2D-Laserschneidmaschine: 4 Aspekte für die Wahl eines Lasertischs

Seit einigen Jahren bevorzugen die Hersteller von Lasermaschinen den Einbau einer Faserlaserquelle in ihre Maschinen, zulasten der CO2-Quellen, um auf diese Weise dem Maschinennutzer reduzierte Betriebskosten zu bieten: kein Lasergas, niedrigere Wartungskosten usw.
Die wichtigsten Hersteller von Lasermaschinen sind sich in Bezug auf die Vorteile und die Eignung von Faserlaserquellen einig. Dieser Punkt steht daher nicht mehr zur Diskussion!

Der Schnitt mit einem Faserlaser gelingt, sowohl in Hinsicht auf die Qualität der zugeschnittenen Teile, wie auch hinsichtlich der Produktivität. Metal-Interface hat die wichtigsten Hersteller zu den Aspekten befragt, die bei der Wahl eines Lasertischs beachtet werden sollten.

Für Loïc Vicaud – Trumpf steht fest: „Heute sollte sich eine Lasermaschine auf ein Ziel ausrichten: selbständig mit möglichst wenig Intervention des Bedieners arbeiten.“

Franck Ferrari – Amada betont dabei „die Wichtigkeit die Kosten des Werkteils und / oder die Kosten des Maschinenbetriebs zu messen, um eine optimale Wahl treffen zu können.“

Hugues Cousseau – Bystronic teilt diese Einschätzung und erklärt, dass „die Wahl des Formats, der Leistung und Automatismen einer 2D-Lasermaschine nur dann möglich sind, wenn die Produktion, Volumen und gewünschte Herstellungsfristen mit der neuen Maschine bereits bekannt sind.“

Es kristallisieren sich daher 4 Aspekte heraus, die bei einer Entscheidung beachtet werden müssen: Anforderungsprofil, Produktivität der Maschine, Flexibilität und Beurteilung der Betriebskosten.

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Die Aspekte, die mit der Automatisierung in Zusammenhang stehen, sind Thema eines separaten Artikels.

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Ein Industriebetrieb, der in einer Laserschnittmaschine investieren möchte, sollte zunächst die Daten zur geplanten Produktion und den spezifischen Kontext des Unternehmens zusammentragen:

• Die zu schneidenden Materialien: Stahl, Edelstahl, Messing, Kupfer usw. wie auch besondere Referenzen, wie beispielsweise beschichtetes Material.
• Minimale und maximale Materialstärke für jedes zu bearbeitende Material, sowie deren Anteil am allgemeinen Produktionsvolumen auf der Maschine.
• Ein repräsentatives Muster der Teile (.dxf) für die Produktion, insbesondere hinsichtlich der Komplexität und der Anzahlen. Ideal in diesem Fall wäre ein vollständiger und repräsentativer Zeitraum der zu schneidenden Teile.
• Art des Starts: Größe und Wiederholung der Serien, Einzelstücke usw.
• Die Organisation des Unternehmens: Arbeit im Team 1/8, 2/8 oder 3/8.
• Der verfügbare Bereich in der Fabrik und eventuell vorhandene Einschränkungen bei der Aufstellung.

Diese ersten Daten erlauben es die Auswahl der Maschinenmodelle weiter einzuschränken, um so das auf die Anforderungen passende Modell zu finden.

In einer zweiten Etappe sind die Produktionstests, die das Industrieunternehmen durchführen muss, auswertbar im Rahmen einer detaillierten Analyse zum Return of Investment (ROI) und der Betriebskostenberechnung. Ein häufig begangener Fehler ist, eine Auswahl der Werkstücke zu treffen, die schwierig im Unternehmen herzustellen sind, ohne dabei das allgemeine Volumen der anderen zu schneidenden Werkstücke zu berücksichtigen.
 

„Eine Lasermaschine schneidet durchschnittlich nur 50% der Zeit, die sie geöffnet ist, zu. Die Schnittgeschwindigkeit ist daher ein eher unzuverlässiger Indikator, um die Produktivität eines Lasertischs zu messen.“, erklärt Pierangelo Tartaglia – Bystronic.

Ein wichtiger Aspekt für die Produktivität befindet sich am Gleichgewichtspunkt zwischen der Leistung der Maschine und ihrer Dynamik. Die Schnittzeit für ein Teil von geringer Materialstärke ist sehr kurz. Die Zeit der Bewegungen des Kopfs zwischen zwei Schnitten hat einen bedeutenden Einfluss auf die allgemeine Produktionszeit. Umgekehrt ist die Schnittzeit bei großen Materialstärken erhöht und dadurch die Zeit der Kopfbewegungen zwischen zwei Schnitten unbedeutend.

Für Jacques Betton – B-Technologie, ist klar, „dass es zwei Themen zur Leistungsanforderung an die Laserquelle gibt: Die Schnittkapazität für dicke Materialien, und vor allem eine Schnittgeschwindigkeit für Stahl, die drei- bis viermal so höher ist, wenn man Stickstoff verwendet, als bei Sauerstoff.“

Die Steuerung des Schnittkopfs ist ebenfalls wichtig, um das Eingreifen des Bedieners in Grenzen zu halten und auf diese Weise die Zeit für den Wechsel zwischen zwei Serien zu reduzieren. Die dazu zu beachtenden Parameter sind insbesondere die Größe des Strahls, die Steuerung des Brennpunkts, die Optik, die Düse usw. Die wichtigsten Hersteller bieten aus diesem Grund technische Lösungen (Standard oder in Form von Optionen), um diesem Aspekt zu entsprechen und die Operationen des Bedieners zu begrenzen:

• Automatischer Wechsel der Düse und / oder die Verwendung einer einzigen Düse für eine große Bandbreite an Materialstärken oder Materialien.

• Automatische Steuerung des Brennpunkts und der Größe des Brennstrahls.

• Automatische Anpassung der Schnittparameter im Produktionsablauf.

Die Aspekte der Flexibilität sind ebenfalls in die Überlegungen einzubeziehen.

Kurt Van Collie – LVD, meint diesbezüglich: „Es ist besonders wichtig immer mit möglichst hoher Geschwindigkeit und Qualität schneiden zu können, unabhängig vom Material oder dessen Stärke. Es ist daher von Bedeutung nicht nur die Position des Brennpunkts automatisch einstellen zu können, sondern auch den Durchmesser des Laserstrahls je nach Material / Stärke.“

Die Zugänglichkeit zur Maschine kann den Zugang zum Tisch erleichtern. Die Hersteller verfügen über unterschiedliche Lösungen für diese Problematik: Öffnung der Länge nach (y-Achse) oder in der Breite (x-Achse), oder gar auf mehreren Seiten. Hugues Cousseau – Bystronic, betont ebenfalls „die Wichtigkeit einer benutzerfreundlichen digitalen Steuerungsoberfläche. Es ist schwierig qualifizierte Bediener zu finden, daher ist die Benutzerfreundlichkeit von besonderer Bedeutung. Die Produktivität der Werkstatt hängt davon ab!“

Christophe Berquet - Prima Power, schätzt außerdem, dass „die Schnittstelle Mensch-Maschine und das einfache Ändern überaus wichtige Aspekte sind, um die Arbeit des Bedieners zu optimieren.“


Schlussendlich steht für Serge Bourdier - Salvagnini,  fest, „dass die Möglichkeit eine Produktion  unterbrechen zu können, um beispielsweise ein Blech/ eine wichtige Produktion auf der Maschine zwischenzuschieben, und anschließend einfach die unterbrochene Produktion wiederaufzunehmen, eine essentielle Funktion ist.“
 

→ Der Residualwert der Maschine

Bei der Investition in eine Laserschnittmaschine amortisiert der Betrieb häufig die Maschine in einer vorgegebenen Zeit. Doch die Maschine hat noch einen mehr oder minder hohen Wert, abhängig von Modell und Marke, nach der Amortisierung. Die Betriebskosten sollten diesen Residualwert berücksichtigen, um eine Wahl zu treffen, die mehr der Wirklichkeit entspricht.

→ Wartungskosten
Einige Hersteller bieten automatisierte Kontrollwerkzeuge, um eventuellen Pannen vorzubeugen und geben die auszuführenden Handgriffe an. Einige Wartungsvorgänge, wie das Schmieren der Motoren, können sogar automatisiert werden.

Ein weiterer, zu berücksichtigender Gesichtspunkt betrifft die Auflagepins für das Blech auf dem Lasertisch. Diese müssen besonders sauber sein, im eventuelle Schwierigkeiten beim Schneiden zu verhindern. Eine Lösung könnte sein, die Pins alle 4 bis 8 Wochen auszutauschen. Diese Operation hat den Nachteil die Maschine abstellen zu müssen und mit Kosten für die 160 bis 200 Pins einer Lasermaschine verbunden zu sein.

Emmanuel Capron - Mate Outillage, erklärt, „dass eine einfache und wirtschaftliche Lösung es sein kann, die Pins mit einem passenden tragbaren Elektrogerät zu reinigen. Indem das Gerät auf die Pins geschoben wird, werden mit Fräsen die festgeklebten Partikel zerstört und so die Pins von der Schlacke befreit.“icules collées et dégagent ainsi le peigne de ses scories. » expique Emmanuel Capron - Mate Outillage.

Instandsetzungsarbeiten erhöhen ihrerseits durch die Kosten der Ersatzteile und der Arbeitskraft (intern / extern) die Betriebskosten. Indem der Preis der wichtigsten Teile errechnet wird, wie beispielsweise eines Achsenmotors, eines Touchscreens oder des Schnittkopfs, kann das Budget für Instandsetzungsarbeiten geschätzt und die Kosten für die Wartung vorab kontrolliert werden.

→ Energiekosten

Die Faserlasertechnologie hat die Energiekosten für das Generieren des Laserstrahls drastisch reduzieren können.
Nichts desto trotz, um höhere Geschwindigkeiten erreichen zu können, werden Linearmotoren oft auf den Brücken angebracht, die dann jeweils mehrere hundert Kilo bewegen müssen. Sie sind sehr schnell, benötigen jedoch auch sehr viel Energie, insbesondere für ihre Kühlung (Kältegruppe). Einige Hersteller bieten ebenfalls gekoppelte Motoren, um das Bewegen der Brücke zu reduzieren.

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