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Foto: STEFFEN MUELLER-KLENK

Laserschneiden

Highspeed mit neuer Düse

Mit einer Tru Laser 5040 fiber mit acht Kilowatt Laserleistung hat Thomas Hofele in Praxis getestet, wie gut der Schneidprozess Highspeed Eco funktioniert.

Mit dem Schneidprozess Highspeed Eco ist die ohnedies schnelle Tru Laser 5040 fiber mit acht Kilowatt Laserleistung bei der Hofele Laser-Schneidtechnik & Blechbearbeitung in Donzdorf nochmals schneller geworden. "Wahnsinn, mit welchem Tempo die schneidet", sagt Thomas Hofele beim Blick durch die Schutzscheibe in den Innenraum der Tru Laser 5040 fiber. Der Geschäftsführer der Hofele Laser-Schneidtechnik & Blechbearbeitung begeistert sich auch nach Jahrzehnten im Geschäft noch immer für die Laserschneidtechnik. Als eines der ersten Unternehmen hat er als Testkunde das neue Schneidverfahren auf seinen Maschinen eingesetzt und intensiv getestet.

Das 1970 gegründete Unternehmen ist in seiner Art typisch für einen mittelständischen Blechbearbeitungsbetrieb. Thomas Hofele hat das Unternehmen 1984 von seinem Vater übernommen und seit dieser Zeit kontinuierlich ausgebaut. Aus den ursprünglichen 250 m² Betriebsfläche sind heute 2.500 m2 geworden, und das Bearbeitungsspektrum ist deutlich vielfältiger geworden.

Mit seinen drei Trumpf-Hochleistungslaseranlagen mit Arbeitsbereichen bis 4.000 mm x 2.000 mm und Laserstrahlleistungen bis 8 kW schneidet Hofele Stahl bis 25 mm, Edelstahl bis 40 mm und Aluminium bis 25 mm Dicke. Wechselstationen sorgen für kurze Wechselzeiten und eine kostenoptimierte Bearbeitung auch bei großen Stückzahlen. Fünf CNC-gesteuerte Trumpf-Abkantpressen werden für Biegearbeiten mit Biegelängen bis 4.000 mm und Blech-dicken bis 20 mm eingesetzt. Ergänzt wird das Programm durch WIG- und MAG-Schweißtechnik sowie Maschinen zum Rollieren und Runden, Lackieren im Durchlauf oder in der Kabine, Montagen sowie zerspanende Bearbeitung.

Leistungsstarke Anlage mit 8 kW Laserleistung

Seit 1990 setzt Thomas Hofele Lasertechnik ein, die Tru Laser 5040 fiber mit 8 kW Laserleistung ist dabei seine bisher leistungsstärkste Anlage. Auf dieser Anlage hat er dann auch seit Sommer 2016 den neuen Schneidprozess Highspeed Eco getestet.

Der Kern von Highspeed Eco ist eine neue Gasführung sowie ein neues Düsendesign, kombiniert mit entsprechend angepassten Schneidparametern. „Mit der neuen Düse schneide ich bei vier Millimeter Blechdicke in Edelstahl rund 80 Prozent schneller. Das liegt zum einen an der höheren Vorschubgeschwindigkeit, die sie erlaubt, aber unter anderem auch am schnelleren Einstechprozess. Beides zusammen erhöht meinen Tafeldurchsatz teilweise um bis 50 Prozent“, erklärt Hofele und bezieht sich dabei auf den früher von ihm eingesetzten Standardschneidprozess.

Aber das ist nicht der einzige Vorteil, denn das Verfahren bringt nicht nur Geschwindigkeit, es spart auch Betriebskosten. „Die spielen heute eine sehr große Rolle. Früher hätte ich diese Teile auf einem CO2-Laser geschnitten, aber im Dünnblechbereich ist die Fiber viel schneller und verbraucht weniger Strom. Würde ich die Teile auf CO2-Basis anbieten, hätte ich auf dem Markt keine Chance.“ Neben den Energiekosten schlagen auch Aufwendungen für Schneidgas zu Buche.

Beim Schmelzschnitt wird Schneidgas benötigt, um das geschmolzene Material mit hohem Gasdruck aus der Schnittfuge zu blasen. Daher ist für Hofele das Einsparpotential durch Highspeed Eco von großem Interesse. „Bei einem Vier-Millimeter-Blech fahre ich mit der neuen Düse mit sechs Bar Gasdruck. Für die gleiche Kontur musste ich bisher 20 Bar aufwenden. Das ist schon eine Hausnummer“, sagt Thomas Hofele und ergänzt, dass er eine Tafel jetzt in nur 12 Minuten bearbeitet, was mit dem CO2-Laser noch 25 Minuten dauerte.

Gasverluste reduziert

Beim Highspeed-Eco-Prozess kommt einerseits eine Nebenstromdüse zum Einsatz und andererseits eine abdichtende Hülse. Ein Teil des Schneidgases tritt durch die Düsenmitte gemeinsam mit dem Laserstrahl aus; der Rest bildet um den Hauptstrahl herum einen Nebenstrom. Dieser konzentriert den Hauptstrahl auf den Schneidspalt. Die Schmelze wird so effektiver ausgetrieben.

Die patentierte Düse des Schneidprozesses Highspeed Eco ist zusätzlich mit einer bewegliche Hülse ausgestattet, die den Raum zwischen Blech und Düsenaustritt ummantelt. Diese Hülse führt das Gas direkt in den Schnittspalt. Sie sorgt so dafür, dass kein oder nur ein geringer Anteil des Gases seitlich abströmt. Die Hülse gleitet über die Blechoberfläche und überwindet Unebenheiten wie etwa Materialaufhäufungen, die nach dem Einstechen entstehen. Die Düse selbst hält einen Abstand von 1,5 mm zur Blechoberfläche.

Nebenstrom und Hülse sorgen dafür, dass so gut wie kein Gas seitlich abströmt, was eine Stickstoffeinsparung von durchschnittlich 70 Prozent im Vergleich zu den bisher üblichen Düsen bringt. Mit dem Design der Düse lässt sich der Vorschub beim Stickstoff-Schmelzschneiden deutlich erhöhen – und das bei gleicher Laserleistung und prozesssicher.

Quasi unter der Hand eröffnet das Verfahren weitere Vorteile. So werden beispielsweise größere Blechdicken in Baustahl in der Praxis wegen des hohen und teuren Gasverbrauchs oft mit Sauerstoff im Brennschnitt geschnitten. Den geringeren Gaskosten stehen oxidierte Schnittkanten und Kosten für eine Kantennachbearbeitung gegenüber. Mit Highspeed Eco lässt sich Baustahl mit Stickstoff deutlich wirtschaftlicher bearbeiten. Die Düse kann Baustahl mit bis zu 12 mm Dicke schneiden, Edelstahl bis 25 mm.

Zufrieden ist Thomas Hofele er auch mit der Standzeit der neuen Düse: Je nach Geometrie der Teile hält sie rund zehn Stunden problemlos durch. Dazwischen – und das ist aus Hofeles Sicht ein weiterer Vorteil – muss kein Düsenwechsel mehr stattfinden, denn die neue Düse ist für alle Blechdicken geeignet. „Wir haben einen automatischen Düsenwechsler, da fällt das nicht so ins Gewicht, aber diese Zusatzoption hat nicht jeder, der unterschiedlich dicke Bleche bearbeitet. Da kommt schon was an Nebenzeiten zusammen, die man sich mit der neuen Düse sparen kann“, erklärt er.

Da geht noch was

Hofele Laser-Schneidtechnik & Blechbearbeitung beliefert Branchen wie die Landwirtschaft, aber auch einen Automobilzulieferer und einen Hersteller für Brecheranlagen, die im Berg- und Straßenbau zum Einsatz kommen. Die einzelnen Teile werden bei Hofele kommissioniert und just-in-time in Gitterboxen in die Endmontage der Kunden geliefert. „Das ist häufig ein echter Wettlauf mit der Zeit. Deshalb bin ich auch sehr zufrieden mit der Fiber. Ihre acht Kilowatt Laserleistung bringt gemeinsam mit Highspeed Eco Schneidgeschwindigkeiten, die vor ein paar Jahren noch unvorstellbar waren“, erzählt Hofele beeindruckt.

Die Tru Laser 5040 fiber verrichtet seit Ende 2015 ihren Dienst bei Hofele. Der Highspeed-Eco-Prozess mitsamt Düsen wurde später nachgerüstet und hat auf der Maschine nochmals für einen Produktivitätsschub gesorgt. Zukünftig wird Highspeed Eco von Trumpf mit neuen Maschine ausgeliefert, und zwar zunächst sowohl für die Tru Laser 5030/5040 fiber sowie für die Tru Laser Serie 3000 FKL.

Thomas Hofele indes fragt sich angesichts der Leistungsfähigkeit seiner aktuellen Maschine, wie er die Teile wohl früher gefertigt hätte: umständlich, teuer, gar nicht? „Dann bin ich fasziniert wie damals, als ich das erste Mal mit dem Laser gearbeitet habe und begeistert darüber war, was alles noch geht.“

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