Stahl Hart Im umgang mit höchstfesten Stählen ist Licht das schärfste Werkzeug Seite 10

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1 01:07 W W W.TRUMPF-L ASER.COM Abheben! Scheibenlaser für die Luft- und Raumfahrt Lehrstunde Jedem Knochen seine Nummer Stahl Hart Im umgang mit höchstfesten Stählen ist Licht das schärfste Werkzeug Seite 10

2 Herausgeber TRUMPF GmbH + Co. KG, Johann-Maus-Straße 2, Ditzingen, Germany, V.i.s.d.p. Jens Bleher Chefredaktion Sven Ederer, Telefon +49 (0) , sven.ederer@de.trumpf-laser.com Vertrieb Telefax +49 (0) , Telefon +49 (0) , laser-community@trumpf-laser.com Beratung Helmut Ortner, Dr. Eckhard Meiners Redaktion pr+co. gmbh, Stuttgart, Norbert Hiller, Martin Reinhardt, Nadine Leimbrink Autoren Axel Bange, Sven Ederer, Nadine Leimbrink, Bernd Maier, Todd Rosenthal, Stefan Schanz, Michael Vogel, Jürgen Warmbold Gestaltung und Produktion pr+co. gmbh, Stuttgart, Gernot Walter, Markus Weißenhorn, Martin Reinhardt Fotografie Steve Adams, KD Busch, Udo Loster, Markus Mertmann, Conny Tüch; Reproduktion Reprotechnik Herzog GmbH, Stuttgart Herstellung frechdruck GmbH, Stuttgart 01:2007 impressum Titelfoto: Corbis, Rückseite: KD Busch

3 Editorial Eines der größten Hemmnisse für den Einsatz von Lasern in der Produktion ist die mangelnde Vorkenntnis. In vielen Unternehmen fehlen die Fachleute, um das Potenzial der Lasertechnik zu erkennen und sie daher einzusetzen. Die Situation ist paradox. Auf der einen Seite ist der Laser ein etabliertes Werkzeug und immer mehr Institute weltweit forschen auf dem Gebiet der Laserstrahlquellen und deren Anwendung. Auf der anderen Seite fehlt diese Technologie in den meisten Lehrplänen und gehört nicht zur Standardausbildung von Ingenieuren und anderen Fachleuten. Aufbau einer globalen Allianz für Forschung und Bildung zwischen Wissenschaft und Industrie auf verschiedenen Kontinenten, um Studenten praktische Erfahrung in globaler Zusammenarbeit und Fertigungstechnik zu vermitteln, so lautet eines der Ziele der Global Alliance for Research and Education in Laser Aided Manufacturing (GARELAM). Für dieses Vorhaben, zusammen mit Plänen zur Initiierung einer globalen Plattform Fertigungstechnik für die Ingenieurausbildung und der Erstellung von Lehrplanangeboten mit internationalen Praktika, möchten die Teilnehmer weltweit Regierungsstellen als Unterstützung gewinnen. Für unsere Branche ist es wichtig, dass diese Initiativen Erfolg haben. Jede Initiative ist willkommen! Eine Stärkung der Photonik, dazu zählt die Lasertechnik, verfolgt auch die Technologieplattform Photonics 21 in der Europäischen Union. Hier stimmen Industrie und Wissenschaft europaweit ihre Forschungsaktivitäten für optische Technologien ab und geben der Politik Empfehlungen für die Verwendung europäischer Forschungsgelder. Nur durch diese Bündelung gelingt es, Gehör zu finden. Immerhin, der Anschluss der Industrial Laser Group an die Society of Manufacturing Engineers in den USA und die Gründung der Sektion Promozione in der Associazione Italiana di Tecnologia Meccanica in Italien zeigen, dass die Vernetzung von Laser und Fertigung international auf personeller Ebene voranschreitet. Es ist richtig und wichtig, dass sich die industrielle Lasertechnik zu einer konventionellen Technik entwickelt. Jede Initiative auf diesem Weg ist willkommen. pet e r l e i bi nger Geschäftsführender Gesellschafter der TRUMPF Gruppe, Vorsitzender des Geschäftsbereichs Lasertechnik / Elektronik Peter.Leibinger@de.trumpf.com

4 01: 2007 Foto: Stahl-Werk ziel türkei wer - was - wo 15 statement höchstfeste stähle 10 laser-vorbild Community Thema Statement Laser und Leute im Überblick Seite 06 Warum in der Türkei, Herr Isik? Seite 07 // Was GARELAM will // Comau setzt auf Remoteschweißen // Warum Tosei Electrobeam für Japan so wichtig ist // Österreichs erster 6-kW-Scheibenlaser // Dagmar Wöhrl bei Laser-Pionier Meyer Werft Seite 08 // BMW tauscht Schrauben gegen Laser // 08 netzknoten 09 Kalender 29 Menschen + Ideen 30 Marktansichten titel Härte zähmen Höchstfeste Stähle: Wie die Automobilindustrie einen Werkstoff bändigt, der seinen Namen absolut verdient hat. Seite 10 Auf der harten Tour Der Weg vom Coil bis zum tragenden Bauteil. Seite 12 Was zählt Mechanische Werkzeuge oder Laser? Wo der Laser punktet. Seite 14 In den meisten Ländern ist klar: Die Ausbildung der Ingenieure verlangt höchste Priorität. Dr. Arden L. Bement, Jr., sieht die Zukunft der Welt in den Händen von Ingenieuren. Seite 15 4

5 joining 16 technologies 24 cool tool synbone arburg prof. ursula keller 26 Report Science Menschen Programmiertes Wachstum Für Luft- und Raumfahrt sind Neuteile teuer. Das macht Reparaturschweißen für Joining Technologies attraktiv. Seite 16 Lehrstunde mit Knochenbrüchen Welcher Knochen war denn das? Laser sei Dank antworten Synbones Übungsknochen selbst. Seite 18 Solide Basis Der Ständer einer Arburg-Maschine ist ein großes Stück Stahlblech. Für dessen Fertigung suchte der Maschinenbauer eine flexible Lösung. Seite 21 Heiße Presse, kaltes Herz Wie kommen die Kühlleitungen in die Tiefziehform? Prof. Ralf Kolleck löst ein altes Problem mit einer jungen Technologie: automatisiertes Laserauftragschweißen. Seite 24 Ursi, bitte erklär uns das! Wie wird man erfolgreich?, haben wir Prof. Ursula Keller gefragt. Was sie erreicht hat, war in ihrem Leben nicht vorgesehen. Aber sie nutzte ihre Chancen. Seite 26 Fragen an Dr. Antonio Vendramini SEITE 29 NEU: Unser Titel als E-Postcard Heft weiterempfehlen : / laser-community 5

6 S P o t --- ko o P e r at i V european laser institute (eli) und laser institute of america (lia) verstärken ihre Kooperation. Nach dem Journal of Laser Application bezieht diese auch Konferenzen ein wie etwa alaw (automative laser application Workshop) ja Pa n - au S g a b e industrial laser Solutions (ils) erscheint in einer japanischen Ausgabe. Neben US- Chefredakteur, david belforte, wird Sachiya inagaki vom yano research institute als Experte für Japans Laser-Markt für ILS-Japan schreiben b ö r S e n g a n g Der Reutlinger Ma schi nenbauer manz automation hat knapp eine Million Aktien platziert. Da mit beläuft sich das Emissionsvolumen auf 18,6 Millionen Euro e f f i z i e n t Ein 5-Achsen-Lasersystem von trumpf sorgt beim britischen Luft- und Raumfahrttechnikunternehmen middleton Sheet metal co. ltd. (msm) für zusätzliche Kosteneffizienz und Qualität bei komplex geformten Werkstücken a n t r i e b Italiens Verband für industrielle Fertigungstechnik a.i.te.m hat eine Laser-Fachgruppe gegründet. Die von Prof. edoardo capello, Politecnico de milano, vorangetriebene Promozione l@ser soll Forschung und Anwendung verknüpfen Su P e r S c H u t z S c H i c H t Hauzer techno coating bietet eine Anlage mit dem Laser-Arc-Modul des dresdner fraunhofer iws an. Diese neue Technik ermöglicht es als eine der ersten, superharte amorphe Kohlenstoffschichten industriell einzusetzen a b g e l e H n t coherent inc. ist mit der Über nah me von excel technology inc. ge schei tert. Während die US-Kartellbehörde der Über nahme zustimmte, lehnt das deutsche Kar tellamt ab. Was wir brauchen, ist eine weltweite Zusammenarbeit für Lernen aus erster Hand. Der Vorsitzende der garelam prof. Jyoti mazumder Globale Allianz GARELAM verbindet weltweit Lehre und Praxis in der Lasertechnik Auf der ICALEO 2006 in Scottsdale, Arizona, stellte sich die neu gegründete GARELAM (Globale Allianz für Forschung und Lehre in der laserunterstützten Fertigung) der Öffentlichkeit vor. Ihr Vorsitzender Professor Jyoti Mazumder von der University of Michigan präsentierte die ersten Ergebnisse der erfolgreichen internationalen Zusammenarbeit. Gegründet im Juli 2006, möchte GARELAM die Industrie und namhafte Universitäten weltweit stärker vernetzen. Die Gründungsmitglieder beabsichtigen, Lehrpläne abzustimmen und mehr Studierenden sowie Absolventen Möglichkeiten für internationale Praktika zu eröffnen. Außerdem streben sie organisationsübergreifende Strukturen zur beständigen Weiterbildung von Mitar beitern aus Wissenschaft und Industrie an. Remote kommt an Das Laser Remoteschweißen mit Robotern fas ziniert die Roboterhersteller zusehends: Seit kur zem bietet Comau ein neues 3D Laser schweißsystem an. Der SMART Laser besteht aus dem Ro bo terarm und einer Laserquelle dem Scheiben laser von TRUMPF etwa. Die Steuerung der ins ge samt sieben Achsen von Arm und Scan neroptik ist voll integriert und über ein Hand program mier gerät bedienbar. Mit seiner einfachen Archi tektur lässt es sich problemlos in komplet te Roh bau anlagen integrieren und in Laser Netzwerk Konfigurationen mit Multiplexing einbeziehen. Die Laseroptik hat einen Arbeitsabstand von 750 bis Millimetern und setzt den Strahl in 0,1 Sekunden von Schweißnaht zu Schweißnaht um. Der Laserstrahl hüpft von Schweißnaht zu Schweiß naht, der Arm führt nach. So senkt Comaus SMART Laser zum Beispiel Taktzeiten. 6

7 CommuniTy Abbildungen: B. & H. ISIK GbR, Comau S.p.A., Corbis, JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbh, LIA Laser Institute of America, Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie Japan Die Türkei hat den Laser für sich entdeckt Bektas Isik ist in Deutschland erfolgreich mit Reparatur schweißen. Jetzt will er in die Türkei wir wollten wissen, warum. Sie bauen ein Laser-Geschäft für das Auftragschweißen mit gepulsten Festkörper lasern in der Türkei auf. Ist das Heimweh oder der Riecher für einen lukrativen Markt? Die Türkei ist bisher ein Nischenmarkt für Laser Anwendungen im Bereich Auftragschweißen. Hier steckt großes Potenzial. Doch ehrlich gesagt: Heimweh spielt natürlich auch eine große Rolle. Ist der türkische Markt reif für diese Laser-Anwendungen? Die Türkei hat den Laser für sich entdeckt. Die Nachfrage steigt konti nuierlich und es gibt immer mehr Anbieter. Wir sind davon überzeugt, dass unser Geschäftsmodell auch dort erfolgreich sein wird. Nicht zuletzt, weil wir uns mit unserer Lasertechnik von den türkischen Konkurrenten unterscheiden. Welche Marktchancen sehen Sie in der Türkei? In Deutschland haben wir jahrelang positive Erfahrungen mit dem Reparaturschweißen im Bereich Werkzeug und Formenbau gesammelt. In Zukunft konzentrieren wir uns auch auf andere Branchen. Die Wirtschaft in der Türkei wächst. Immer neue Industrien entstehen. Der Markt bietet uns gute Chancen, uns ein großes Stück von diesem Kuchen abzuschneiden. Ansprechpartner: B. & H. ISIK GbR, Bektas Isik, Telefon: +49 (0) , Die Türkei als neuer Markt für Laser- Anwendungen? Der Unternehmer Bektas Isik ist davon überzeugt. 300 Unternehmen, die Japans Zukunft bestimmen. Liste mit Zukunft An Tosei Electrobeam hängt die wirtschaftliche Zukunft Japans. Davon ist zumindest der japanische Minister für Wirtschaft, Handel und Industrie, Toshihiro Nikai, überzeugt: Japans größter Laser Job Shop ist eines von 300 ausgewählten mittelständischen Unternehmen, die das Ministerium jetzt in der Liste Japan s Dynamic Monodzukuri (Manufacturing) Small and Medium Enterprises vorgestellt hat. Japans internationale Wettbewerbsfähigkeit werde hauptsächlich von diesen Firmen getragen, heißt es dort. Ausgewählt hat das Wirtschaftsministerium die Unternehmen nach Kriterien wie ihrem technischen Potenzial oder dem Einfluss ihrer Technologie auf das tägliche Leben. Steiermarks Forschungslandesrätin Kristina Edlinger- Ploder erhielt von den Institutsleitern Elmar Brandstätter und Prof. Dr. Reinhold Ebner ein gelasertes Wappen. 6 kw für Joanneum Am Laserzentrum Leoben installierte Joanneum Research als erstes Unternehmen Österreichs einen 6 kw Scheibenlaser. Die leistungsstarke Anlage dient der Entwicklung industrieller Prozesse beim Fügen, Legieren und Auftragschweißen. Im Mittelpunkt steht dabei die Weiterentwicklung des sogenannten Scannerschweißens. Bei diesem Verfahren lenken Spiegel den Lichtstrahl über das Werkstück und senken so die Positionierzeiten. 7

8 CommuniTy n e t z k n o t e n joining and Welding research institute, osaka university Eines der heute weltweit führenden Forschungszentren für Fügetech nolo gien wurde 1969 als Welding Research Laboratory an der Universität Osaka in Japan gegründet. Anlass war eine Empfeh lung des für die technologische Entwicklung der Nation verantwortlichen Ja panischen Wissenschaftsrats: die für die industrielle Fertigung zentrale Schweißtechnik sys tematisch voran zutreiben. Der Anspruch des Instituts, Japan eine führende Rolle in der wissenschaftlichen und technischen Entwicklung zu sichern, erstreckt sich auch auf die Lasertechnik. Der kürzlich verstorbene Schawlow-Preisträger Professor Akira Matsunawa war einer der weltweit an erkannten Laserschweiß-Spezialisten. Insbesondere das 2003 gegründete Smart Processing Research Center er kun det extreme künf tige Anwendungen wie Schweißen ultradünner Platinen oder Materialbearbeitung mit ultrakurzen Laserpulsen. Dabei sollen sich die parallelen For schungen der verschiedenen Abteilungen an Werkstoffen, Verfahren und Energiequellen gegenseitig hochschrauben. Quantensprünge licht verbindet Mit dem ersten lasergeschweißten Tailored Blank von Thyssen Krupp begann eine der weltweit erfolgreichsten Laserapplikationen Schluss mit Schrauben TRuMPF Co ² -Laser schweißt Achsausgleichsgetriebe bei BMW BMW-Zentrale in München: Das Unternehmen sucht und findet immer neue Einsatzmöglichkeiten für das Laserschweißen. Laser-Vorbild Dagmar Wöhrl besichtigt Meyer Werft Auf Stippvisite an der Ems: Am 5. Februar besuchte die Koordinatorin der Bundesregierung für die Mariti me Wirtschaft, Dagmar Wöhrl, die Meyer Werft. Das Vorzeigeunternehmen ist eine der modernsten Werften der Welt und baut vor allem Kreuzfahrtschiffe für Reedereien weltweit. Seit 13 Jahren übernehmen die Papenburger Schiffbauer eine Vorreiterrolle bei der Verwendung von Lasertechnologie. Die Werft hält dabei einen Rekord: Von insgesamt 850 Kilometer Schweißnähten der im November 2006 fertiggestellten Norwegian Pearl messen die Lasernähte rund 450 Kilometer geschweißt von vier Laseranlagen mit 12 kw CO₂ Lasern. Aktuell testet die Werft den neuesten von TRUMPF in Schramberg entwick el ten Scheibenlaser: der weltweit erste mit 8 kw Laser Leistung und einer BMW hat ein neues Powertrain System von TRUMPF in Betrieb genommen. Seitdem werden Ausgleichsgetriebe eine Guss Stahl Verbindung für verschiedene Typen per Laser geschweißt. Betroffen sind beispielsweise die höher motorisierten Fahrzeuge der 3er Baureihe. Die Vorteile im Automobilbau: Der Wegfall der bis her üblichen Schraubverbindungen spart nicht nur Kosten, er senkt außerdem das Getriebegewicht und führt zu ge ringeren Einbaumaßen. Und: die mit dem Laser geschweißten Verbindungen übertragen höhere Drehmomente. Das macht die Autos dynamischer und in Extremsituationen belastbarer. Ansprechpartner: TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH, Jürgen Metzger, Telefon: +49 (0) , juergen.metzger@de.trumpf-laser.com Maritime Koordinatorin Dagmar Wöhrl lässt sich von Geschäftsführer Bernard Meyer die Meyer Werft zeigen. Verfügbarkeit von über 99,5 Prozent. Seine absolute Leistungsregelung sichert unabhängig von den Umgebungsbedingungen reproduzierbare Prozessergebnisse. 8

9 k a l e n d e r Die MD&M verbindet Lasermit Medizintechnologie. laser. World of PHotonicS china März 2007, Shanghai Messe für Optische Technologien China, Abbildungen: AlexSchelbert.de, INTERMOLD Development Association, Messe München GmbH, BMW Group, Meyer Werft GmbH, SEMI High-Tech-Medizin Dreimal jährlich findet die MD&M an verschieden en Orten in den USA statt. Händler und Hersteller medizinischer Geräte stellen dort ihre Leistungen und Fähigkeiten vor. Auf der MD&M West fragten wir Ray Regan, Vertriebsingenieur bei Innovative Laser Technologies Inc., warum sich ein Besuch lohnt: laser-industrie und md & m wo ist die Verbindung? Anbieter von Lasern, integrierten Systemen und Services finden hier Zugang zu Herstellern von Implantaten, nichtinvasiven Geräten, chirurgischen Werkzeugen und Einwegartikeln. Dies gibt ihnen Einblicke in den aktuellen und künftigen Bedarf medizinischer Ge räte herstellung. Wen können besucher der md & m treffen? Anbieter treffen hier direkt auf leitende Ingenieure und Designer und können so gleich individuelle Problemlösungen anbieten. e i n e r e i S e W e r t LASER 2007 Ein Treffen von Fachleuten und das Neueste in Sachen Laserstrahlquellen: Das bietet die LASER. World of Photonics ihren Besuchern wieder vom 18. bis 21. Juni 2007 in der Neuen Messe München. Bereits zum 18. Mal findet die Technologiemesse statt seit ihrem Start im Jahr 1973 ist sie eine der führenden Veranstaltungen für optische Technologien. Zur LASER 2005 kamen knapp 50 Prozent der Aussteller und Fachbesucher aus dem Ausland, was die Einzigartigkeit der Messe unterstreicht. INTERMOLD: Messe für Stanz- und Formfertigungstechnologie Japan, LASER. World of Photonics: Messe für optische Technologien, SEMICON West: Technologie und Werkstoffe für Halbleitertechnik, a l aw April 2007, Plymouth, MI Tagung für Laseranwendungen am Automobil, i n t e r m o l d April 2007, Tokio m ac H -t e c H Mai 2007, Budapest Internationale Fachmesse für maschinelle Fertigung und Schweißtechnik, W e l d i n g ko r e a Mai 2007, Seoul Globale Strategien für Ihre Schweißgeräte und -materialien, e u r o W e l d i n g, c a S t- e X, c H e m P l a S t, e m a Mai 2007, Nitra Internationale Maschinenbaumesse, md&m e ast Juni 2007, New York, NY Medizintechnik: Entwicklung & Fertigung, m i n at Juni 2007, Stuttgart Internationale Fachmesse für Feinwerktechnik, Ultrapräzision, Mikro- und Nanotechnologien, b l e c H e X P o & S c H W e i SS t e c Juni 2007, Stuttgart Blech trifft Business, l a S e r. Wo r l d o f P H o t o n i c S Juni 2007, München S e m i c o n W e S t Juli 2007, San Francisco, CA 9

10 Härte Der Tanz der Atome: Kühlt Stahl, wie im Stahl werk, langsam, bildet er würfel förmige Kristall gitter. Wird er dagegen abgeschreckt, springen Atome aus den Würfel flächen ins Innere und versteifen das Gitter: der Stahl wird hochfest. 10

11 THema Der Siegeszug hoch- und höchstfester Stähle im Autobau ist in aller Munde. Möglich machen es die Helden im Hintergrund: ein neuer Formhärteprozess und der Laser. zähmen Brütende Hitze wie im Stahlwerk: Der rot gelbe Stahl erinnert an fließende Lava und ist mit 900 Celsius beinahe genauso heiß wie der Schmelzfluss aus den Vulkanen. Was jetzt noch so feurig in der Presse glüht, wird später als hoch und höchstfester Stahl in Autos verbaut. Es ist ein besonderer Stahl, den Autobauer immer öfter verwenden: weil er so stabil ist und damit die Sicherheit erhöht. Weil er so leicht ist und damit den Spritverbrauch senkt. Möglich machen es neue Herstellverfahren: Ein neuer Formhärteprozess bringt den harten Stahl in Serie präzises Laserschneiden bändigt ihn. Im Vergleich zu konventionellen Stahlsorten erreichen diese Stähle eine vielfach höhere Zugfestigkeit. Daher kann die Blechdicke reduziert werden, ohne die Strukturfestigkeit zu beeinträchtigen. Zusätzliches Plus: Indem man mehrere Verstärkungsteile in einem Bauteil zusammenfasst und damit die Zahl der Komponenten einer Baugruppe verringert, sinken neben dem Gewicht auch die Fertigungskosten. Inzwischen setzen viele Automobilhersteller und zulieferer auf die festeren Stähle im Bereich der Fahrzeugstruktur. Zu den aktuellen Einsatzbeispielen zählen die Karosserien der Geländewagen Porsche Cayenne und VW Touareg, der in Großserie gefertigte Body des Volkswagen Passat und auch das schicke Cabrio Coupé Eos der Wolfsburger. Durchbruch mit Presshärten Der hohe Nutzen hoch und höchstfester Stähle fiel den Autobauern allerdings nicht in den Schoß. Vor ihrem Einsatz war die Frage der Umformung zu klären. Die Lösung brachte ein neuer Formhärteprozess: die Warmumformung mit Aushärtung in der Presse. Die in diesem Verfahren hergestellten Teile aus hoch und höchstfestem Stahl werden vor dem Formen auf eine Temperatur von über 900 Celsius erhitzt und unmittelbar danach in eine Tiefziehpresse 11

12 Blick in die Tiefziehpresse (oben): Sie formt den 900 Celsius heißen Stahl um und entzieht ihm schlagartig die Wärme. Weil Verfahren und Verarbeitung aufwendig sind, werden hochfeste Stähle bislang eher dosiert und an konstruktiv neuralgischen Stellen verbaut (unten und rechte Seite). gelegt. Das wassergekühlte Werkzeug der Presse bleibt nach dem Umformen so lange geschlossen, bis das Bauteil geregelt auf etwa 170 Celsius abgekühlt ist. Da dieser Prozess äußerst schnell abläuft, entsteht eine martensitische Materialstruktur. Das heißt, die Zugfestigkeit des Stahls wird deutlich erhöht. Wenige Jahre ist es her, dass dieses Verfahren die Automobilproduktion revolutionierte. Ein wichtiger Pionier war Volkswagen. Wir waren einer der Vorreiter bei der Verwendung höchstfester Stähle und der erste Automobilhersteller, der formgehärtete Teile in diesem Umfang selbst fertigt, erläutert Ulrich Schlennstedt, verantwortlicher Planer im Volkswagen-Presswerk Kassel begann ein engagiertes Projektteam in Kassel mit der Installation von sechs Warmumformlinien, bestehend aus Pressen, Rollenherdöfen und Robotern. Mit dem Modellanlauf des Passat im Herbst 2004 fiel dann der Startschuss für die Serienproduktion von fast einem Dutzend warm umgeformter Bauteile pro Fahrzeug. Dazu gehören höchstfeste Strukturteile der Fahrgastzelle wie die B-Säule, der Tunnel sowie der Hockeyschläger, wie die Seitenwand innen oben werksintern genannt wird. Die tägliche Fertigungsmenge entspricht dem Teilebedarf für rund Passat (Limousine und Variant). Adressaten der Bleche sind die Montagestandorte Emden und Mosel in Sachsen. Die Kasseler sind stolz auf die Warmumformlinien, auch wenn sie nur einen geringen Teil der Gesamtproduktion ausmachen insgesamt verarbeitet das Presswerk in Kassel circa Tonnen Stahlblech am Tag für verschiedenste VW Modelle. Der Zeitplan war straff. Dennoch: Der Mannschaft gelang es nicht nur, die gesamten Anlagen pünktlich aufzubauen elf Monate nach Projektstart verließ das erste Teil die Formhärteanlagen. Und auch die Serienproduktion mit 15 Schichten pro Woche verlief bisher ohne Probleme. Verschleißfreier Beschnitt mit Laser Doch die Warmumformung war nur der erste Schritt zur Lösung. Als weitere Klippe musste der hohe Werkzeugverschleiß beim Beschnitt nach der Umformung umschifft werden. Denn die Beschnittwerkzeuge sind den ausgehärteten Blechen nicht immer gewachsen. Vor allem bei engen Konturen und Schnitten kommt das mechanische Beschneiden nicht in Frage. Im VW- Auf der harten Tour Hoch- oder höchstfest wird der Stahl erst bei der Verarbeitung: Der weiche Stahl wird in Coils angeliefert (1) und zu Platinen geschnitten (2). Ein Ofen erhitzt diese auf 900 Celsius (3). Damit der Stahl die Temperatur hält, kommt es auf dem Weg zur Presse auf jede Sekunde an (4). Die Umformpresse kühlt das Bauteil schlagartig auf 170 Celsius herunter (5), das Kristallgitter springt um. Ab jetzt ist das Werkstück höchstfest und die mechanische Bearbeitung eine Herausforderung. Der Laser (6) ist deshalb von hier an ein ideales Werkzeug (siehe nächste Seite)

13 Thema VW gehört zu den Vorreitern bei höchstfesten Stählen. Also mussten die Wolfsburger sich früh den Kopf über die Verarbeitung zerbrechen. In der tragenden Struktur der Karosserie versteifen höchstfeste Stähle vor allem die Fahrgastzelle hier beim VW Passat. Werk Kassel wusste man darauf ebenfalls eine Antwort: Laserschneiden. Egal, wie fest das Material ist, der Laser schneidet immer verschleißfrei. Volkswagen investierte in Kassel bislang in 17 Laserzellen für 3D-Bearbeitung vom Typ LASERCELL Die vorerst letzte dieser Anlagen, die im Dreischichtbetrieb laufen, stellte TRUMPF im April 2005 auf. Weisen die Stähle Festigkeiten von bis zu Megapascal auf, gibt es zum Laserschneiden gegenwärtig kaum wirtschaftliche Alternativen, betont Ulrich Schlennstedt. Zumal dabei auch die Investitionen in teure Stanzund Schneidwerkzeuge sowie die zur Produktion erforderlichen Pressen entfallen. Deshalb ziehen die 3D-Laserschneidanlagen zurzeit in die Serienfertigung von Karosserieblechen ein. Bisher war hauptsächlich ihre Flexibilität gefragt, die sie in erster Linie bei Prototypen und für Kleinstserien-Fahrzeuge ausspielten. Zwar steht bei den höchstfesten Stählen der verschleißfreie Schnitt im Vordergrund, aber Schlennstedt sieht in der Flexibilität des Lasers einen erwünschten Nebeneffekt: Bauteile, die mit dem Laser geschnitten werden, können wir schnell und ohne großen Aufwand ändern. Beispielsweise, indem wir einen Schnitt verlegen oder ein zusätzliches Loch einbringen. Gute Erfahrungen mit dem Schneiden höchstfester Stähle hat auch Martinrea Fabco Hot Stampings gemacht ein Detroiter Tochterunternehmen des führenden amerikanischen Automobilzulieferers Martinrea International. Flavia DeVeny, Technik-Vorstand von Martinrea: Das Detroiter Werk schneidet mit mehreren Fünfachsanlagen Blechteile mit engen Toleranzen in gleichbleibend hoher Qualität und beliefert damit Automobilhersteller in Nordamerika. Die Anforderungen der Automobilhersteller sind bekannt. Hinsichtlich der Bauteilgenauigkeiten sind Werte zwischen minus null und drei Millimeter gefragt. Sollen die Teile nach dem Laserschneiden gefügt werden oder sind kritische Toleranzen im Hinblick auf die Gesamtmaße der Fahrzeugkarosserie zu berücksichtigen, verkleinern sich die Toleranzen auf bis zu plusminus 0,4 Millimeter. Die hohe Genauigkeit eignet sich hervorragend für das anschließende Fügen mit Lasern. Und das bietet bei < 900 C 170 C Illustration: Gernot Walter 13

14 Thema höchstfesten Stählen, metallurgisch betrachtet, ebenfalls Vorteile. Wichtig: Schneidgeschwindigkeit und Laserleistung müssen der Art und Dicke des jeweiligen Materials angepasst werden. Andernfalls ist mit Rauheit, Gratbildung oder Einbränden zu rechnen. Oder damit, dass das Material gar nicht getrennt wird. Hier helfen Technologiedaten der Maschinen und das Wissen der Applikationsspezialisten von TRUMPF. Wo gehärteter Stahl auf höchstfesten Stahl trifft, ist der Werkzeugverschleiß extrem hoch. Nicht so beim Laserschneiden. Wettstreit der Technologien Trotz der vielen Vorteile ist auch die Lasertechnik unter Druck. Der Markt will kürzere Bearbeitungszeiten, damit weniger Anlagen nötig sind. Der Schlüssel zum Erfolg: Prozesse optimieren und die Anlagen weiterentwickeln. Exemplarisch hierfür steht die Zykluszeit der B-Säule des Passat. Die Spezialisten von TRUMPF und VW konnten hier die Schneidzeiten erheblich verbessern. Dabei bieten die neue Prozesstechnik des 3D-Hochgeschwindigkeits-Laserschneidens mit Plasma und die größere Dynamik der neuen TRUMPF Laserzellen der TruLaser Cell Serie 7000 die Basis für noch schnellere Bearbeitung. Durch den Erfolg der Kasseler macht der Einsatz von Laseranlagen in Presswerken Schule. Die Zufriedenheit von Volkswagen schwappte auch auf Audi über. Das Unternehmen investierte in Ingolstadt für die nächste Generation des Audi A4 in die neuen TRUMPF Anlagen für hochfeste Bauteile. Aber auch die Hersteller mechanischer Werkzeuge ruhen nicht. Folglich können sich die Verarbeiter höchstfester Stähle auf einen weiteren spannenden Wettbewerb der Technologien freuen. Denn: Während einerseits daran gearbeitet wird, die Standzeiten der mechanischen Werkzeuge zu verlängern, steigern andererseits die Laseranlagen das Tempo und punkten durch Flexibilität. Ansprechpartner: TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH, Klaus Löffler, Telefon: +49 (0) , Was zählt Geht es um höchstfeste Stähle, greift die Industrie zunehmend zum Laser. Vier Punkte sind zu beachten. Verschleiß In Anbetracht der Zugfestigkeit der Stähle achten potenzielle Anwender zunächst auf hohe Standzeiten. Die werden, im Gegensatz zu mechanischen Trennverfahren, mit dem Laser erzielt. Als optisches, berührungslos arbeitendes Werkzeug hat der Laser in dieser Frage entscheidende Vorteile. Zumal der Schmelzpunkt normaler und höchstfester Stähle fast identisch ist. Zykluszeit Ein Nachteil des Laserschneidens gegenüber stanzenden Verfahren ist die geringere Geschwindigkeit. Die lässt sich aber erhöhen. Das zeigt sich beispielhaft an den 3D-Laserbearbeitungsmaschinen der TruLaser Cell Serie 7000: prozessseitig erfolgt die Beschleunigung durch fliegendes Einstechen mit Sensorunterstützung und Hochgeschwindigkeitsschneiden mit Plasma. Systemseitig durch eine Steigerung der Maschinenleistung und durch mehr Dynamik aufgrund geringerer zu bewegender Massen. Verfügbarkeit Ein weiterer wesentlicher Faktor ist eine hohe Verfügbarkeit des Systems. Die im Einsatz tausendfach bewährten Laserschneidanlagen sind sehr zuverlässig. Allein schon deshalb, weil sie berührungslos arbeiten und daher keine großen Kräfte aufnehmen müssen. Auch die Strahlquelle selbst bietet höchste Verfügbarkeit. Ein zusätzliches Argument ist die TRUMPF Magnetkupplung zwischen der Optik und der B-C-Achse. Sie minimiert bei einer Kollision den Schaden an der Maschine und somit die Ausfallzeiten. Materialfluss Auch ein schlüssiges Materialflusskonzept ist erforderlich. Hierzu gehört insbesondere ein Rotationswechsler. Mit dessen Hilfe kann der zweiteilige Arbeitstisch der Laserzelle hauptzeitparallel von einer Position aus entladen und mit dem nächsten Bauteil bestückt werden. Das Handling am Rotationswechsler ließe sich zudem mithilfe eines Roboters automatisieren. Abbildungen: Seite Stahl-Werk; Seite Martinrea Fabco, Volkswagen AG; Seite 14 Martinrea Fabco 14

15 STATEMENT Dr. Arden L. Bement, Jr., Geschäftsführer der National Science Foundation. Zukunft braucht Ingenieure Ingenieure haben unsere heutige Gesellschaft maßgeblich mit aufgebaut. Dr. Arden L. Bement, Jr., plädiert für eine gute Ingenieurausbildung, als eine strategische Säule, auf der die Zukunft aufbaut. Bildung ist der Schlüssel zur Wettbewerbsfähigkeit im Weltmarkt gerade angesichts der großen globalen Unterschiede in Wirtschaft, Technologie und Bildungswesen. Alle Völker, unabhängig von ihrem Entwicklungsstand, haben erkannt, dass Bildung die wichtigste Ressource ist, um wettbewerbsfähig zu sein. Sie wissen, dass sie der Ausbildung im Ingenieurwesen und den Naturwissenschaften höchste Priorität einräumen müssen. Dafür gilt es, Talente zu gewinnen in allen Bevölkerungsschichten, unabhängig von Herkunft und Geschlecht. Es ist unverantwortlich, diese wertvollen Talente zu ignorieren. Ingenieure und Naturwissenschaftler waren immer bereit, Veränderungen aktiv aufzugreifen. Denn wenn sich Rahmenbedingungen verändern, müssen Wissenschaft und Forschung folgen. Genauso müssen wir alle bereit sein, demografische und kulturelle Veränderungen anzunehmen. Dies wird zu einer Frage des Überlebens aller Nationen. Die Laufzeiten von der Forschung bis zum fertigen Produkt verkürzen sich immer schneller. Dreh- und Angelpunkt dieses Prozesses ist das Leistungspotenzial der Ingenieure. Kritisch für diesen Prozess sind die effektive Aus- und Weiterbildung. Dabei müssen sich Methoden, Pädagogik und Bildungsinhalte so schnell wie der globale Kontext ändern. Denn Gegenwart und Zukunft sind und werden geprägt sein von großer Tatkraft, Dynamik und begeisterndem Engagement. Wettbewerbsfähigkeit im globalen Maßstab erfordert ein schnelles Time-to-Market. Die neue Generation von Ingenieuren muss deshalb in der Lage sein, schnell, disziplinübergreifend und umfassend über geografische, fachliche oder wirtschaftliche Grenzen hinweg zu denken. Erleichtert wird ihnen dies durch höhere Computerleistungen und schnelle Netze. Doch von jungen Ingenieuren wird darüberhinaus erwartet, bereichsübergreifend zusammenzuarbeiten, auch mit Stabstellen, Transport, Fertigung und Finanzen. Und nicht zuletzt müssen Ingenieure sowohl global als auch lokal denken können. Es mag seltsam anmuten, dass die Zusammenarbeit mit Wettbewerbern eine gewinnbringende Strate gie sein könnte. Ich glaube jedoch, dass gerade Kooperation die notwendige Voraussetzung schafft, um unterschiedliche Branchen, Disziplinen und Kulturen zu verstehen. Die jungen Ingenieure von morgen müssen sowohl in Naturwissenschaften als auch in Geisteswissenschaften gut ausgebildet sein. Denn soziale Kompetenz und das Wissen um gesellschaftliche Zusammenhänge wird in einer, in all ihrer Unterschiedlichkeit, zusammenrückenden Welt immer wichtiger. Dieses Wissen bereichert das Ingenieurwesen und ist beileibe keine Verwässerung der Kernkompetenzen. Denn junge Ingenieure brauchen diese Fähigkeiten, um umsichtige und effektive Führungskräfte in der neuen globalen Ökonomie zu werden. Ingenieure waren die Treiber der Zivilisationsentwicklung und sie werden weiterhin den besten Ideen Struktur und Form geben. Sie werden die Architekten und Erbauer des 21. Jahrhunderts sein. Wir müssen sichergehen, dass die Ingenieurausbildung junge Talente mit den nötigen Fähigkeiten und Fertigkeiten ausstattet. Diese Aufgabe obliegt nicht nur der Verantwortung von Regierungen, Universitäten oder privaten Unternehmen. Dies ist eine globale Herausforderung und Mission für alle Ingenieure für junge wie für alte. Informationen: National Science Foundation, USA, 15

16 Report Auf Wachstum programmiert Joining Technologies expandiert mit Lasertechnik, denn Scheibenlaser leisten mehr als Elektronenstrahlen. Der US-amerikanische Job-Shop erschließt sich so neue Märkte. Wir haben ambitionierte Wachstumspläne für die kommenden 12 bis 24 Monate. Es ist bald zwei Jahre her, dass Michael Francœur, Geschäftsführer von Joining Technologies, über die Zukunft seines Unternehmens laut nachdachte eines Job-Shops und Zulieferbetriebs mit Sitz in East Granby in Connecticut, USA. Zertifiziert nach ISO und AS 9100 und auf das Präzisionsschweißen von Miniatur- und Mikroteilen spezialisiert, setzte sich Joining Technologies das Ziel, mit Instandsetzungsaufträgen aus der Luft- und Raumfahrt einen neuen Markt zu erschließen. Heute sind diese Pläne in die Tat umgesetzt. Der Schlüssel zum Erfolg: die Inbetriebnahme eines Zwei-Kilowatt-Scheibenlasers im Juni 6. Wir haben den TRUMPF Scheibenlaser HLD 2 gekauft, weil wir das Neueste in der Lasertechnologie haben wollten, sagt Dave Hudson, President von Joining Technologies mit über Jahren Expertise in der Fertigungstechnik. Dieser Laser ist wie für uns gemacht. Im Werk in East Granby sind derzeit zwei Arbeitsstationen an den Scheibenlaser angebunden. Eine davon ist für Instandsetzungsaufträge aus der Luft- und Raumfahrt bestimmt. Wir nutzen den Scheibenlaser zusammen mit einem speziellen System für die drahtbasierte Oberflächenaufbereitung von Luftfahrtkomponenten, erläutert Hudson. Der Laser hat es uns ermöglicht, wie geplant in den Markt für Instandsetzungen und Reparaturen einzusteigen. Der Scheibenlaser bietet den Spezialisten von Joining Technologies ganz neue Perspektiven: 16

17 Links: Gehäuse für Druck schalter vor dem Präzisionsschweißen. Rechts: Dave Hudson, President von Joining Technologies: Der Scheiben laser erhöht unsere Kapazität für die Fein bearbeitung. Wir nutzen den neuen Scheibenlaser für die drahtbasierte Aufbereitung von Komponenten aus der Luftfahrt. Sie experimentieren mit Luftfahrtkomponenten aus Hochleistungslegierungen wie Titan, Waspaloy und Inconel. Hauptsächlich für Forschungs und Entwicklungszwecke im Auftrag von Flugzeugbauern und zulieferern wie Boing oder Pratt & Whitney hat das Unternehmen knapp 420 Quadratmeter zusätzlichen Platz geschaffen. Neue Triebwerksteile sind in der Luft und Raumfahrt extrem teuer, erläutert Hudson. Die Fluglinien bemühen sich ständig, die Kosten zu reduzieren, deshalb ist dies ein wichtiger Markt für uns. Neue Stärken für neue Märkte Ein großes Plus für Joining Technologies: Es hebt uns stark von anderen Zulieferbetrieben ab, dass wir über eine so hoch entwickelte Lasertechnologie verfügen. Der neue Scheibenlaser, der auch eine Vierachsarbeitsstation mit Laserlicht ver sorgt, ermöglicht tiefe Einschweißungen, die sonst eine Elektronenstrahl Schweißanlage erledigen müsste ein Prozess, der länger dauert und teurer ist. Mehr noch: Der Scheibenlaser ist viermal leistungsfähiger als unser stärkster gepulster Nd:YAG Laser, sagt Hudson. Wir können also tiefer einschweißen und das bei kleineren wärmebeeinflussten Zonen. Mit dem Scheibenlaser können wir also auch Laserschweißarbeiten für Medizintechnik und Sensorik durchführen, genauso wie für beliebige Branchen, die präzise Schweißarbeiten an kleinen, em pfindlichen Bauteilen durchführen. Zusammengefasst erlauben die Vorteile des Scheibenlasers, so Hudson, ein breiteres Spektrum an Aufträgen abzudecken und das sehr wettbewerbsfähig. Der Einsatz des Scheibenlasers vergrößert den Überlapp zwischen dem Elektronenstrahl und dem Laserschweißen mit gepulsten Lasern. Er erlaubt mehr Energieeffizienz, bessere Qualität und geringere Arbeitskosten. Das alles sind wichtige Bestandteile unse rer Strategie, so Hudson. Zu dieser Strategie gehören neben dem En ga ge ment für neue, aufkommende Technologien auch strategische Partnerschaften. Wir be trachten TRUMPF als wichtigen Partner, be tont Hud son. Unser Bestreben ist es, auch über bestehen de Grenzen in der Fügetechnik hinaus kre ative Lösungen zu finden. Das Engagement in der Ober flächenbe arbeitung soll ausgebaut werden und zwar mit Pulvertechnologie. Hudson: Wir hoffen, das pulverbasier te Auftragschweißen inner halb eines Jahres bei uns im Haus zu haben. Außerdem soll eine voll integrierte Roboterstation installiert und an den Schei benlaser angebunden werden. Lasertechnologie wird kontinuierlich an Bedeutung gewinnen. Wir sehen, dass der Laser immer mehr auch dort zum Einsatz kommt, wo traditionell der Platz für das Elektronenstrahlschweißen war, resümiert Hudson. Wir haben klar erkannt und bewusst entschieden: unser Ge schäft bauen wir mit der Lasertechnik weiter aus. Ansprechpartner: Dave Hudson, Tel.: , 17

18 RepoRT Lehrstunde mit Knochen brüchen Chirurgen lernen ihr Handwerk an den künstlichen Knochen der Schweizer Firma SyNBoNE. Vorher beschriftet die ARGo Werkstätte Davos die geschäumten Rohlinge mit dem Laser. Künstliche Knochen im Finishing: links die Bohrlehre für die Marknagelung, rechts die Beschriftung im VectorMark compact. Matthias Fischer von der ARGO Stiftung Bündnerische Werk stätten und Wohnheime für Behinderte hält einen Ober schenkelknochen in der Hand. Der lange Knochen hat einen sauberen Bruch kurz über dem Gelenk: Nicht nur Chirur gen benutzen Knoch en sägen wir auch, sagt er. Bloß die eingelaserte Zahl auf der Seite verrät, dass es sich nicht um einen echten Knochen handelt. Matthias Fischer: Natürlich können wir nicht für alle Frakturen in den Kunststoffknochen die Säge benutzen. Wir haben auch andere spezielle Handwerkzeuge, mit denen wir die Knochen auf jede erdenkliche Art brechen können. Knochen brechen zum Training Was brutal klingt, hat einen sehr humanen Hintergrund: Die Firma SYNBONE AG in Malans produziert und vermarktet menschliche und tierische Knochen aus Polyurethan und ist der zweitgrößte Hersteller künstlicher Knochen weltweit. Allein 2006 hat SYNBONE Knochen aus Polyurethan hergestellt, an denen Chirurgen oder Tierärzte ihr Können in der Praxis trainieren. Die wirklichkeitsgetreu angebrachten Frak turen simulieren dabei typische Verletzungen. Thomas Parkel, Geschäftsführer von SYNBONE: Wir stellen richtige Trainingsmodelle her also nur Knochen, die sich Menschen oder Tiere brechen können. Die gewünschten Frakturen an den künstlichen Knochen konfektionieren die Mitarbeiter der ARGO Werkstätte in Davos. Außerdem verputzen, entgraten, montieren und beschriften sie die geschäumten Rohlinge aus Malans in der Schweiz. Und das alles bereits seit Gründung der SYNBONE AG im Jahr Jedem Knochen seine Nummer Sehr wichtig für uns ist die Rückverfolgbarkeit unserer Knochen, sagt Thomas Parkel. Somit wissen wir bei Rückfragen immer, um welchen Knochen es sich handelt und wann er hergestellt wurde. Alle unsere Produkte sind daher beschriftet vom Fußmodell bis zum Schädel. Bis zum Frühjahr 2006 mar 18

19 Der ganze Oberschenkelknochen kurz vor dem Bruch: So sehen die markierten Polyurethan-Knochen aus, bevor sie bei ARGO mit der Knochensäge oder anderen speziellen Werkzeugen gebrochen werden. 19

20 Report Die Mitarbeiter der ARGO konfektionieren die künstlichen Brüche an den Polyurethan-Knochen sorgfältig mit Werkzeugen wie einer Säge oder auch Hammer und Meißel (links). An solchen Frakturbeispielen üben Anfänger, Bohrlöcher oder Implantate richtig zu setzen (Mitte). Ebenso wie Schädel oder Oberschenkelknochen werden sie im Modell- und Musterarchiv gelagert (rechts). Sehr wichtig für uns ist die Rückverfolgbarkeit unserer Knochen. All unsere Produkte sind daher beschriftet vom kleinen Zeh bis zum Schädel. kierte SYNBONE die Knochen selbst mit dem herkömmlichen InkJet-Verfahren. Gravierender Nachteil dieser Methode: Die Tinte verwischte oft sofort auf der Knochenoberfläche und den dort haftenden Trennmittelresten aus der Produktion. Mit diesem Problem wandte sich SYN BONE an die ARGO in Davos. Denn die Werkstätte nutzte schließlich bereits seit vier Jahren die Lasertechnik, um Metalle und verschiedene Arten von Kunststoff zu beschriften. Warum also nicht auch künstliche Knochen?, fragte sich der Leiter der ARGO Werkstätte Davos, Alfred Meier. Spezialfall Polyurethan Ganz so einfach war es dann doch nicht: Die Hitze des Laserstrahls erzeugt den Farbumschlag im Material, der als Markierung zu sehen ist. Für die Intensität des Farbumschlags ist die Leistungsdichte des Laserstrahls verantwortlich. Und die muss bei jedem Kunststoff exakt eingestellt werden. Für Polyurethan gab es bis dato noch keine individuelle Parametrisierung. Erst die Spezialisten des TRUMPF Applikationslabors in Grüsch ermittelten sie anhand einer Testmatrix. Im April 2006 war es dann soweit. Seither beschriftet neben dem VectorMark compact 3 auch ein neuer VectorMark compact 5 in einer Workstation VWS 800 die künstlichen Knochen: als Farbumschlag mit leichtem Aufschäumen völlig wischfest. Die gute Strahlqualität des Laserstrahls und die integrierte Defokussierung machen ein gleichbleibend klares Schriftbild möglich: Selbst Höhenunterschiede im Polyurethan von bis zu zwölf Millimetern gleicht der Laserstrahl so aus. Anfassen erlaubt Thomas Parkel ist zufrieden: Sogar bei unseren Topmodellen, die durch viele Hände gehen den Röhrenknochen wie Oberschenkel und Oberarm, verwischt die Beschriftung nicht mehr. Über Jahre hinweg bleibt das Schriftbild so schön wie am ersten Tag. Und zwar egal, wie viele Chirurgen, Tierärzte oder biomechanische Labore an diesen Knochen ihre Übungen durchgeführt haben. Ansprechpartner: ARGO Stiftung Bündnerische Werkstätten und Wohnheime für Behinderte, Alfred Meier, Telefon: +41 (0) , alfred.meier@ argo-gr.ch, SYNBONE AG, Thomas Parkel, Telefon: +41 (0) , thomas.parkel@synbone.ch, Lehrstunde am künstlichen Objekt Neben gesunden Knochen stellt die Firma SYNBONE auch künstliche geschädigte Knochen her, die beispielsweise Osteoporose simulieren. An ihnen können Chirurgen in der Praxis üben, welche orthopädischen Behandlungsmöglichkeiten es für die verschiedenen Frakturen und Knochenzustände gibt. Auch Tierärzte trainieren die Versorgung von Brüchen an den Polyurethan-Knochen. 20

21 Report Bei der Fertigung von Maschinenständern, der Basis aller ALLROUNDER, verlässt sich ARBURG auf die Technologie aus dem Hause TRUMPF. Solide Basis Wer sich darauf versteift, seine weltweit erfolgreichen Maschinen einzig und allein im Schwarzwald zu bauen, muss verrückt sein oder ein paar gute Gründe dafür haben. Einer ist eine neue Fertigungszelle der Extreme. Weltweit in 70 Ländern präsent, doch die Produktion sitzt ausschließlich in Loßburg. Die Seelen-Gemeinde liegt im Schwarzwald, sechs Kilometer südlich von Freudenstadt. Für den Maschinenbauer ARBURG bedeutet dieser Standort Tradition und Moderne zugleich. Der einzige ARBURG-Produktionsstandort ist und bleibt Deutschland, kennzeichnet Produktionsleiter Siegfried Finkbeiner die Vorgehensweise des baden-württembergischen Maschinenbauunternehmens. Nicht dass man sich in den vergangenen Jahren nicht anderswo umgeschaut hätte in China oder in Indien. Aber immer kam das ARBURG-Management zum selben Schluss: Lieber investieren wir in eine wirklich moderne Fabrik in Loßburg, die wir immer weiter entwickeln können, als dass wir im Ausland Kompromisse eingehen müssen. Die Frage, was ein erfolgreiches Unternehmen ausmacht, beantworten die Unternehmensleitsätze von ARBURG entsprechend mit Technologieführerschaft und Innovationsbereitschaft, nebst flexibler, kundenorientierter Organisation und motivierten Mitarbeitern. Massives Fundament Die ständige Suche nach Innovation betrifft auch die Produktion der Kunststoff-Spritzgießmaschinen ALL ROUNDER, für die der Name ARBURG seit über 50 Jahren steht. In dieser Zeit hat sich das Unter 21

22 Report Auf der neuen Anlage: Michael Lemke prüft die Lage der beiden Rohteile. Bei laufender Produktion übernimmt dies dann die Kamera. Wolfgang John, Abteilungsleiter Spanlose Fertigung (links) und Siegfried Finkbeiner, Bereichsleiter Produktion, wollen mit der neuen Technik den Standort Loßburg international konkurrenzfähig halten. Eine Kamera vermisst Größe und Verlauf des Spalts zwischen den beiden Blechen. So kann der Laserstrahl anschließend genau dieser Naht folgen. nehmen zu einem weltweit führenden Hersteller entwickelt. Die Spritzgießmaschinen von AR BURG sind lange Kolosse, die mechanisch eines gemeinsam haben: Sie ruhen auf U-förmigen, drei bis fünf Meter langen Maschinenständern, die in der Vergangenheit in einem Stück aus vier bis acht Millimeter dicken Stahlblechen gefertigt wurden. Um solche Ungetüme bearbeiten zu können, nutzte ARBURG eine TRUMPF Stanzmaschine, die aus zwei miteinander verbundenen TRUMATIC TOP 300 mit einem gemeinsamen Portallader und einer gemeinsamen Steuerung bestand. So tat diese Fertigungszelle seit 1983 ihren Dienst, sagt Siegfried Finkbeiner. Doch um die Jahrtausendwende zeichnete sich ab, dass eine neue Lösung hermusste, um diesen Teil der Produktion zu modernisieren. Denn die Bleche in den von ARBURG benötigten Größen waren Sondermaße und damit entsprechend teuer. Außerdem arbeitete die rund 20 Jahre alte Maschine für heutige Verhältnisse recht langsam, sagt Finkbeiner. Im Frühjahr 2003 fiel die Entscheidung, das altgediente TOP-300-Duo durch eine neue Systemlösung zu ersetzen. Um sich von den Sondermaßen des Materials unabhängig zu machen, sollten die Maschinenständerplatinen künftig aus zwei oder drei Blechen bestehen, die ein Laser verschweißt. Die Bleche müssen dazu an ihren Längsseiten zusammengefügt werden, wobei die Rohteile trotzdem noch eine beachtliche Größe haben. Den Auftrag konnte sich erneut TRUMPF sichern. Die neue Lösung Seit dem Spätsommer 2005 steht bei ARBURG nun die neue Fertigungszelle. Dafür werden zwei Anlagen eingesetzt: die kombinierte Stanz-Laser-Maschine TRUMA TIC 6000 LASERPRESS, eine Standard-Werkzeugmaschine in Maximalausführung mit allen Zusatzkomponenten, und eine spezielle Laseranlage zum Schweißen und Schneiden mit CO2- Laser. Auf ihr können wir Bleche mit Dimensionen von maximal 1,6 mal 4,8 Meter bearbeiten, die bis zu acht Millimeter dick sind, sagt Finkbeiner. Die größten Rohteile bringen es damit auf knapp 500 Kilogramm. Zur Anlage gehört ein Beladeportal, das die Bleche aus der Lagerkassette entnimmt und der Werkzeugmaschine auf einem fahrbaren Wa gen bereitstellt. Der TRUMPF Sheetmaster greift sich von dort die Bleche einzeln und führt sie der Kombimaschine zum Stanzen und Lasern zu. Anschließend legt er die Bleche auf einem zweiten Wagen des Beladeportals ab. Während der Sheetmaster bereits ein neues Rohblech zur TRUMATIC 6000 LASERPRESS bringt, fährt der zweite Wagen das bearbeitete Blech zur Schweißanlage. Dort kommt es auf einen verfahrbaren Spanntisch zu liegen, auf dem es automatisch ausgerichtet und magnetisch gespannt wird. Zunächst schneidet der Laser einen schmalen Längsstreifen ab, damit es eine definierte Schweißkante gibt. Das Prozedere wiederholt sich entsprechend mit dem zweiten Blech und bei Bedarf auch mit einem dritten, schließlich bestehen die Maschinenständer aus bis zu drei Teilen. Die Bleche werden nach der Vorbereitung der Kante entlang ihrer Längsseiten zusammengeführt, erläutert Finkbeiner. Eine am Bearbeitungskopf angebrachte Kamera vermisst zunächst Größe und Verlauf des Spalts zwischen den Blechen. Dies stellt sicher, dass die Bleche richtig zueinander ausgerichtet und gespannt sind. So kann der Laserstrahl dann dem Spalt 22

23 Report Vom Blitzlicht zur Spritzgiessmaschine XXL-Fügetechnik: Die Anlage schweißt acht Millimeter starke Bleche mit maximal 1,6 mal 4,8 Metern Kantenlänge und jeweils bis zu einer halben Tonne Gewicht. von maximal 0,1 Millimeter genau folgen. In einem ersten Arbeitsgang werden die Bleche zunächst geheftet, mit einer Schweißnaht von einem Millimeter Tiefe. Bei der anschließenden Tiefschweißung können sich so die Teile nicht mehr verziehen. Das eigentliche Schweißen ist der letzte Arbeitsschritt in der Fertigungszelle, erläutert Finkbeiner. Besonderer Nervenkitzel Spannend wurde die Umstellung von Alt auf Neu. Wir hatten nicht den Platz, um die neuen Maschinen aufzubauen, bevor die alten stillgelegt waren, sagt Finkbeiner. Im Spätsommer 2005 musste daher alles Hand in Hand gehen: Abbau der alten Anlage, Renovierungsarbeiten, Aufbau der neuen Anlage, Inbetriebnahme. Insgesamt hatten wir sechs Wochen Zeit, fünf haben uns letztlich gereicht. Nicht zuletzt, weil TRUMPF vorab alle Schweiß- und Schneidprozesse eingefahren hat, resümiert der Produktionsleiter. Die neue Anlage läuft nun im Dreischichtbetrieb, sieben Tage die Woche voll automatisiert. Nachts und an Wochenenden ist nur jemand zugegen, wenn es Störungen gibt. Mit ihr, so Finkbeiner, konnten wir die Durchlaufzeiten für die Maschinenständerplatine gegenüber der alten Anlage um 35 bis 40 Prozent verkürzen. Ein nicht zu unterschätzender Zeitgewinn, denn an jeder Spritzgießmaschine, die das ARBURG- Werk verlässt, ist die neue Fertigungszelle beteiligt. In der neuen Anlage spiegelt sich auch die ARBURG-Philosophie der Komplettbearbeitung wider: Statt Werkstücke zwischenzulagern, strebt der Maschinenbauer soweit möglich einen kontinuierlichen Fluss des Werkstücks an. Dadurch haben wir weniger Arbeitsgänge und weniger Liegezeiten, erklärt John. Und das verkürzt wiederum unsere Durchlaufzeiten und erhöht die Genauigkeit. Gute Voraussetzungen, um die Versprechen einer Maschine zu halten, die den Namen ARBURG trägt. Informationen: Ansprechpartner: TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH Jürgen Metzger, Telefon: +49 (0) , Das international agierende Familienunternehmen ARBURG ist Spezialist für Spritzgießmaschinen und gehört zur Weltspitze. So klangvolle Namen wie Lego, Bang & Olufsen, Playmobil und Nokia zählen zu den Kunden des Maschinenbauers, der 2005 einen konsolidierten Umsatz von 307 Millionen Euro erwirtschaftete. Begonnen hat alles 1923, als Arthur Hehl in Loßburg ein Unternehmen gründete, das 1943 in ARBURG ein Kunstwort aus Arthur und Loßburg umfirmierte. ARBURG baute damals Blitzlichtgeräte; das Kunststoffspritzgießen kam erst in den 50er-Jahren ins Spiel nahm die Firma die Serienproduktion von Spritzgießmaschinen auf und konzentrierte sich bald ausschließlich auf dieses Geschäftsfeld. ARBURG beschäftigt weltweit knapp Mitarbeiter, rund am Stammsitz in Loßburg. Das Durchschnittsalter der Belegschaft von rund 38 Jahren ist ein Beleg für das rasante Wachstum des Unternehmens die durchschnittliche Betriebszugehörigkeit von 13,3 Jahren ist ein Zeichen für die Verbundenheit der Mitarbeiter. 23