzoll- bis Submikrometerbereich.

Die meisten Aktuatorhersteller bieten keine Steuerungen zur Komplettlösung an, was die Installation erschweren kann. Einige Hersteller bieten jedoch den Komfort, komplette Aktuator- und Steuerungspakete zu erwerben, die sofort montage-, verdrahtungs- und betriebsbereit sind.

Bitte prüfen Sie, ob Sie alle erforderlichen Informationen für die Bewerbung bereitgestellt haben, damit der Lieferant Ihnen eine zuverlässige und kostengünstige Lösung empfehlen kann.

Aufgrund der vielfältigen Standardoptionen modular aufgebauter Aktuatoren werden diese in der Regel auftragsbezogen gefertigt. Unternehmen mit Just-in-Time-Lagerhaltung, eigener Bearbeitung und Montage sowie flexiblen Fertigungszellen können Standard-Aktuator- und Steuerungssysteme regelmäßig innerhalb von zwei bis drei Wochen nach Auftragseingang liefern.