Laser-Blanking-Lines von Schuler: Der Platinenschneidanlagen produzieren kaum „Engelshaar“ aus Aluminium, das Abdrücke auf Außenhautteilen hinterlässt.
Foto: Schuler

Trenntechnik

Fünf Vorteile des Laser-Platinenschneidens

Laser-Platinenschneiden mit der "Dynamic Flow Technology" bringt insbesondere bei Aluminium-Platinen deutliche Vorteile - im gesamten Umformprozess.

Das Laser-Platinenschneidanlagen mit der "Dynamic Flow Technology" von Schuler versorgen Pressenlinien sowohl bei OEMs als auch bei Zulieferern. Mit der Technik, bei der per Laser die Konturen aus einem laufenden Band herausgeschnittenen werden, lassen sich komplette Schnittwerkzeugsätze einsparen – bei rund einem Dutzend Werkzeugen pro Fahrzeugkarosserie ergibt sich hierdurch eine Kostenreduzierung im Millionen-Euro-Bereich. Neben diesen Einsparungen profitieren OEMs und TIERs auch im nachgelagerten Umformprozess von der Verwendung lasergeschnittener Platinen.

Gratbildung beim Aluminiumschneiden

Der Anteil von Aluminium in Autos und Nutzfahrzeugen nimmt zu, weil der leichte Werkstoff die Leistung steigert und den Kraftstoffverbrauch sowie die Emissionen reduziert. Doch das oberflächensensitive Material stellt beim Schneiden nicht nur die Herausforderung eines schonenden Handlings. Darüber hinaus neigt Aluminium zur Gratbildung an der unteren Schneidkante.

Löst sich dieser Grat und verbleibt im Umformwerkzeug, führt er zu Abdrücken auf der Materialoberfläche, die selbst nach dem Lackiervorgang noch sichtbar sind, und somit zu Ausschussbauteilen. Zur Vermeidung des Schnittgrats sind neben zusätzlichen Anlagenkomponenten wie Flitterabsauger oder Platinenreinigungsanlagen regelmäßige Anlagenstopps zur Reinigung der Umformungswerkzeuge notwendig. Je nach Bauteil kann dies eine fünf- bis zehnminütige Produktionsunterbrechung nach bereits wenigen hundert Hüben nach sich ziehen.

Aluminiumplatinen, die auf einer Laser-Blanking-Line von Schuler entstehen, erfüllen nicht nur die hohen Qualitätsanforderungen der Automobilindustrie, sondern bilden auch kaum abfallenden Grat. Durch die Einsparung der regelmäßigen Reinigungsaufwände erhöhen lasergeschnittene Platinen somit die Produktivität der Pressenlinien.

Optimierung von Tryout-Prozessen möglich

Grundsätzlich ist die Flexibilität hinsichtlich der Konturenanpassung bereits von den lasergeschnittene Platinen aus dem Tryout-Prozess bekannt. Je nach Bedarf lassen sich Platinengeometrien im Laserschneidprogramm anpassen und unkompliziert in kleinen Chargen ohne Werkzeug fertigen. Im Vergleich zu den hierzu meist eingesetzten Flachbettlasern werden die Platinen bei einer Laser-Blanking-Line nicht aus einem Rechteck herausgeschnitten, sondern direkt aus dem kontinuierlich durchlaufenden Bandmaterial des Coils.

Beispiel Motorhaube: Gehen wir von einer mit Robotern automatisierten Schrotttrennung und Gutteilabstapelung aus, so muss ein zusammenhängendes und umlaufendes Schrottgitter mit circa 2-3 cm Stegbreite berücksichtigt werden. Auch ergibt sich durch die rechteckige Rohplatine ein Verschnitt von circa 6 cm pro Seite, der beim Schneiden aus einem fortlaufenden Band für die nächste Haubenplatine verwendet werden könnte.

Würde man also für zwei Hauben auf einem Flachbettlaser eine Rohplatine von 2.260 mm x 2.200 mm benötigen, käme eine Laser-Blanking-Line mit einer Vorschublänge von 2.065 mm bei einer Coilbreite von 2.150 mm zurecht. Das würde einer Materialeinssparung von circa 11 Prozent entsprechen. Unabhängig ob die Teile eingekauft oder im Haus gefertigt werden: Materialeinsparung ist immer auch Kosteneinsparung.

Neben dem Aspekt der Materialeinsparung sprechen des Weiteren die höheren Ausbringleistungen für das Schneiden im Dynamic Flow. Während Flachbettlaser in der Regel zwischen zwei und drei solcher Platinen pro Minute fertigen können, erreichen die Ausbringungsmengen zum Beispiel bei Hauben auf einer Laser-Blanking-Line bis zu 35 Teile pro Minute mit einer Anlageneffizenz von über 80 Prozent. In einer Stunde können somit circa 1700 Teile gefertigt werden.

Je nach Einkaufsstrategie können entweder kleine Tryout-Chargen auf der eigenen Laser-Blanking-Line flexibel und auf Knopfdruck zwischen der Serienproduktion gefahren werden oder von einem Zulieferer mit Laser-Blanking-Line zeitnah eingekauft werden. Laser Blanking kombiniert die Möglichkeit der flexiblen Geometrieanpassung und dem werkzeuglosen Schneiden von Flachbettlasern mit erhöhten Reaktionszeiten, da nicht nur schneller produziert werden kann, sondern auch der vorgelagerte Cut-to-Length-Prozess eingespart wird. Damit ist der Tryout-Prozess durch die Verwendung einer Laser-Blanking-Line hinsichtlich zweier Aspekte optimierbar: der Kostensenkung durch Materialeinsparung und flexiblere Beschaffungsmöglichkeiten.

Änderungen während der Serienfertigung leicht gemacht

Sie kommen zwar nicht oft vor, aber manchmal eben doch: Änderungen während der Serienfertigung. Ein Beispiel ist die Umstellung auf ein Material mit veränderten Fließverhalten. Während die Anpassungen am Umformungs- oder Schneidwerkzeug mit Vorlauffertigungen und Werkzeugarbeiten einhergehen, können beim Laserschneiden von Platinen einfach die verändert und die Umstellung auf das neue Material vereinfacht werden.

Auch lässt sich zu jeder Zeit der vorherige Status wieder herstellen. Dies bietet zudem die Möglichkeit, Optimierungen – beispielsweise zur Materialeinsparung – ohne großen Aufwand oder Risiko auszuprobieren. Schon kleine Materialeinsparungen von ein bis zwei Prozent bedeuten bei einer angenommenen Produktion pro Blanking Line von circa 30.000 t Stahl und 10.000 t Aluminium eine Einsparung von bis zu 600 t Stahl und 200 t Aluminium pro Jahr.

So ermöglicht es eine Laser-Blanking-Line, die Potentiale der Materialeinsparung auch während der Serienfertigung unkompliziert auszunutzen und bei Änderungen von den reduzierten Zeitaufwänden der Werkzeugarbeiten zu profitieren.

Vorteile im Überblick

  • kein Schneidwerkzeugsatz benötigt ⇒ Einsparungen im Millionenbereich
  • kein abfallender Aluminiumgrat ⇒ regelmäßiger Reinigungsaufwand von ca. 5-10 Minuten entfällt
  • Materialeinsparung pro Bauteil im Tryout-Prozess von 5 bis 10 % (im Vergleich zu Flachbettlaser)
  • Materialeinsparung in der Serienfertigung (schon 1,5 % bedeuten etwa 450 t Stahl und 150 t Aluminium weniger pro Jahr)
  • Unkomplizierte Platinenanpassung während der Serienfertigung