Der Wandel zur E-Mobilität eröffnet neue Chancen für die Laserfertigung. Spielt derzeit bei der Herstellung der Antriebskomponenten und Motoren in der klassichen Verbrennertechnik der Laser kaum eine Rolle, könnte sich das ändern, wenn sich elektromorisch angetriebene Fahrzeuge durchsetzen. Beim Laser- und Lasersystemhersteller Trumpf sieht man deshalb in der Transformation zur E-Mobilität eher Chancen als Probleme. Für viele Laserfertigungsbetrieb könnten sich dann neue Geschäftsfelder eröffnen, die es zusammen mit der Digitalisierung der Fertigung zu bearbeiten gelte. In der auf E-Mobilität zugeschnittenen Automobilzulieferindustrie könnten Laserfertiger Fuss fassen, die bisher dort nicht zum Zug gekommen sind.
Digitaliserung und E-Mobilität
„Elektromobilität bringt uns einen ganz neuen Markt – und mit der Digitalisierung steht uns gerade ein ähnlicher Innovationsschub unmittelbar bevor, wie ihn die Fertigung hierzulande durch die Automatisierung in den vergangenen Jahrzehnten erhielt“, sagt Mathias Kammüller, Chief Digital Officer, während der Pressekonferenz von Trumpf anlässlich der jährlichen Hausmesse des Ditzinger Unternehmens.
Trumpf erwirtschaftet von den rund 3,1 Mrd. Gesamtumsatz weniger als 10 % im direkten Geschäften mit der Automobilbranche. Dabei entfalle allerdings schon heute jeder zehnte Euro bei den Automobilumsätzen auf die Batteriefertigung, mit steigender Tendenz. Mehr als 500 Laser habe Trumpf bereits verkauft, die in der Batterieproduktion zum Einsatz kommen.
„Batterie, Hochleistungselektronik und elektrischer Antrieb kann nur der Laser in Serie“, sagte Christian Schmitz, Chief Executive Officer Laser Technology bei Trumpf.
Ein Batterriepack für ein E-Fahrzeug ist je nach Fahrzeugmodell aus bis zu 500 Batteriezellen zusammengestellt. Die Batteriezellen wiederum bestehen aus einem Gehäuse. In dem mehreren Schichten hauchdünner Kupfer- und Alufolien in einem flüssigen Elektrolyt eingetaucht sind. Das gesamte Gebilde muss mit einem Deckel absolut dicht verschweißt sein, andernfalls besteht Brand- und Verletzungsgefahr. Aufgabe für den Laser kann sowohl das Zuschneiden der Kupfer- und Alufolien sein als auch das Schweißen. Die Funktionsfähigkeit der Batterie kann erst am Ende des Herstellungsverfahrens getestet werden. „Entsprechend brauchen die Batteriehersteller eine durchgängige Überwachung dieses Prozesses, um am Ende die Funktionsfähigkeit der Batterie sicherzustellen“, sagte Schmitz. Digital vernetzte Lasersysteme in Kombination mit Sensorsystemen können diese Funktionen bereits erfüllen. Die Sensoren liefern Werte für die Qualitätssicherung und steuern das Schweißverfahren. Trumpf nutze hier seine Erfahrungen aus der Medizintechnik, wo beispielsweise ähnliche Anforderungen beispielsweise bei Herzschrittmachern auftreten.
Eine weiteres Beispiel ist die Herstellung der „Wicklungen“ in Elektromotoren. Das klassische Wickeln der Kupferdrähte wird durch lasergeschweißte Hairpins ersetzt. Beim diesem Hairpin-Verfahren schießt eine Druckluftpistole einen rechteckigen Kupferdraht, einer Haarnadel ähnlich, in eine Nut am Rand des Motors. Anschließend werden die Drähte ineinander verdreht und per Laser blitzschnell geschweißt. „Das aufwändige und zeitintensive Wickeln von Spulen mit dicken Kupferdrähten für starke E-Motoren entfällt.“ In rund einer Minute seien damit alle „Wicklungen“ eines E-Motors geschweißt“.
Digitalisierung im eigenen Haus
„Unsere Laser für die Automobilindustrie zeigen beispielhaft, wie wichtig die digitale Transformation für Trumpf ist“, sagt Kammüller. Im eigenen Unternehmen arbeiten mehr als 500 Mitarbeiter in mehr als 30 Projekten an der digitalen Transformation. So eröffnet Trumpf im laufenden Geschäftsjahr unter anderem eine Smart Factory in Chicago in den USA und ein vernetztes Logistikzentrum in Ditzingen.
„Wir digitalisieren den gesamten Prozess der Fertigung, von der Kundenanfrage bis zur Rechnungslegung, von der Rohmaterialbestellung bis zum Versand der Fertigteile. Insgesamt machen die Tätigkeiten vor und nach der eigentlichen Fertigung fast 80 Prozent der Bearbeitungsprozesse aus. Mit unseren Lösungen lässt sich dieser Aufwand drastisch senken“ sagte Heinz-Jürgen Prokop, Chief Executive Officer Machine Tools. Wie effektiv dies sich auswirkeln kann, werde an der Fertigung der Stanzwerkzeuge in Gerlingen ebenso wie an der Produktionseinheit Blech bei Trumpf deutlich.
„Wir arbeiten etwa vielerorts in der Fertigung mittlerweile nicht nur digital, sondern mobil über das Smartphone. Unsere Stanzwerkzeug-Fertigung in Gerlingen meldet beispielsweise den Bedienern auf ihr Smartphone alle wichtigen Informationen über den Zustand der Maschinen. Unsere neueste Entwicklung dort: Das Handy-Foto eines Teils mit Barcode durch einen Kunden reicht aus – und die Fertigung startet umgehend mit der Produktion dieses Teils.
Auch in unserer hauseigenen Blechfertigung nutzen die Mitarbeiter mittlerweile das Smartphone. Unsere dort eingeführten Digitalisierungslösungen sorgen für mehr Transparenz im Fertigungsprozess. So erzielen wir mehr Effizienz und verringern unsere Kosten. In unserer hauseigenen Blechfertigung sparen wir eine ganze Maschine ein…
Neuheiten in der Blech- und Rohrbearbeitung
Neben digitalen Lösungen präsentiert Trumpf auf seiner Hausmesse Intech, die noch bis zum läuft auch neue Maschinen, darunter die Roboterschweißzelle Tru Laser Weld 5000, die Teile bis zu 4 m Länge bearbeitet sowie zwei neue Maschinen aus dem Bereich Laserrohrschneiden. Die Tru Laser 5000 und die Tru Laser Tube 7000 fiber. Letztere bearbeitet Rohre mit Durchmessern von bis zu 254 mm. Ihr Festkörperlaser und die Funktion RapidCut verleihen ihr hohe Schnittgeschwindigkeiten.
Weltpremiere hat die neue Tru Laser Cell 5030. Mit dieser Maschine ergänzt Trumpf sein Produktportfolio bei den Laseranlagen, die zwei- und dreidimensional schneiden. Die neue Anlage ist mit einem neuen Scheibenlaser ausgestattet, der speziell im Dünnblechbereich mit schnellen Schnittgeschwindigkeiten punktet. Volker Albrecht
