Mutig voraus! Visionär, entschlossen und zupackend: Die Pioniere des Laserschweißens erschließen lohnendes Terrain. 24 Express 1/09 REPORT: LaserschweiSSen Reinhard Aumayr Markus Medart Hans-Peter Müller Hermann Schickling Vier Männer, eine Überzeugung: Laserschweißen ist die Zukunft der Blechbearbeitung. S Moderne Tech nologie mutig einsetzen: eine Erfolgsstrategie beim Laserschweißen genauso wie beim Bau der nordpazifischen Eisenbahn. ie stecken im höchsten Gebäude der Welt, als Wärmetauscher in Heizungsanlagen oder in hochsensiblen medizinischen Apparaten: Lasergeschweißte Blechteile sind auf dem Vormarsch. Und zunächst eine gewisse Herausforderung. Denn der Weg bis zum ersten Präzisionsteil aus einer Laserschweißanlage erfordert Engagement. Experten beobachten drei Hürden, die vor allem kleinere Unternehmen beim Einstieg ins Laserschweißen vor sich sehen: Erstens die häufig im eigenen Haus fehlende Prozesserfahrung, zweitens die hohen Investitionskosten und drittens die Unsicherheit bei der Bauteilkonstruktion und dem damit zusammenhängenden Vorrichtungsbau. Hürden, die sich im Zusammenspiel der ausgereiften TRUMPF Laserschweißanlagen mit umfassenden Dienstleistungen von TRUMPF schnell überwinden lassen. Hans-Peter Müller, Leiter der Blechfertigung von Medikomp in Rastatt, sagt rückblickend: „Man muss sich mit viel Pioniergeist neues Terrain erarbeiten. Hat man aber erst mal die Einstiegshürden gemeistert, tut sich ein weites, lohnenswertes Feld auf.“ Medikomp, spezialisiert auf Blechteile für die Medizintechnik, verbucht nur noch Erfolgserlebnisse. In zwei Laserschweißzellen vom Typ TruLaser Robot werden heute unterschiedlichste Komponenten schnell und insbesondere effizient verschweißt. Auch Reinhard Aumayr, Firmengründer von Laser&More im österreichischen Wels, weiß, dass der Anfang beim Laserschweißen nicht so einfach ist: „Es reicht eben nicht, eine Anlage zu kaufen, man muss auch Know-how aufbauen. In den ersten Monaten haben wir viel Ausschuss produziert, weil wir erst verstehen mussten, wie Laserschweißen funktioniert, wie man die Teile spannt und was man damit überhaupt machen kann. Wir haben zum Beispiel gelernt, dass der Fügespalt so klein wie möglich sein muss.“ Allerdings verrät Aumayr im gleichen Atemzug auch sein Erfolgsrezept: „Als ich das Unternehmen im Jahr 2000 gegründet habe, haben wir als reiner Lohnfertiger für andere Unternehmen Edelstahlbleche mit dem Laser geschnitten. Mittlerweile bietet das fast jeder Dorfschmied an. Mir war deshalb klar, dass wir nur dann an die Spitze kommen, wenn wir dem Kunden einen Mehrwert bieten. Und so haben wir 2005 mit zwei Schweißzellen von TRUMPF mit dem Laserschweißen begonnen. Schweißen ab Losgröße eins Hermann Schickling, Inhaber des gleichnamigen Maschinenbaubetriebs im Oldenburger Münsterland im Norden Deutschlands, setzt ebenfalls mit Erfolg auf die TruLaser Robot. Zwei Festkörperlaser-Strahlquellen versorgen dabei drei Roboterzellen. Ob Wärmetauscher oder Komponenten für Stalltechnik und Fütterungsanlagen in der Agrarindustrie: Die Fertigung mit Laserschweißzellen rechnet sich. Sein Pilotprodukt, einen Wärmetauscher, produziert Schickling auf der TruLaser Robot in einem Drittel der konventionell nötigen Bearbeitungszeit. Seit dieser Initialzündung hat er mehr als hundert verschiedene Artikel auf das Laserschweißen umgestellt. Schickling räumt sogleich mit einem Vorurteil auf: „Man braucht nicht die Großserie wie im Automobilbau, wo Laserschweißen seit langem seinen Platz behauptet. Man kann fast jedes Teil im Feinblechbereich mit dem Laser schweißen. Insbesondere filigrane Teile mit Passungen Express 1/09 25 Die hohe Flexibilität der TruLaser Robot 5020 sorgt auch bei kleinen Losgrößen für eine wirtschaftliche Produktion. Immer mehr Lohnfertiger ergänzen konventionelle Schweißapparate um innovative Laserschweißanlagen. Die Angebotspalette von TRUMPF reicht dabei von der manuell geführten TruLaser Station 5010 bis zur hochdynamischen, fünfachsigen TruLaser Cell. Dazwischen bewegt sich als robotergestützte Alternative die TruLaser Robot. Die TruLaser Robot 5020 ist ein schlüsselfertiges hochintegriertes System zur Bearbeitung komplexer Nahtgeometrien. So rechnet sich Laserschweißen Damit sich Laserschweißen auszahlt, begleitet TRUMPF seine Kunden von Anfang an. Workshops zum „Konstruieren in Blech“, Bedienerkurse oder die Vermittlung von Applikationskenntnissen sind wesentliche Elemente zum Ausbau der Prozesserfahrung. Auch beim Thema Vorrichtungsbau hat TRUMPF Kompetenz im Haus. Machbarkeitsstudien sowie Rentabilitätsrechnungen belegen die Leistungsfähigkeit des Laserschweißens. Und neue Lasertechnologien wie die Weltpremiere des Diodendirektlasers TruDiode oder die neueste Generation an Scheibenlasern erhöhen den Wirkungsgrad und senken Investitionskosten. gelingen hervorragend.“ Hans-Peter Müller von Medikomp sekundiert: „Auch wir arbeiten mit kleinen und kleinsten Losgrößen. Trotzdem rechnet sich die Laserschweißzelle.“ Gerade für Lohnfertiger wie Schickling, Medikomp oder Laser&More steckt in der innovativen Fügetechnologie enormes Potenzial. Markus Medart, Geschäftsführer von Medikomp, bringt es auf den Punkt: „Wir grenzen uns erfolgreich vom Wettbewerb ab und positionieren uns als ganzheitlicher Dienstleister von der Konstruktion bis zum fertigen Produkt. Das schafft Kundenbindung und ist in der aktuell schwierigen Lage eine erfolgversprechende Strategie.“ Eine Einschätzung, die Hermann Schickling und Reinhard Aumayr uneingeschränkt teilen. Dabei setzt anfängliche Skepsis bei den Kunden erst einmal eine gehörige Portion Überzeugungsarbeit voraus. Reinhard Aumayr: „Häufig nehme ich deshalb ein herkömmlich gefertigtes Teil und zeige dem 26 Express 1/09 Kunden, wie man es kostensenkend umkonstruieren kann. Techniker lassen sich dabei leichter überzeugen, weil sie die gesamte Prozesskette überblicken, Einkäufer sind skeptischer und verlangen Beweise.“ Hermann Schickling ergänzt: „Wer allerdings auf den Geschmack gekommen ist, will nicht mehr darauf verzichten.“ Schließlich ist der Mehrwert für den Kunden unübersehbar: Er bekommt eine bessere Qualität, die Teile sind verzugsärmer und erfordern weniger Nacharbeit. Auch sind Konstruktionen möglich, die so vorher gar nicht denkbar waren. Kein Nacharbeiten — kein Verzug Als Fortsetzung der Prozesskette Blech kann das Laserschweißen besonders dann eingesetzt werden, wenn höchste Ansprüche an die optische Qualität der Nähte gestellt werden. Bei Teilen, deren Schweißnähte später sichtbar sind, zum Beispiel bei jeder Art von Gehäusen oder Bedienpulten, ist die optische Güte der Verbindung das wesentliche Argument fürs Laserschweißen. Die glatte, in der Regel nacharbeitsfreie Naht kann bei Baustahl direkt lackiert werden oder bei Edelstahl als Sichtnaht einfach unbehandelt bleiben. Bei einer zweiten Gruppe von Produkten geht es eher um technische Anforderungen. Ein Lüfterrad aus Aluminium, das im Dauerbetrieb höchste Festigkeit beweisen muss, wird beispielsweise mit einer Schweißgeschwindigkeit von drei Meter pro Minute gefertigt und muss danach nicht einmal mehr ausgewuchtet werden. Auch Dichtnähte oder Flanschverbindungen können mit dem Laser erzeugt werden. Und weil beim Laserschweißen kaum Wärme in das Bauteil dringt, gibt es keinen Verzug. So sitzen Passungen auch ohne Nachspindeln ganz exakt. Die heute verfügbaren, präzisen Blechbearbeitungsmaschinen schaffen ideale Voraussetzungen für das Laserschweißen: geringe Fügespalte, große Genauigkeit, hohe Reproduzierbarkeit bei der Teilevorbereitung. Laserschweißen funktioniert berührungslos und dadurch quasi verschleißfrei. Ein weiterer Vorteil ist die breite Palette der Anwendungsmöglichkeiten. Wärmeleitschweißen schafft Schweißnähte von exzellenter Oberflächengüte, das Tiefschweißen erzeugt schmale, tiefe Nähte. Der Laser eignet sich für die unterschiedlichsten Materialien und Nahtgeometrien, während die verschiedenen konventionellen Verfahren hier in ihrer Bandbreite deutlich eingeschränkt sind. Und nicht zuletzt läuft Laserschweißen mit der TruLaser Robot automatisiert ab und ist dadurch sehr viel schneller, zuverlässiger und — in Fotos: KD Busch, Simon Koy, Claus Langer Effektiv und schlüsselfertig: TruLaser Robot 5020 REPORT: LaserschweiSSen Große Vielfalt und doch nur ein kleiner Auszug: Blechteile präzise lasergeschweißt mit der TruLaser Robot 5020. Manuell und höchst flexibel: TruLaser Station 5010 Summe gesehen — häufig günstiger. Wenn dann im Rahmen von Lasernetzwerken auch noch ein Laser für mehrere- Bearbeitungsstationen eingesetzt wird, sinken die Kosten drastisch. Mit Altem brechen und Neues wagen Dabei ist eine ganzheitliche Betrachtung wichtig, die neben sinkenden Produktionszeiten auch die geringe Nacharbeit und das Potenzial von Neukonstruktionen berücksichtigt. Denn es reicht nicht, einfach ein herkömmliches Schweißverfahren durch Laserschweißen zu ersetzen. Die Früchte erntet man nur, wenn man den gesamten Herstellungsprozess optimiert, weiß Reinhard Aumayr: „Was wir verkaufen, ist also nicht bloß eine Schweißdienstleistung, sondern Value Engineering.“ Auch Schickling und Medikomp setzen auf konstruktive Beratung. Hans-Peter Müller von Medikomp: „Man muss komplett umdenken und Althergebrachtes konsequent auf Reset stellen. Wenn bereits konstruktiv neu gedacht wird, lassen sich mit Intelligenz und Kreativität auch pfiffige Vorrichtungslösungen zum Spannen bauen, die sich dann prozesssicher im rauen Industrialltag bewähren.“ Fazit von Medikomp-Chef Markus Medart: „Mit dem Werkzeug Laser öffnen sich noch viele neue Geschäftsfelder.“ Und auch Hermann Schickling ist überzeugt, in einen Markt von Morgen zu investieren. Was eindeutig belegt: Die Zukunft gehört den Mutigen. „Nach nur zehn Minuten haben wir eigenhändig unsere erste Schweißnaht gezogen, das hat uns bei der Vorführung in Schramberg überzeugt.“ Uwe Pionati, Inhaber vom gleichnamigen Apparatebau aus Michelfeld, setzt seit Mitte 2008 auf die TruLaser Station 5010 mit gepulstem Festkörperlaser. „Faszinierend ist die Flexibilität der Anlage“, betont Pionati, der vorwiegend manuelles und geführtes Schweißen nutzt. Ein Joystick ist dabei das zentrale Bedienelement. Durch die einfache Handhabung der Laserschweißanlage können beliebige Konturen ohne vorheriges Ausrichten des Werkstückes oder aufwändigen Vorrichtungsbau präzise geschweißt werden – selbst im Dünnblechbereich ohne jeden Verzug. Der frei zugängliche Arbeitsraum der TruLaser Station 5010 erlaubt Verfahrwege von bis zu einem Meter in allen drei Achsrichtungen. Statt aufwändigem Programmieren reicht einfaches Teach-in mittels Joystick. Gleichwohl ist eine vollwertige NC-Steuerung integriert, die bis zu vier Achsen anspricht und auch das halbauto matische Schweißen von kleinen Serien ermöglicht. Uwe Pionati ist fasziniert vom Potenzial der TruLaser Station 5010. > Ihre Fragen beantwortet: Cornelius Schinzel, Telefon: +49 (0) 7156 303 – 31006, E-Mail: [email protected] Express 1/09 27
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