Mit Licht zur Energieeffizienz

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1 TRUMPF Sachsen GmbH Mit Licht zur Energieeffizienz Laserschneiden von Elektroblechen für energieeffiziente Elektromotoren MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ, Markus Wowtscherk, Uwe Kupferschmidt

2 Agenda 1. TRUMPF Gruppe 2. TRUMPF Sachsen GmbH 3. Energieeffizienz bei TRUMPF-Produkten 4. Energieeffizienz in der Blechbearbeitung 5. Projekt AnStrom 6. Zusammenfassung MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ, Markus Wowtscherk, Uwe Kupferschmidt

3 MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ TRUMPF GRUPPE MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ, Markus Wowtscherk, Uwe Kupferschmidt

4 TRUMPF Gruppe Über uns Wir sind eine Unternehmensgruppe mit Schwerpunkten in der Fertigungstechnik, der Lasertechnik und der Medizintechnik. Unseren Kunden bieten wir innovative Produkte von hoher Qualität. Wir sind auf allen Weltmärkten vertreten, kundennah mit 51 Tochtergesellschaften. Als Familienunternehmen und das seit 1923 ist es unser Ziel, wirtschaftlich unabhängig zu bleiben. 4

5 TRUMPF Gruppe Unternehmensleitung der TRUMPF GRUPPE Stehend Dr. phil. Nicola Leibinger- Kammüller Dr.-Ing. E.h. Peter Leibinger Dr. rer. pol. Lars Grünert Sitzend Dr.-Ing. Mathias Kammüller Harald Völker Dr. rer. soc. Gerhard Rübling Vorsitzender des Aufsichtsrats: Dr. rer. nat. Jürgen Hambrecht 5

6 TRUMPF Gruppe Weltmarkt- und Technologieführer in der Fertigungstechnik Werkzeugmaschinen Lasertechnik Elektronik Medizintechnik Werkzeugmaschinen für die flexible Blechund Rohrbearbeitung Laser für die Fertigungstechnik Stromversorgungen für Hochtechnologieprozesse Ausstattung für Operationssäle und Intensivstationen 6

7 TRUMPF Gruppe Unsere Standorte Produktionsstandort Vertrieb und Service 51 Standorte weltweit Deutschland 10 Europa 21 Amerika 7 Asien/Pazifik/Sonstige 13 7

8 Standort Neukirch TRUMPF Sachsen GmbH MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ, Markus Wowtscherk, Uwe Kupferschmidt

9 TRUMPF Sachsen GmbH Unsere Geschichte / Meilensteine Entwicklung der ersten Laserschneidanlage Oberlausitzer Rucksack-, Gamaschen- und Pelerinen-Fabrik Max Sommer, Neukirch 1987 TruLaser 7040 fiber Weltpremiere auf der Euroblech Erster Kontakt zu TRUMPF in Ditzingen Kombinat Fortschritt Landmaschinen Zentraler Fertigungsmittelbau Umfirmierung zur TRUMPF Sachsen GmbH 1990 Gründung der Sächsischen Werkzeug u. Sondermaschinen GmbH (SWS) 2010 Dr. Harry Thonig und Roger Kluth übernehmen die Geschäftsführung 9

10 TRUMPF Sachsen GmbH Unternehmenskennzahlen Mitarbeiter (Anzahl zum ) 441 davon Entwicklung 67 davon Produktion 208 davon AZUBI/Studenten 46 Umsatz GJ 2012/13 98 Mio F+E Aufwendungen 8,6 Mio 10

11 TRUMPF Sachsen GmbH Automatisierung Flachbett- Laserschneidmaschinen Palettenwechsler LoadMaster LiftMaster LiftMaster Store LiftMaster Linear LiftMaster Compact SortMaster 11

12 TRUMPF Sachsen GmbH Automatisierung Stanz- /Kombimaschinen SheetMaster SheetMaster Compact GripMaster SortMaster Box 12

13 TRUMPF Sachsen GmbH Laserschneidmaschinen TruLaser 7025 TruLaser 7040 TruLaser 7025 fiber TruLaser 7040 fiber TruLaser

14 TRUMPF Sachsen GmbH Leistungsdaten der TruLaser 7025 max. Laserleistung TruFlow 3200/3600 TruLaser 7025 Arbeitsbereich Antriebe 2500*1250 mm Linearantriebe Maße (Länge*Breite*Höhe) 10200*8800*2860 Gewicht Nennleistung (2 Laser) Max. Achsgeschwindigkeit (achsparallel) Max. Achsgeschwindigkeit (simultan) kg KW 215 m/min. 304 m/min. 14

15 MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ Energieeffizienz bei TRUMPF-Produkten MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ, Markus Wowtscherk, Uwe Kupferschmidt

16 Energieeffizienz bei TRUMPF-Produkten Max. Materialausbeute durch optimierte Schneidstrategien Wirkungsgradsteigerung bei FKL Lasern auf bis zu 35% kein Werkzeugverschleiß Durch kleinere Düsen geringerer Verbrauch von Prozessgas Laser Standby Nutzen der prozessbedingten Abwärme Rückgewinnung von Bewegungsenergie Energiebewusste Bauteilkonstruktion Höchste Dynamik durch Bewegungseinheit aus Kohlefaser. Erhöhte Energieausbeute durch Zweikopfbetrieb 16

17 MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ Energieeffizienz in der Blechbearbeitung Laserschneiden von Elektroblechen mit der TruLaser Serie 7000 MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ, Markus Wowtscherk, Uwe Kupferschmidt

18 Laserschneiden von Elektroblechen mit der TruLaser Serie 7000 Darstellung am Praxisbeispiel Automotive Leichtbau / Tailored Blanks Start Stopp Automatik Intelligente Fahrerassistenzsysteme Hybridantriebe E-Motor mit Getriebe als Hauptantrieb Quelle: Weiterentwicklung bis hin zum Elektrofahrzeug Ins Getriebe integrierter E-Motor für Hybridfahrzeuge Quelle: 1_hybridgetriebe_zf_lg_IMG_2.jpg 18

19 Laserschneiden von Elektroblechen mit der TruLaser Serie 7000 Technologiewandel Meistern Elektro- und Hybridfahrzeuge sind vielversprechende Alternative Kernkomponenten aller Elektromotoren sind Stator- und Rotorpakete Einzelblech-Fertigung erforderlich Hybridmodul für PKW Quelle: 19

20 Grathöhe [μm] Laserschneiden von Elektroblechen mit der TruLaser Serie 7000 Grathöhe und -art 25,00 20,00 15,00 15,67 μm 10,00 11,58 μm 9,54 μm 8,71 μm 8,42 μm Laserschneiden 5,00 0,00 12 m/min 30 m/min 12 m/min 30 m/min Einzelnutschnitt Laserschneiden Druckluft Laserschneiden Stickstoff Scherschneiden Versuchsreihe Scher- Schneiden 20

21 120 µm Kreisdurchmesser [mm] 200 µm Ø580 Laserschneiden von Elektroblechen mit der TruLaser Serie 7000 Genauigkeit Nutgrund-Durchmesser 580,20 580,15 580,10 580,05 580,00 579,95 Beispielgeometrie: Ankerronde; M270-50A 579,90 579,85 579, Winkel [ ] Stickstoff 12 m/min Stickstoff 30 m/min Druckluft 12 m/min Druckluft 30 m/min Scherschneiden 21

22 Abweichung [mm] Ø700 Laserschneiden von Elektroblechen mit der TruLaser Serie 7000 Konzentrizität 0,050 Ø400 0,040 0,040 0,030 Beispielgeometrie: Ankerronde; M270-50A 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,010 0, m/min 30 m/min 12 m/min 30 m/min Einzelnutschnitt Laserschneiden Druckluft Laserschneiden Stickstoff Schershneiden Versuchsreihe 22

23 Kosten / Stück [ ] (logarithmisch) Ø700 Laserschneiden von Elektroblechen mit der TruLaser Serie 7000 Stückkostenvergleich ,00 Ø , ,00 100,00 Beispielgeometrie: Ankerronde; M270-50A 10,00 1,00 0, Stück zahl (logarithmisch) Laserschneiden Komplettschnitt Einzelnutschnitt Mischbearbeitung 23

24 Gesamt- Herstellungskosten [ ] Ø700 Laserschneiden von Elektroblechen mit der TruLaser Serie 7000 Kostenverteilung Herstellungskosten Ø Beispielgeometrie: Ankerronde; M270-50A Laserschneiden Komplettschnitt Einzelnutschnitt Mischbearbeitung Fertigungsverfahren Fertigungsmaschinenkosten Fertigungslohnkosten Werkzeugkosten Losgröße: Stück 24

25 Die TruLaser 7025 / 7040 für die wirtschaftliche Laserbearbeitung von Elektroblech Praktisch gratfreie Schnittkanten Bessere elektromagnetische Eigenschaften Hohe Konturgenauigkeit Hohe Produktivität Zweischneidkopf-Technik Kurze Reaktionszeiten Scherschneiden Laserschneiden Gestaltungsfreiheit in der Blechkonstruktion Kundenspezifische Motoren Keine klassischen Werkzeugkosten Geringe Investition 25

26 MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ Projekt AnStrom MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ, Markus Wowtscherk, Uwe Kupferschmidt

27 Projekt AnStrom AnStrom HEV AnStrom Antriebsstrangproduktion für zukünftige Mobilität: - Integrierte Prozesskette der Blechpaketherstellung 27

28 Projekt AnStrom Definition / Motivation Forschungsvorhaben erforscht flexible, automatisierte Produktionslösungen zur Herstellung der Kernkomponenten eines E-Motors. Ziele Senkung der Kosten des Gesamtsystems Erhöhung der Leistungsdichte Wirkungsgradsteigerung Qualitäts- und Zuverlässigkeitssteigerung Ansatzpunkte Aufbau serienflexibler Linien Erhöhung der Packungsdichte Einsatz dünnster Elektrobleche Toleranzmanagement E-Blechherstellung Scherschneiden - Stanzen Stanzpaketieren (Einzelpol, Segment, Ronde) Umspritzen Klebepaketieren (Einzelpol, Segment, Ronde) Laserschweißen (Einzelpol, Segment, Ronde) Wickeln Imprägnieren Montieren Laserschneiden Thermoplastpaketieren (Einzelpol, Segment, Ronde) Funktion anspritzen 28

29 Projekt AnStrom Technologiewandel Meistern Einflussnahme auf elektromagnetische Eigenschaften Maximale Flexibilität unbegrenzte Gestaltungsmöglichkeit Wirtschaftlichkeit steigt mit Komplexität der Geometrie Lohnt sich bereits bei geringen Stückzahlen Prototypenfertigung geringe Lagerhaltungskosten Minimaler Ressourceneinsatz Schneiden von schlecht stanzbaren Werkstoffen Blechstärke 0,35 mm und dünner Si-Anteil steigern 29

30 Zusammenfassung Aus energieeffizienten Laserschneidanlagen energieeffiziente Produkte MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ, Markus Wowtscherk, Uwe Kupferschmidt

31 TRUMPF Sachsen GmbH Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit MIT LICHT ZUR ENERGIEEFFIZIENZ, Markus Wowtscherk, Uwe Kupferschmidt