30. JULI 2016

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Präzise dank 3D-Laser


Bildschirmträgergehäuse aus der Roboter-Laser-Schweißanlage

„Die Vorgaben für die Fertigung der neuen Generation von Bildschirmträgern konnten nur mit einem 3-D-Laser realisiert werden“, sagt Klaus Ganter, Fertigungsleiter der Michelfelder Edelstahltechnik aus Fluorn-Winzeln. Neben einer festgelegten Designlinie, die bei Edelstahlprodukten in Serie nur mittels eines Lasers maßgenau umgesetzt werden kann, waren es vor allem Kostengründe, die die Verantwortlichen von Bizerba, Balingen, veranlaßten, die aus Edelstahl bestehenden Gehäuse bei Michelfelder fertigen zu lassen.

Die von Michelfelder für Bizerba hergestellten Bildschirmträgergehäuse bilden den äußeren Rahmen für Waagen und Ettikettierbänder im Preisauszeichnungsbereich. Sie werden in kleineren Serien in einer Jahresstückzahl von 400 Teilen produziert. Entsprechend der neuen Generation von Bizerbaanlagen besteht das gesamte Gehäuse zu 100 Prozent aus Edelstahl, wodurch besondere Anforderungen an die Bearbeitung gestellt werden. So wäre die Herstellung der Teile nur mittels Tiefziehen möglich. Ein in Bezug auf die Anschaffung der Werkstücke sehr kostenintensive Fertigung. Aufgrund der relativ kleinen Stückzahl habe man deshalb bei Bizerba nach einer Fertigungsalternative gesucht, die zum einen die problemlose Umsetzung der Designlinie, zum anderen die kostengünstige Änderung des Formats ermögliche, so Klaus Ganter. Die Wahl fiel dabei auf die Michelfelder Edelstahltechnik.

Roboter-Laser-Schweißanlage für mittlere und große Serien
Seit Anfang des vergangenen Jahres wird eine Roboter-Laser-Schweißanlage bei dem Experten für Edelstahl eingesetzt. Der für den individuellen Bedarf des Unternehmens von Frieder Staier, selbstständiger Unternehmensberater für Laser Schneid- und Schweißtechnik, zusammengestellte Industrieroboter mit sechs Achsen ist mit einem Nd:YAG Festkörperlaser mit zwei Kilowatt Leistung der Trumpf Laser aus Schramberg ausgestattet. Dadurch können neben dem 2D-Laser-Schneiden auf modernen Flachbettanlagen auch 3D-Laserschneidarbeiten sowie Laserschweißarbeiten in mittleren und großen Serien ausgeführt werden.

Die bei Michelfelder gefertigten Bildschirmträgergehäuse für Bizerba bestehen aus zwei Halbschalen in einem Format von 380 Millimetern Länge, 295 Millimetern Breite und 70 Millimetern Höhe, die jeweils aus einer Platte und einem Rahmen bestehen. Das Unterteil ist mit Schraublöchern und dessen Rückseite mit einem Durchbruch von 205 Millimetern Länge und 70 Millimetern Breite versehen. Bei diesem Teil wird der Rahmen mit der Rückseitenplatte in der Roboter-Laser-Schweißanlage zusammengeschweißt.

Schritt für Schritt präzise geschweißt
Wesentlich entscheidender ist die Laser-Anlage aber für die Fertigstellung des Frontteils, die aufgrund der Kontur nur mit einem 3D-Laser möglich ist. Die Frontplatte der vorderen Halbschale weist einen Durchbruch für den Bildschirm von 260 Millimeter Länge und 200 Millimeter Breite auf. Diese Frontplatte ist zudem mit einer Designkante versehen. Der aus Vollmaterial bestehende mit abgerundeten Kanten geformte Winkel hat eine Stärke von vier Millimetern und wird an die zwei Millimeter dicke Frontplatte angeschweißt. Insgesamt drei Schritte umfaßt die Bearbeitung der Frontschale in der Roboter-Laser-Schweißanlage. Zunächst wird der Winkel mit einer Kehlnaht auf die Frontplatte geschweißt. Anschließend wird in einem zweiten Arbeitsprozeß die Kante des Winkels mit dem Laser abgebrannt. Ein solcher Kantenbruch könne in der vorgegebenen Präzision nicht manuell realisiert werden. Er werde nicht gleichmäßig genug, so Klaus Ganter. In einem dritten, abschließenden zweigeteilten Arbeitsschritt werden die Seitennaht des Rahmens sowie der Rahmen mit dem Frontteil zusammengeschweißt. Die anschließende Nachbearbeitung der Schweißnähte beschränkt sich auf das Oberflächenfinish, da diese glatt sind und keinerlei Rückstände aufweisen. Aufgrund der Kontur des gesamten Frontteils sei der Einsatz eines 3D-Lasers unverzichtbar, um ein präzises Ergebnis in der Serienproduktion zu erzielen, sagt Klaus Ganter abschließend.

Im Takt zum Oberflächenfinish
Für die einzelnen Bearbeitungsschritte im Laser werden die Teile in speziellen Spannvorrichtungen auf dem zum System gehörenden, zweiachsigen Drehkipptisch fixiert. Die Taktzeiten des Lasers vom Einlegen des Teils bis zum Einlegen des nächsten Teils liegen beim Zusammenschweißen von Winkel und Frontplatte bei vier Minuten, beim Zusammenschweißen von Rahmen und Frontplatte bei acht Minuten. Dabei werden Schweißgeschwindigkeiten von vier Metern pro Minute erreicht.

Als abschließender Arbeitsgang erfolgt das Schleifen, das sogenannte Oberflächenfinish, das manuell ausgeführt wird. Bei der Montage werden die beiden Halbschalen aneinandergesetzt und mit einer Spezialdichtung von „MigaSealtec“ verbunden.


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