TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH LEICHTER MIT LICHT. Marc Kirchhoff Branchenmanagement Automobil. Ditzingen,

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1 TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH LEICHTER MIT LICHT Marc Kirchhoff Branchenmanagement Automobil Ditzingen,

2 Unabhängiges Familienunternehmen Unsere Geschäftsführung Von links nach rechts: Dr. rer. soc. Gerhard Rübling Dr.-Ing. E.h. Peter Leibinger Dr. phil. Nicola Leibinger-Kammüller Dr.-Ing. Mathias Kammüller Dr. rer. pol. Lars Grünert Vorsitzender des Aufsichtsrats: Dr. Jürgen Hambrecht [nicht im Bild] 2

3 Unsere Meilensteine Wichtige Innovationen und Veränderungen PERSONEN 1923 Christian Trumpf beteiligt sich an der Julius Geiger GmbH 1966 Berthold Leibinger wird Geschäftsführender Gesellschafter 2005 Nicola Leibinger- Kammüller wird Vorsitzende der Geschäftsführung MASCHINEN 1957 Werkzeugmaschine mit Koordinatenführung 1968 TRUMATIC 20: Erste CNCgesteuerte Werkzeugmaschine 2012 Alle 2-D-Lasermaschinen mit CO 2 - oder Festkörperlaser LASER 1985 TLF 1000: Erster eigener CO 2 -Laser 1999 Erster TruDisk Scheibenlaser 2013 Deutscher Zukunftspreis für Ultrakurzpulslaser STRATEGIE 1963 Erste Auslandsniederlassung in der Schweiz 1998 Eigenes Lean- Managementsystem SYNCHRO 2015 AXOOM: das Betriebssystem für die Smart Factory 3

4 Globale Präsenz Geschäftsfeld Lasertechnik Weltweit nah am Kunden Entwicklungs- / Produktionsstandorte Anwendungslabore Vertriebs- und Servicestandorte Vertriebspartner 4

5 Laseranwendungen Breites Einsatzspektrum: Die Anwendungsmöglichkeiten unserer Laser Schneiden Schweißen Löten Bohren / Abtragen Mikrobearbeitung Gravieren / Markieren Kunststoff- und Glasbearbeitung 3D-Druck EUV- Lithographie Wissenschaftl. Anwendungen 5

6 Lightweight Design made by laser Leichtbaulösungen mit Laserlicht flanschloses Design Funktionsintegration Fügen von Kunststoff Fügen von Metall und Kunststoff Laserbearbeitung von FVK Fügen von Stahl und Aluminium 6

7 Project StreetScooter GmbH, Aachen Beispiel für die flexible Produktion Deutsche Post ist OEM Spin-Off der RWTH aktuell Kleinserienfertigung (10 Cars/day) bisheriges Design ausgelegt für das Widerstandspunktschweißen der Unterboden ist das Erste Teil, das als flanschloses Bauteil umkonstruiert wurde flanschloses Design: weniger Gewicht, weniger Prozessschritte, höhere Flexibilität 7

8 Projekt StreetScooter New Underbody einfache Steckverbindungen vereinfachte Spannvorrichtung vollständige Neukonstruktion des Unterbodens 8

9 Laserbearbeitung von faserverstärkten Werkstoffen 9

10 Hybrider Lösung als Schlüssel zum wirtschaftlichen Leichtbau Das richtige Material mit der richtigen Technologie an der richtigen Stelle 10

11 Hybrider Ansatz Laser Metal Deposition Laser Metal Deposition Laser Metal Fusion Laser welding Laser cutting 11

12 Hybrider Lösung als Schlüssel zum wirtschaftlichen Leichtbau Das richtige Material mit der richtigen Technologie an der richtigen Stelle 12

13 formschlüssiges Fügen Metall-Kunststoff Anbindung Stahl-Kunststoff durch Laser; Verschleißschutz durch Laserhärten 13

14 Fügen Strukturieren Innovativer Leichtbau Fügen von Hybridmaterialien Schmelze polished cut image Energie Technologie Fügen von Metall und thermoplastischen Kunststoffen Strukturieren des Metalls als grundlegende Idee Fügen durch lokales Erwärmen der Fügezone Polymer Metall Ergebnisse: Versagen im Grundmaterial Fügedruck Einsatz auch mit faserverstärkten Kunststoffen möglich Hybride formschlüssige Verbindungen durch Lasertechnik lokale Verstärkung metallischer Bauteile (Festigkeit und/oder Akkustik) Anbindung metallischer Bauteile an FVK- Strukturen 14

15 Fügen von Metall und Kunststoff 15

16 Additive Manufacturing (AM) Was beinhaltet additive Fertigung bei TRUMPF? LMF (Laser Metal Fusion) Pulverbettbasiertes Laserschmelzen LMD (Laser Metal Deposition) Laserauftragsschweißen 16

17 Zeit (Min) Additive Fertigung mittels Laser: Beispiel Turbinenschaufel mittels LMF* und LMD** (Fraunhofer IPK, Berlin) s LMD LMF LMF LMD Nur LMF LMF und LMD LMF*: Laser Metal Fusion LMD**: Laser Metal Deposition Turbinenschaufel, mittels LMF und LMD generiert. Inconel-718 als Zusatzwerkstoff LMD Prozesszeit ca. 14 h, wenn nur LMF eingesetzt wird LMF 8,5 Stunden durch Einsatz vom LMD gespart Schliffbild: Verbindung zwischen LMF- und LMD-Bereichen Quelle: Fraunhofer IPK (Berlin) 17

18 Hybrider Lösung als Schlüssel zum wirtschaftlichen Leichtbau Das richtige Material mit der richtigen Technologie an der richtigen Stelle 18

19 LMF für feine Strukturen 19

20 LMF Technologie Wie funktioniert LMF? 1. Pulverauftrag im Bauzylinder 2. Laser Belichtung Vorratszylinder Bauzylinder Überlaufbehälter 3. Rückkehr des Beschichters 4. Fertiges 3D Bauteil Vorratszylinder Bauzylinder Überlaufbehälter 20

21 LMF Produkte Welche Maschinen gibt es? TruPrint 1000 TruPrint 3000 eingeführt November 2015 verfügbar ab Q

22 Hybrider Lösung als Schlüssel zum wirtschaftlichen Leichtbau Das richtige Material mit der richtigen Technologie an der richtigen Stelle 22

23 Laserauftragschweißen Prozessbeschreibung Laser Metal Deposition Prozessbeschreibung Mittels Laser wird ein Schmelzbald auf der Oberfläche eines Bauteils erzeugt Möglichkeiten Volumina können auf vorhandenen Oberflächen aufgetragen werden + In das Schmelzbald wird ein Zusatzwerkstoff kontinuierlich eingebracht und aufgeschmolzen Aufbauraten > 500 cm 3 /h erzielbar Kombination von Materialien 23

24 Aufbau von Volumina und Schichtsystemen auf Grundkörper Anpassung von bestehenden Bauteilen Einsatz vom LMD bietet folgende Möglichkeiten: Grundkörper/Basisdesign kann durch konventionelle Fertigungsverfahren (Gießen, Formen, Schmieden u. a.) hergestellt werden. Nur ein Werkzeug (z. B. Umformwerkzeug) wird für den Grundkörper/Basisdesign benötigt Aufbau von definierten Strukturen/Verstärkungen mittels LMD Erhöhte Flexibilität bzgl. Abmessungen, Geometrie, Positionierung der generierten Strukturen/Verstärkungen Material wird aufgebracht, dort wo es nötig ist: Gewichtseinsparung 24

25 LMD zur lokalen Verstärkung 25

26 Laser Metal Deposition als Additive Manufacturing Technologie Generieren von Konturen/Flächen - Beispielkontur Legierung: INCONEL 718 Prozesszeit: Laserleistung: ca. 1,5 h W Spotdurchmesser: 3,0 mm 26

27 Laser Metal Deposition als Additive Manufacturing Technologie 64-fache Geschwindigkeit 27

28 Aufbau des Rings auf dem Halbzeug Rohr 28

29 Leichtbaudesign made by laser Flanschloser Entwurf basiert auf Lasertechnologie Funktionsleichtbau Fügen von Kunststoffen Fügen von Metall- und Kunststoff Laserbearbeitung von faserverstärkten Kunststoffen Fügen von Aluminium und Stahl 29

30 TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH ANSPRECHPARTNER Marc Kirchhoff Branchenmanagement Automobil