Vollautomatisches Laser Blanking für Karosseriebauteile

Unter Laser Blanking versteht man das Laserschneiden direkt vom Coil. „Damit steht das Laser Blanking in direkter Konkurrenz zur Tafelverarbeitung durch Stanzanlagen“, führt Richard Bannmüller, Vorsitzender der Geschäftsführung bei Trumpf Lasertechnik, aus. Stanzanlagen hätten zwar klare Vorteile, wenn es um das Trennen bei der Herstellung von Großserien gehe. Nimmt jedoch die Variantenvielfalt zu und die Seriengröße ab, schrumpfen diese Vorteile zusehends. Der zunehmende Bedarf an Stanzwerkzeugen, häufige Werkzeugwechsel und Verschnitt dämpfen die ursprüngliche Wirtschaftlichkeit. Bei diesen Anwendungsfällen spielt hingegen die Laser Blanking-Anlage ihre Vorteile aus. Für das Laserschneiden sind weder verschiedene Werkzeuge noch Werkzeugwechsel notwendig. Änderungen an den zu produzierenden Bauteilen beziehungsweise gänzlich neue Bauteile lassen sich schnell und kostengünstig umsetzen. Zudem können die Teile effizienter aus dem Coil geschnitten werden, was den Verschnitt reduziert. Vor allem die Materialeinsparungen wirken sich auch auf die Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit der Lösung aus: „Mit der Tru Laser 8000 Coil Edition unterstützt Trumpf seine Kunden einmal mehr, den Zukunftstrend zu mehr Nachhaltigkeit in der Fertigung umzusetzen und gleichzeitig die Effizienz zu steigern. Gegenüber herkömmlichen Maschinen fürs Laserschneiden können Unternehmen mit der Lösung im Jahr knapp 1.700 Tonnen Stahl einsparen, was rund 4.000 Tonnen CO₂ und 1,6 Millionen Euro Materialkosten entspricht“, bekräftigt Bannmüller.

Die Tru Laser 8000 Coil Edition übernimmt mannlos alle Arbeitsschritte vom aufgewickelten Coil bis hin zum Abräumen und Stapeln der Schnittteile. Das bis zu 25 t schwere Coil – standardmäßig sind es 20 t – wird von der Abwickelhaspel aufgenommen. Diese transportiert das Material zur Präzisionsrichtanlage Coil Master 50, die es eben und spannungsfrei macht und so für hohe Schneidqualität sorgt. Es folgt eine Bandspeicherschleife, die als Puffer zwischen den Prozessschritten Richten und Schneiden wirkt. So werden Richtmarken am Band vermieden, die andernfalls durch „Rückstau“ entstehen könnten. Anschließend wird das Band in die Tru Laser Schneidzelle mit einem Tru Disk-Laser geführt, in der die Teile aus dem Blech geschnitten werden. „Dabei profitieren die Kunden von dem hohen Reifegrad unserer Lasertechnologie und der technischen Sicherheit“, unterstreicht Bannmüller. Das Conveyor-System übernimmt den Transport in die Zelle hinein und wieder hinaus. Auch die Entladung erfolgt automatisiert mithilfe eines vollintegrierten Roboters, der die Schneidteile sauber stapelt. Durch die Weitergabe der Daten aus der Schachtelung der Schneidteile kennt der Roboter die Position der einzelnen Teile, sodass kein Programmieraufwand entsteht. Erst danach ist wieder das Eingreifen von Menschenhand erforderlich. Parallel helfen Trennschnitte im Restgitter, die bereits in der Laserzelle angebracht werden, beim Abtransport des Schrotts. Das Restgitter zerfällt in kleine Teile, die mittels Schrottförderband einer Sammlung beziehungsweise Wiederverwertung zugeführt werden können. In einer zentralen Überwachungskabine können die Mitarbeiter den gesamten Prozess am Monitor verfolgen.

Die Tru Laser 8000 Coil Edition ist ein Kooperationsprodukt mehrerer großer Namen: Neben Trumpf waren auch Siemens und Arku beteiligt. Siemens entwickelte gemeinsam mit Trumpf die Steuerung, das Coilhandling sowie die Richteinheit stammen aus dem Hause Arku. So kommt beispielsweise die Steuerungssoftware CNC Sinumerik One zum Einsatz, welche die Erstellung von digitalen Zwillingen für virtuelle Tests möglich macht. „Durch das nahtlose Zusammenspiel von virtuellem und realem Portfolio ermöglicht die Sinumerik One Maschinenbauenden wie Trumpf eine signifikante Reduzierung der Markteinführungszeiten, und Anwendenden eine Steigerung der Maschinenperformance“, erklärt Uwe Ruttkamp, Leiter Machine Tool Systems bei Siemens.

Die Fischer Group gab die Anlage 2021 in Auftrag. Während Trumpf die Technologie zur Serienreife führte, stand der Rohrspezialist vor der Aufgabe, geeignete Räumlichkeiten bereitzustellen. Denn zusätzlich zu der Fertigungslinie mussten auch die 25t-schweren Coils und ein entsprechender Hochlastkran ein neues Zuhause finden. Hierfür wurde eigens eine neue Halle am Stammsitz in Achern, Baden-Württemberg, errichtet, die ausschließlich der Coillagerung und -verarbeitung dient. Im November/Dezember wurde die Anlage aufgebaut, im Januar liefen die ersten Bauteile vom Band. Im Februar wurde die Halle samt Laser Blanking-Linie feierlich eingeweiht. „Insgesamt haben wir acht Millionen Euro investiert“, fasst Hans-Peter Fischer die Anstrengungen zusammen.

Die Laser Blanking-Anlage der Fischer Group ist für den Dünnblechbereich ausgelegt und bearbeitet Blechdicken bis zu 6,5 mm. Es können Coils mit einer Breite von bis zu 2.150 mm aufgenommen werden. Vornehmlich wird hier Aluminium geschnitten, es ist aber auch die Verarbeitung anderer Materialien wie Stahl oder Edelstahl möglich. Deswegen wird die Fischer Group freie Kapazitäten dieser innovativen Technologie künftig auch als Service am Markt für andere Interessenten anbieten. Darüber hinaus nutzt die Anlage viele bewährte Funktionen von Trumpf. Ein Beispiel hierfür ist die „Smart Collision Prevention“, die verhindert, dass verkippte Blechteile den Laserschneidkopf beschädigen. Ebenfalls mit von der Partie ist die Software Tru Tops, die künftig in Oseon aufgeht. Sie berechnet die Eingangsdaten für vorgefertigte Zyklen oder Teileprogramme, die auf der Sinumerik ablaufen. Von der Investition erhofft sich Fischer unter anderem deutlich weniger Verschnitt. „Immerhin machen die Materialkosten fast 50 Prozent des Preises aus“, bemerkt der Geschäftsführer. Aber auch die Möglichkeit, schnell und unkompliziert Änderungen an den Bauteilen durchzuführen, zählte zu den überzeugenden Vorteilen. Darüber hinaus unterliegt die Fischer Group als Automobilzulieferer strengen Dokumentationspflichten. Hierbei unterstützt sie ebenfalls die Software Tru Tops, die eine exakte Teileverfolgung möglich macht. Und was, wenn es bei der hochautomatisierten Anlage doch einmal zu technischen Problemen kommen sollte? Dann kann Trumpf direkt eingreifen. Denn die Anlage wird – ähnlich wie bei dem kürzlich von Trumpf vorgestellten neuen Geschäftsmodell Pay Per Part – direkt vom Trumpf Remote Control Center am Standort Neukirch überwacht. Die Spezialisten dort können auf die einzelnen Stationen zugreifen und erste Maßnahmen umsetzen. Hierfür sind an Schlüsselstellen Kameras und Messinstrumente angebracht, die direkt an Neukirch „senden“. Bisher zeigt sich Fischer äußerst zufrieden mit der Investition: „Für uns ist der Einsatz einer Laser Blanking-Anlage ein Novum. Die hohe Flexibilität und Qualität der Lösung sowie die Tatsache, dass wir gegenüber den Pressen kaum noch Werkzeuge benötigen, sind für unsere Fertigung ein großer Mehrwert“, unterstreicht Hans-Peter Fischer abschließend.