Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im modernen Schienenfahrzeugbau Steffen Neumann & Holger Alder Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Gliederung 1. Vorstellung der Photon Gruppe 2. Warum Laserstrahlschweißen im Schienenfahrzeugbau? 3. Beispiele 4. Ausblick © Photon AG – [email protected] 2 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Photon Gruppe Gegründet: 1998 Sitz: Berlin-Spandau Aufsichtsrat: Peter Schüring, Axel Kahsnitz, Paul Seiler Vorstand: Dr. Hermann Andreas, Holger Alder, Steffen Neumann Tochtergesellschaften: Photon Laser Engineering GmbH, Berlin Photon Laser Manufacturing GmbH, Berlin und Schönwalde bei Berlin Photon Meissener Technologies GmbH, Meißen Mitarbeiter: 210 Umsatz: 25 Mio. € in 2014 © Photon AG – [email protected] 3 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Niederlassungen der Photon Gruppe Berlin und Schönwalde © Photon AG – [email protected] 4 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau „Photon: Alles in einer Hand !” Die Photon Gruppe bietet die gesamte Wertschöpfungskette der industriellen Lasermaterialbearbeitung aus einer Hand. Die Entwicklung von Verfahren, die Planung der dafür notwendigen Systemkomponenten bis hin zur Überführung der Applikation in die eigene Serienproduktion oder in die Fertigung bei ihren Kunden gehören dabei zu den Kernkompetenzen der Photon AG. © Photon AG – [email protected] 5 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Zielmärkte: Laserschweißen in der Schienenfahrzeugtechnik Potential Insbesondere bei Schweißbaugruppen mit dünnwandiger Außenhautbeblechung und hohen Ebenheitsanforderungen Produktbeispiele Unterstützung während der Entwicklung / Konstruktion (laserschweißgerechtes Konstruieren) Lokomotivendächer Straßenbahndächer Seitenwände Mittellangträger Dachgurte Zwischendecken Stirnwände Anfertigung von Prototypen Serienfertigung verzugsarmer Bauteile mit Zulassung nach DIN EN 15085-2 Zertifizierungsstufe CL1 (vorher DIN 6700-2 Bauteilklasse C1) Quelle: DB © Photon AG – [email protected] 6 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Zulassungen: © Photon AG – [email protected] 7 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Gliederung 1. Vorstellung der Photon Gruppe 2. Warum Laserstrahlschweißen im Schienenfahrzeugbau? 3. Beispiele 4. Ausblick © Photon AG – [email protected] 8 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Die Situation Quelle: Bombardier 1965 = 2010 Nahezu keine Veränderung bis zur Einführung des Laserstrahlschweißens © Photon AG – [email protected] 9 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Die Motivation (Vakuum) Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Quelle: DVS © Photon AG – [email protected] 10 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Die Umsetzung Höhere Prozessgeschwindigkeit Mehr Arbeitsvolumen Variable Systemtechnologie Mehr Flexibilität Punktschweißen Laserschweißen Quelle: VW © Photon AG – [email protected] 11 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Die Ergebnisse Optimierte Fügetechnik Produktverbesserung Neue Konstruktionen Leichtbau / Stabilität Quelle: DVS Beispiele für durch Laserstrahlschweißen ermöglichte Verbindungen © Photon AG – [email protected] 12 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Die Vorteile Reduktion der Produktionskosten Große Prozessgeschwindigkeit Hohe Automatisierung Reduktion der Verbrauchskosten Materialersparnis (Kosten/Gewicht) Höhere Genauigkeit Produktoptimierung Steifigkeitszunahme Laserstrahlmaterialbearbeitung Minimierung der Nacharbeit Bessere Oberflächenqualität © Photon AG – [email protected] 13 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Gliederung 1. Vorstellung der Photon Gruppe 2. Warum Laserstrahlschweißen im Schienenfahrzeugbau? 3. Beispiele 4. Ausblick © Photon AG – [email protected] 14 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Auszug Produktspektrum: Schienenfahrzeugtechnik Lasergeschweißte Seitenwand S355J2C+N © Photon AG – [email protected] 15 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Auszug Produktspektrum: Schienenfahrzeugtechnik Lasergeschweißte Seitenwandbleche Straßenbahn S355J2CuC+N t=2mm / S355J2WC+N t=4mm © Photon AG – [email protected] 16 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Auszug Produktspektrum: Schienenfahrzeugtechnik Lasergeschweißte Seitenwandbleche Abmessungen: 16,0 x 3,5m S355J2C+N © Photon AG – [email protected] 17 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Auszug Produktspektrum: Schienenfahrzeugtechnik Lasergeschweißte Seitenwandbleche Doppelstockzug Länge bis zu 16m S500MC, S700MC © Photon AG – [email protected] 18 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Auszug Produktspektrum: Schienenfahrzeugtechnik Lasergeschweißte Dachbleche Länge bis zu 16m 1.4301 t=1,25mm © Photon AG – [email protected] 19 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Auszug Produktspektrum: Schienenfahrzeugtechnik Dachgurte für Straßenbahnen L=10.500 mm / 1.4003 t=2 mm © Photon AG – [email protected] 20 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Gliederung 1. Vorstellung der Photon Gruppe 2. Warum Laserstrahlschweißen im Schienenfahrzeugbau? 3. Beispiele 4. Ausblick © Photon AG – [email protected] 21 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Die „sehr nahe“ Zukunft des Schienenfahrzeugbaus http://www.faz.net/aktuell/technik-motor/autoverkehr/bahn-stattet-ic-und-ec-zuege-mit-neuenantriebswagen-icx-aus-13501648/ein-blick-in-diewerkshalle-13510418.html Quelle: FAZ.net 21.03.2105 Laserstrahlgeschweißtes Seitenwand-Segment des ICx auf der Innotrans 2014 © Photon AG – [email protected] Der ICx Im Aufbau bei Siemens 22 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau Die „sehr nahe“ Zukunft des Schienenfahrzeugbaus Im Rahmen des auf das Laserstrahlschweißens ausgelegten ICx - Projektes wurden durch die Photon Laser Manufacturing GmbH alle ICx-Seitenwand-Segmente der ICxPrototypen und –Vor-Serie virtuell programmiert und mittels Laserstrahlschweißen hergestellt. Die Fertigung der Bauteiltypen wurde auf bis zu 7 automatische Schweißschritte verteilt. Insgesamt sind über 2400 Bahn-, Ablauf und Messprogramme generiert worden. Alle diese Programme werden bauteil- und schweißschrittorientiert geladen. Die Fertigung wird aktuell auf 2 Laser-Anlagen an getrennten Standorten der Photon durchgeführt, die beide dieselbe Datenbasis verwenden. Ein 12-teiliger Zug besteht aus ca. 170 Seitenwand-Segmenten, mit einer zu dokumentierenden Laserstahl-Gesamtschweißnahtlänge von über 8.000 m. © Photon AG – [email protected] 23 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Laserstrahlschweißen als Innovationsträger im Schienenfahrzeugbau … was danach? Quelle: Rolls-Royce Deutschland Quelle: Airbus Group Laserstrahlgeschweißte Titan-Hülle eines Composite-Fan-Blades © Photon AG – [email protected] 24 - VERTRAULICH - 21.04.2015 Staakener Straße 23 13581 Berlin Telefon: 030 / 36 40 88-0 Telefax: 030 / 36 40 88-30
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