Vorfertigung im Holzbau - Möglichkeiten, Herausforderungen, Trends

Vorfertigung und Grad der maschinellen Automatisierung

Viele Zimmereien betreiben schon seit längerem eine gewisse Vorfertigung, z.B. bei der Elementierung von Dach-, Wand- und Deckenelementen und Gauben. Angefangen oft auf dem nackten Hallenboden, später dann auf einem selbstgebauten Montagetisch.

Früher wurde vieles noch manuell oder mit vorhanden Betriebsmitteln ausgeführt. Elemente wurden mit dem Hallenkran oder mithilfe des Gabelstaplers gewendet, insofern überhaupt beidseitig beplankte Elemente erstellt wurden. Der Grad der Vorfertigung stieg mit der Zeit bei vielen Zimmereien weiter an, denn die Vorteile der Vorfertigung liegen auf der Hand: Unabhängigkeit von Wind und Wetter, Verminderung der Baustellenzeiten und damit -kosten, höhere Genauigkeit, allgemein bessere Qualität uvm.

Und auch der Grad der maschinellen Automatisierung und Digitalisierung in der Vorfertigung stieg bei vielen weiter an, um eine Skalierung zu erreichen. Dazu gehören CNC - Abbundanlagen, die schon relativ lange genutzt werden und weit verbreitet sind. Heute sind die Möglichkeiten der maschinellen und automatisierten Vorfertigung immens. Folgende CNC-Lösungen stehen zur Verfügung: Abbundanlagen, Portalmaschinen, Knickarmroboter für Abbund und Palettierung, Fertigungslinien, Einzelzellenfertigung und eine vernetzte Kombination dessen usw. Was macht aber nun Sinn für den Zimmereibetrieb ?

Das große Ganze nicht vergessen 

Maschinelle Vorfertigung ist viel mehr als einfach nur Maschinen zu kaufen und einzusetzen. Zuallererst sollte der Betrieb sich im Klaren darüber sein, wie er sich ausrichten möchte. Welchen Markt und Kunden will er bedienen? Viele Zimmereien haben den Weg der Spezialisierung gewählt, beispielsweise auf einen Engpass oder ein dringendes Bedürfnis aus Kundensicht. Um erfolgreich und wirtschaftlich zu sein haben sie somit ihre “Nische” gefunden. 

Eine Zimmerei, die hauptsächlich auf die Sanierung von Dächern und den Dachausbau spezialisiert ist und nur hin und wieder einige Elemente benötigt, sollte sich fragen, ob eine hohe Investition in Maschinen und Peripherie gerechtfertigt ist oder ob man die Elemente von einem Partnerbetrieb bezieht. Durch Vernetzung mit anderen Partnerbetrieben lassen sich oft auch Fehlinvestitionen vermeiden. Es kommt immer wieder vor, dass Abbundanlagen wieder verkauft werden, da eine Fremdfertigung doch interessanter ist.

Gesamtprozess im Auge behalten

Der Gesamtprozess muss passen, damit die Vorfertigung funktioniert. Die Bereiche Arbeitsvorbereitung, Datenaufbereitung und Datenaustausch, Materialbeschaffung, Lager, Materialfluss, Produktion, Zwischenlager, evtl. Fenstermontage, Verladung auf den LKW etc. müssen aufeinander abgestimmt werden, damit keine Engpässe und Unterbrechungen entstehen. Mitarbeiter müssen dazu aktiv eingebunden werden, da es sonst zu Akzeptanzproblemen kommen kann. 

Ein Universalrezept für alle Zimmerer gibt es nicht. Bei manchen Betrieben steht nicht die Wirtschaftlichkeit einer Anschaffung im Mittelpunkt. Für sie ist vielmehr die hohe Fertigungsgenauigkeit und der Fachkräftemangel das bestimmende Thema. Man will (muss) die älteren und erfahrenen Mitarbeiter halten, die oft keine Lust mehr haben, auf den Knien rutschend OSB-Platten zu klammern. Die Erfahrenen werden dringend gebraucht, ohne Sachverstand wird es auch weiterhin nicht gehen im Handwerk. Und der junge Nachwuchs, die “digital natives”, lassen sich oft begeistern, wenn moderne Maschinen und Software bedient werden dürfen.

Trends

Im Holzbau kommen nun vermehrt auch Knickarmroboter zum Einsatz, wie sie in der Automobilindustrie vorkommen. Sie erledigen das Palettieren, Sägen, Fräsen, Bohren, Schrauben, Streichen etc. und werden alleinstehend oder auch in Kombination mit anderen CNC-Anlagen eingesetzt, beispielsweise beim Abbund von Brettsperrholz - Elementen.

Etwas komplexere Anwendungen befinden sich zur Zeit in Erprobung. Wie beispielsweise bei der Bearbeitung von Einzelsegmenten aus Sperrholz, die dann zu einem Schalentragwerk aufgerichtet werden. Im täglichen Einsatz ist bereits eine Roboterlösung bei ERNE Holzbau, bei der individuelle Fassadenelemente mit sehr komplexem Fassadenbild gefertigt werden. Der Roboter holt sich dabei automatisch die Einzelteile, schneidet diese an einer Kreissäge zurecht und nagelt dieses hochgenau an das Fassadenelement. Auch für kleine Zimmereien soll speziell der Einsatz eines Knickarmroboters in Zukunft interessant werden.

Bildquellen:

Bild 1: ERNE AG Holzbau, Laufenburg

Bild 2-3: KUKA AG, Augsburg

Bild 4: Prof. Dr. Christopher Rebeller

Bild 5-6: WEINMANN Holzbausystemtechnik GmbH, St. Johann