Auf dem diesjährigen EMO-Messestand stellt TRUMPF vor allem Beispielteile aus. Es sind Teile, die in Zusammenarbeit mit Kunden optimiert wurden und nun anschaulich die Vorteile moderner Blechbearbeitung zeigen. Denn: Viele Frästeile lassen sich auch aus Blech, Rohren oder Profilen herstellen. Und nicht nur das. Gerade der Laser kann das Fräsen und Drehen oft sehr sinnvoll ergänzen und ganz neue Bearbeitungsmöglichkeiten eröffnen. Clevere Konstruktionen sparen auf diese Weise Kosten, Gewicht oder ganze Produktionsschritte.
Schnell müssen sie sein, die Verschließer, die an den Abfüllanlagen der Krones AG die Flaschen dicht machen. Entscheidend dafür ist das Gewicht: An einen Drehteller montiert dürfen sie nicht viel wiegen, um rasch rotieren zu können. „Nur gewichtsoptimierte Anlagen arbeiten richtig schnell. Mit TRUMPF Technik haben wir das Gewicht unserer Verschließer deutlich gesenkt,“ berichtet Martina Wrede, Konstrukteurin bei Krones. Mehrere früher verwendete Fräs- und Drehteile wichen beispielsweise einem einzigen Blechteil, das lasergeschnitten und dann gebogen wird. Im Rahmen des Verbesserungsprozesses konnte die Gesamtzahl der für den Verschließer benötigten Teile um fast die Hälfte reduziert werden. Die Folge: 38 Prozent weniger Gewicht und ein deutlich geringerer Fräs- und Bohraufwand. Weil im Lebensmittelbereich aus Hygienegründen keine Spalten erlaubt sind, kommt der Laser außerdem fürs Schweißen zum Einsatz. Er schließt die Spalten mit großer Geschwindigkeit und bringt dabei kaum Verzug ins Bauteil.
Dass das Arbeiten mit Blech vergleichsweise kostengünstig ist, macht Krones sich nicht nur bei den Verschließern zunutze. Auch die seitlichen Begrenzungen, die für einen sicheren Transport der Flaschen sorgen, sind nicht mehr wie früher aus gefrästem Kunststoff, sondern aus Blech. Weil es eine Vielzahl verschiedener Flaschen und nicht weniger kundenspezifische Hallenlayouts gibt, müssen die Teile in den unterschiedlichsten Varianten gefertigt werden, und das möglichst schnell und ohne großen Programmieraufwand. Diesen Anforderungen war das Fräsen nicht gewachsen. Die lasergeschnittenen Führungsbleche haben das Rennen klar für sich entschieden.
Auch TRUMPF profitiert vom „Denken in Blech“: Beim Gehäusehalter für die TruLaser 5030 wurde aus zwei gefrästen Gleichteilen ein Blechteil, das dank seiner einfachen, aber nutzbringenden Konstruktion nicht mehr geschweißt werden muss. Es dient dazu, das Gehäuse für die Energieführungskette am Querträger zu befestigen und ist in der neuen Ausführung 85 % günstiger als zuvor.
Optimiert wurde auch der Querträger selbst. Als X-Achse der Laserflachbettmaschine trägt er die Y- und die Z-Achse und nimmt die Reaktionskräfte auf, die beim Beschleunigen der Maschine auftreten. Deshalb muss er möglichst biege- und torsionssteif sein. Denn sowohl die Steifigkeit als auch die Maßhaltigkeit des Querträgers beeinflussen letztendlich die Arbeitsgenauigkeit der Laserschneidmaschine und damit die Präzision der zu fertigenden Teile. Dank einer geschlossenen Kastenstruktur mit eingebrachten Rippen konnten nicht nur diese Anforderungen erfüllt werden, der Querträger ist zugleich auch noch deutlich leichter als zuvor. Der Laser schweißt den Kasten exakt und mit wenig Wärmeverzug. Deshalb wird das Richten und Verputzen nach dem Schweißen überflüssig, die Bearbeitungszugabe kann um 60 % reduziert werden.
Deutlich kleiner als sein gefrästes Pendant ist ein lasergeschnittener und -hartgelöteter Hydrauliksteuerblock der Voith Turbo H+L Hydraulic GmbH & Co. KG, der in der so genannten Multilayer-Technik hergestellt wurde. Die Schichten werden individuell lasergeschnitten oder gestanzt. Der daraus hartgelötete Block wird schließlich spanend endbearbeitet, um die nötigen Einbaupassungen, Anschraubflächen und Gewinde zu bekommen. Die Mehrschichtbauweise verringert nicht nur die Größe des Bauteils, sondern minimiert auch den Durchflusswiderstand des Hydrauliköls. „Die neue Konstruktion ermöglicht kompakte, durchflussoptimale hydraulische Lösungen. Die Leistung der betreffenden Maschinen stieg um 25 Prozent,“ berichtet Bert Brahmer, technischer Geschäftsführer der Voith Turbo H+L Hydraulik GmbH & Co. KG.
Und es gibt noch viele weitere Fälle, in denen Konstrukteure irgendwann bei TRUMPF Technologien angekommen und dort geblieben sind. Beispielsweise die Firma Heinz Kettler GmbH & Co. KG. Für die Herstellung von Trimmrad-Rahmen bearbeitet sie Tunnelprofile mit der 3-D-Laserschneidmaschine TruLaser Tube. Das Ergebnis sieht nicht nur gut aus, sondern spart im Vergleich zu früheren Verfahren auch noch etwa 40 % der Werkzeugkosten.
Oder die BMW Group bei der Herstellung von Achsausgleichsgetrieben. Früher wurden die Teile verschraubt, heute werden sie lasergeschweißt. Die Folge: Keine überstehenden Schrauben und Flansche mehr. Weil dank der lasergerechten Konstruktion außerdem die Einzelteile kleiner sind, lassen sich 7 % Bauraum einsparen, was bei einem Kampf um jeden Millimeter eine ganze Menge ist. Darüber hinaus ist das Differentialgetriebe leichter als zuvor – auch das ein eher unüblicher Nebeneffekt im Automobilbau, wo Gewichtsreduzierungen in der Regel Geld kosten statt welches einzusparen. Die „Alternative Blech“ hat eben viele Gesichter.
Schnell müssen sie sein, die Verschließer, die an den Abfüllanlagen der Krones AG die Flaschen dicht machen. Entscheidend dafür ist das Gewicht: An einen Drehteller montiert dürfen sie nicht viel wiegen, um rasch rotieren zu können. „Nur gewichtsoptimierte Anlagen arbeiten richtig schnell. Mit TRUMPF Technik haben wir das Gewicht unserer Verschließer deutlich gesenkt,“ berichtet Martina Wrede, Konstrukteurin bei Krones. Mehrere früher verwendete Fräs- und Drehteile wichen beispielsweise einem einzigen Blechteil, das lasergeschnitten und dann gebogen wird. Im Rahmen des Verbesserungsprozesses konnte die Gesamtzahl der für den Verschließer benötigten Teile um fast die Hälfte reduziert werden. Die Folge: 38 Prozent weniger Gewicht und ein deutlich geringerer Fräs- und Bohraufwand. Weil im Lebensmittelbereich aus Hygienegründen keine Spalten erlaubt sind, kommt der Laser außerdem fürs Schweißen zum Einsatz. Er schließt die Spalten mit großer Geschwindigkeit und bringt dabei kaum Verzug ins Bauteil.
Dass das Arbeiten mit Blech vergleichsweise kostengünstig ist, macht Krones sich nicht nur bei den Verschließern zunutze. Auch die seitlichen Begrenzungen, die für einen sicheren Transport der Flaschen sorgen, sind nicht mehr wie früher aus gefrästem Kunststoff, sondern aus Blech. Weil es eine Vielzahl verschiedener Flaschen und nicht weniger kundenspezifische Hallenlayouts gibt, müssen die Teile in den unterschiedlichsten Varianten gefertigt werden, und das möglichst schnell und ohne großen Programmieraufwand. Diesen Anforderungen war das Fräsen nicht gewachsen. Die lasergeschnittenen Führungsbleche haben das Rennen klar für sich entschieden.
Auch TRUMPF profitiert vom „Denken in Blech“: Beim Gehäusehalter für die TruLaser 5030 wurde aus zwei gefrästen Gleichteilen ein Blechteil, das dank seiner einfachen, aber nutzbringenden Konstruktion nicht mehr geschweißt werden muss. Es dient dazu, das Gehäuse für die Energieführungskette am Querträger zu befestigen und ist in der neuen Ausführung 85 % günstiger als zuvor.
Optimiert wurde auch der Querträger selbst. Als X-Achse der Laserflachbettmaschine trägt er die Y- und die Z-Achse und nimmt die Reaktionskräfte auf, die beim Beschleunigen der Maschine auftreten. Deshalb muss er möglichst biege- und torsionssteif sein. Denn sowohl die Steifigkeit als auch die Maßhaltigkeit des Querträgers beeinflussen letztendlich die Arbeitsgenauigkeit der Laserschneidmaschine und damit die Präzision der zu fertigenden Teile. Dank einer geschlossenen Kastenstruktur mit eingebrachten Rippen konnten nicht nur diese Anforderungen erfüllt werden, der Querträger ist zugleich auch noch deutlich leichter als zuvor. Der Laser schweißt den Kasten exakt und mit wenig Wärmeverzug. Deshalb wird das Richten und Verputzen nach dem Schweißen überflüssig, die Bearbeitungszugabe kann um 60 % reduziert werden.
Deutlich kleiner als sein gefrästes Pendant ist ein lasergeschnittener und -hartgelöteter Hydrauliksteuerblock der Voith Turbo H+L Hydraulic GmbH & Co. KG, der in der so genannten Multilayer-Technik hergestellt wurde. Die Schichten werden individuell lasergeschnitten oder gestanzt. Der daraus hartgelötete Block wird schließlich spanend endbearbeitet, um die nötigen Einbaupassungen, Anschraubflächen und Gewinde zu bekommen. Die Mehrschichtbauweise verringert nicht nur die Größe des Bauteils, sondern minimiert auch den Durchflusswiderstand des Hydrauliköls. „Die neue Konstruktion ermöglicht kompakte, durchflussoptimale hydraulische Lösungen. Die Leistung der betreffenden Maschinen stieg um 25 Prozent,“ berichtet Bert Brahmer, technischer Geschäftsführer der Voith Turbo H+L Hydraulik GmbH & Co. KG.
Und es gibt noch viele weitere Fälle, in denen Konstrukteure irgendwann bei TRUMPF Technologien angekommen und dort geblieben sind. Beispielsweise die Firma Heinz Kettler GmbH & Co. KG. Für die Herstellung von Trimmrad-Rahmen bearbeitet sie Tunnelprofile mit der 3-D-Laserschneidmaschine TruLaser Tube. Das Ergebnis sieht nicht nur gut aus, sondern spart im Vergleich zu früheren Verfahren auch noch etwa 40 % der Werkzeugkosten.
Oder die BMW Group bei der Herstellung von Achsausgleichsgetrieben. Früher wurden die Teile verschraubt, heute werden sie lasergeschweißt. Die Folge: Keine überstehenden Schrauben und Flansche mehr. Weil dank der lasergerechten Konstruktion außerdem die Einzelteile kleiner sind, lassen sich 7 % Bauraum einsparen, was bei einem Kampf um jeden Millimeter eine ganze Menge ist. Darüber hinaus ist das Differentialgetriebe leichter als zuvor – auch das ein eher unüblicher Nebeneffekt im Automobilbau, wo Gewichtsreduzierungen in der Regel Geld kosten statt welches einzusparen. Die „Alternative Blech“ hat eben viele Gesichter.
