Blechverarbeitung: Moderne Produktion ermöglicht intelligente Konstruktion

Neue Freiheitsgrade für Konstruktion und Fertigungsorganisation

Dipl.-Ing. Klaus Vollrath
CH-Aarwangen  

Im Bereich der Blechverarbeitung steckt noch erstaunlich viel Potenzial. Innovative, hoch automatisierte Schneid- und Schweißtechnologien mittels Laser ermöglichen im Vergleich zu konventionellen Vorgehensweisen wesentliche Vorteile. Höhere Verarbeitungsgeschwindigkeiten sind hierbei nur einer von mehreren Aspekten. Eine wichtige Rolle spielen auch neue konstruktive Freiheitsgrade z.B. durch dreidimensionale Anstellung der Schneidköpfe bei Rohrlasern, durch die präzise Nahtführung von Schweißlasern sowie aufgrund der Möglichkeit, zusätzliche Verfahrenstricks wie z.B. Falze und Sicken zu nutzen. Solche hoch automatisierten und vernetzten Systeme sowie verbesserte Software helfen darüber hinaus auch bei der Vereinfachung und Verschlankung der Fertigungsorganisation.


„Der Markt für Blechteile ist sehr breit gefächert und stellt uns vor teilweise extreme Herausforderungen“, weiß Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kaysser, geschäftsführender Gesellschafter der H.P. Kaysser GmbH + Co.KG in Leutenbach. Die Kundschaft umfasst industrielle Abnehmer aus den unterschiedlichsten Branchen wie etwa die Hersteller von Werkzeug- und Sondermaschinen, Automobilindustrie, Gebäudeausrüster oder Hersteller von Hochregallagern sowie handwerklich aufgestellte Metallbauer und ebenso Kunsthandwerker. Dementsprechend vielfältig sind auch die Anforderungen an die Komplexität sowie die Stückzahlen der zu liefernden Teile. Hier reicht die Bandbreite von einfachen Blechzuschnitten mit vielleicht dem einen oder anderen Kant- und Schweißvorgang über vom Kunden in Eigenregie erstellte Konstruktionen bzw. Baugruppen bis hin zu gemeinsam realisierten Anlagen wie Maschinengehäusen oder sogar vollständigen Aggregaten z.B. für den Straßenbau. Dies stellt höchst unterschiedliche Anforderungen an den Blechverarbeiter. Die Herausforderung besteht unter anderem darin, keines dieser Marktsegmente zu vernachlässigen, da Kunden oft die gesamte Bandbreite an Leistungen benötigen und deshalb Lieferanten bevorzugen, die alles aus einer Hand anbieten können. Zudem geht es um Abnahmemengen: Wer weniger Material durchsetzt, bekommt nicht nur schlechtere Konditionen, sondern muss aufgrund der geringeren Umschlaggeschwindigkeit auch höhere Lagerkosten in Kauf nehmen. Das zwingt zur Einschränkung des Lagerbestands, was sich wiederum nachteilig auf die Reaktionsfähigkeit bei Sonderwünschen auswirkt.

Parallele Vertriebsstrukturen

„Anspruchsvolle Projekte bedingen einen hohen personellen Aufwand in allen Bereichen – von der Beratung und partnerschaftlichen Entwicklung über die Arbeitsvorbereitung und interne Logistik bis zur Montage, der Qualitätsprüfung und der produktgerechten Verpackung“, ergänzt T. Kaysser. Das erfordert eine entsprechend leistungsfähige Infrastruktur mit hoch qualifiziertem Personal nebst einer aufwendigen und teuren Logistik und Vorratshaltung mit zehntausenden von Einzelteilen. Die Vorhaltung solcher Strukturen erfordere natürlich entsprechende kalkulatorische Zuschläge. Diese könne man jedoch nicht auf einfache Produkte wie Laserzuschnitte oder Stanz- und Biegeteile nach Zeichnung aufschlagen, weil die Wettbewerbssituation am Markt dies nicht zulasse. Stattdessen habe man konsequent auf Automatisierung bzw. Digitalisierung sowie die Entkopplung von Vertriebsstrukturen und betrieblichen Abläufen gesetzt. Unter der Marke „Laserteile4you“ eröffne man solchen Kunden die Möglichkeit, entsprechende Teile faktisch mannlos online nach Übermittlung der Zeichnung kalkulieren zu lassen und danach mit zugesichertem Liefertermin zu bestellen. Gerade für Handwerker, die oft ihre Büroarbeit erst nach Feierabend durchführen können, ist eine solche rund-um-die-Uhr-Bereitschaft natürlich ein wesentlicher Vorteil. Inzwischen bewegt sich der tägliche Auftragseingang bereits im dreistelligen Bereich. Automatisierte und vernetzte Anlagen ermöglichen einen Fertigungsdurchlauf mit lediglich minimalem personellem Aufwand.

Höchstmögliche Automatisierung und Vernetzung

„Bei unseren Produktionsabläufen setzen wir auf modernste, besonders hoch automatisierte Anlagen, die zudem untereinander vernetzt sind“, verrät T. Kaysser. Dazu gehört auch mit dem TruLaserCenter 7030 das neueste Laserschneidsystem von Trumpf. Dank seines 6-kW-Faserlasers und hoch dynamischer Achsantriebe kann dieses System Schnitte besonders schnell erzeugen. Der eigentliche „Clou“ ist jedoch ein vollautomatisches System für die gezielte Entnahme und sortierte Ablage der geschnittenen Teile. Die bisher Unumgängliche manuelle Entnahme war ein massives Handicap für die Effektivität des Laserstrahls. Im betrieblichen Einsatz lag die entsprechende „Schallgrenze“ bisher bei rund 35 %. Dank des synchron mit dem Laser arbeitenden Entnahmesystems kann dies jetzt auf Werte deutlich oberhalb 50 % gesteigert werden. Zusätzlicher erheblicher Vorteil ist die Bereitstellung der separierten Teile palettiert und in exakter Sortierung und Orientierung, so dass die Stapel direkt an Folgesysteme wie automatisierte Biegezentren übergeben werden können. Hier braucht nur der Code des Laufzettels abgelesen zu werden. Die Systeme „kennen“ dann alle wesentlichen Parameter sowie die Zahl der zu verarbeitenden Teile. Sie holen sich die benötigten Biegewerkzeuge automatisch aus einem Magazin, vereinzeln die Teile vom Stapel, erledigen alle erforderlichen Operationen und legen die Teile dann wieder in der richtigen Lage für eventuell noch folgende Bearbeitungsvorgänge oder für Qualitätskontrolle und Versand ab.

Rohrschneidlaser mit Zusatznutzen

„Weiterer Pluspunkt unserer Ausstattung sind zwei Rohrschneidanlagen neueste Generation“, freut sich T. Kaysser. Die beiden Systeme – je ein TruLaser Tube 5000 bzw. 7000 – können Material mit anspruchsvollen Geometrien bis hin zu Strangpressprofilen oder walzprofiliertem Blech mit Hüllkurven bis 250 mm Ø und in Längen von bis zu 9.000 mm verarbeiten. Dank ihrer frei schwenk-und neigbaren Laserköpfe schneiden sie selbst sehr komplexe Konturen sowie Aussparungen mit hoher Genauigkeit in Material mit Wanddicken bis zu 8 mm. Das vereinfacht und verkürzt die Prozesskette für die Herstellung von Rohrkonstruktionen in erheblichem Maße. Auch die Phasen für nachfolgende Schweißvorgänge werden mit hoher Genauigkeit erzeugt. Besonders interessant ist auch die Möglichkeit, zusammenhängende mehrteilige Rohrkonstruktionen durch Heraustrennen von Material zu realisieren. Zur Fertigstellung müssen anschließend nur noch einige Schweißnähte gesetzt werden.

Ausgefeiltes Konstruktions-Knowhow

„Den vollen Nutzen können unsere Kunden aus diesen Anlagentechnologien natürlich dann ziehen, wenn wir unser eigenes Knowhow bezüglich der neuen Möglichkeiten ständig weiterentwickeln“, sagt Dipl.-Ing. Anja Dreier, Leiterin Projekt Engineering bei Fa. Kaysser. Deshalb beschäftige man sich bei jedem neuen System intensiv mit den zusätzlichen Potenzialen der Hardware wie auch der zugehörigen Software und suche nach Möglichkeiten, hieraus neue konstruktive Ansätze abzuleiten, um Zeit und Kosten einzusparen. Dies beschränke sich nicht nur auf einzelne Anlagen, sondern beziehe auch die vorund nachgeschaltete Prozesskette ein. So könne man beispielsweise durch geschickte Platzierung von Schneid- und Biegeoperationen auf die Verwendung zusätzlicher Bauteile nebst der sonst erforderlichen zusätzlichen Arbeitsgänge verzichten. Besonders interessant sei auch die Möglichkeit des Einsatzes von Laserschweißsystemen, mit deren Hilfe man in spitzwinkligen Hohlkehlen saubere, äußerst dünne Nähte setzen oder bis zu 12 mm tief ins Material reichende Tiefschweißnähte erzeugen könne. Bei der Kundenbetreuung und dem gemeinsamen Engineering bemühe man sich, diese ebenfalls über die jeweils neuen Potenziale zu informieren, damit sie diese schon bei der Konzeption neuer Produkte berücksichtigen können.

Umfassende Zulieferer-Kompetenz im Maschinenbau

„Dank des konsequenten Ausbaus unserer Fähigkeiten im Konstruktionsbereich können wir Kunden z.B. in den Marktsegmenten Maschinenbau bzw. Sondermaschinenbau auf Wunsch mit komplett funktionsfertigen Anlagen beliefern“, erläutert A. Dreier. Dies sei aus der Fähigkeit erwachsen, selbst sehr anspruchsvolle Gestelle und Blechkonstruktionen komplett in Eigenregie zu entwickeln und zu fertigen. Schon bisher habe man diese häufig noch mit Zusatzaggregaten samt der erforderlichen Elektrik und Elektronik komplettiert. Dies komme vielen Kunden, die sich auf ihre eigenen Kernkompetenzen konzentrieren wollen, sehr entgegen. Für so manchen unter diesen erweise sich der Aufbau einer eigenen Fertigung samt der erforderlichen Logistik mit ihrer oft schwankenden Auslastung eher als Bürde denn als Ertragsbringer.

Vielfach laufe es auf ein Nullsummenspiel oder gar auf eine ständige Belastung der eigenen Margen hinaus. Deshalb habe die Option, sich auf die eigene Prozesskompetenz zu konzentrieren und hierfür extern bedarfsgerecht mehr oder weniger vollständige Anlagen entwickeln zu lassen, gerade für Start-up-Unternehmen erheblichen Charme.

Deren Interessen sind, vor allem wenn sie aus dem universitären Bereich entstanden sind, oft vor allem auf die wissenschaftlich-technologischen Aspekte ihrer Systeme ausgerichtet. Detailfragen des hierfür benötigten Maschinenbaus überlässt man deshalb gerne einem kompetenten Partner wie Fa. Kaysser.

Adresse:

H.P. Kaysser GmbH & Co. KG
Hans-Paul-Kaysser-Str. 4
D-71397 Leutenbach-Nellmersbach
T.: +49-7195-188-0
F.: +49-7195-188-30
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