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M² - Nahtführung
Willkommen zum Thementag Laserhärten Berlin, den 30. September 2014 Autor: Daniel Bästel / Scansonic MI VOM MITTELSTAND FÜR DEN MITTELSTAND M² Teil Intro Agenda des Thementages Themen Verantwortlicher Dieter Blümel, Scansonic MI GmbH Leiter Geschäftsfeldentwicklung General Industry Begrüßung und Unternehmensvorstellung Laserhärten – Technologie der Zukunft Sebastian Becker, Scansonic MI GmbH Produktmanager Härten Erste Erfahrungen mit Laserhärte-Projekten – Randschichthärten! Dr. Florian Albert, Scansonic MI GmbH Leiter Laserapplikationszentrum Zeit 08.45 – 09.15 09.15 – 10.00 Daniel Bästel, Scansonic MI GmbH Leiter Marktanalysen Marktbetrachtung für das Laserhärten Lokales Laserentfestigen mit Laserstrahlung von hochfesten Stählen Dipl.-Ing. Matthias Belting Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT Beschichten, Wärmebehandlung 10.00 – 10.30 Pause, 10:30 – 10:45 Uhr Fachvorträge, praktischer Teil Mögliche Anforderungen und Nutzung optischer Sensorik bei Schweiß- und Härteprozessen! Dr.-Ing. Klaus Barthel Branchenmanager optische Nahtführung IBB – Ingenieurbüro Barthel 10.45 – 11.30 Erfahrungsbericht: Daimler AG zur industriellen Anwendung RLH-A Controlled laser hardening of engine components Christian Elsner, Daimler AG Leiter Laserzentrum 11.30 – 12.15 Erfahrungsbericht: Steinbeis-Transferzentrums für Laserbearbeitung und innovative Fertigung Pforzheim Das Laserhärten - lokale Aufhärtung von Werkstückbereichen durch eine thermisch induzierte Gefügeumwandlung – nahezu verzugsfreie Prozessführung durch definierte Energieeinbringung Prof. Dr.-Ing. Roland Wahl Dipl.-Ing. Tom Cruz Steinbeis-Transferzentrum – Laserbearbeitung und innovative Fertigung – an der FH Pforzheim 12.15 – 13.00 Pause, 13.00 – 13.30 Uhr Erfahrungsbericht: Laserhärten vs. Induktionshärten in einer Lohnhärterei - SITEC Dipl.-Ing. Peter Leipe SITEC Industrietechnologie GmbH Leiter Lasertechnologiezentrum 13.30 – 14.00 Dr. Florian Albert, Scansonic MI GmbH Leiter Laserapplikationszentrum Sebastian Becker, Scansonic MI GmbH Produktmanager Härten Dieter Blümel, Scansonic MI GmbH Leiter Geschäftsfeldentwicklung General Industry 14.00 – 14.45 Praxisteil – Gruppenweise Vorführung der Systeme a) Laserapplikationszentrum: praktische Vorführung b) Präsentation von Musterteilen, möglich mit RLH-A und Diskussion. c) Jeweils vor dem Besuch des LAC – 15 minütige Besichtigung der Fertigung. 14.45 – 15.30 Abschluss 15.30 Uhr Abendveranstaltung Abendveranstaltung am 29.09.14 Dieter Blümel, Scansonic MI GmbH Leiter Geschäftsfeldentwicklung General Industry Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ Ab 18.30 2 M² Meilensteine der Entwicklung von Scansonic 2002 2007 2012 Zweites Produkt in Serie: ALO 2 bei VW Neugründung der MI Akquisition von Mehrheitsanteilen an 1999 Aus Scansonic wird IPT Gründung Ingenieurbüro Haschke 2000 Gründung Scansonic GmbH 2004 Beginn Vertriebskooperation mit Binzel Aufbau Vertrieb & Service Ausbau des Laserapplikationszentrums Einführung neuer Produktgruppe RLW-A mit optischer Nahtführung 2000 2006 2010 2014 Erstes Serienprodukt: ALO 1 bei VW Erster Serieneinsatz ALO3 bei Audi Markteinführung erster Sensor (TH6D) und Produktgruppe Laserhärten (RLH) Kauf eines Minderheitsanteils an Metrolux GmbH 2009 Neugründung der 2013 Gründung der Scansonic Holding SE Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 3 M² Scansonic - Zahlen und Fakten Scansonic GI Scansonic MI Scansonic IPT Business Development, Vertrieb und Service für General Industry Entwicklung und Produktion von Laser- und Systemtechnik Vertrieb und Service für Automotive weltweit Unternehmenskennzahlen Scansonic Gruppe • Unternehmensgründung: 2000 • Mitarbeiter: ca. 190 (davon ca. 50 Produktmanagement und Entwicklung) • Marktführer beim nahtgeführten Laserfügen im Karosseriebau • Mai 2014: über 1.800 Laserköpfe weltweit im Einsatz • Umsatz GJ13: ca. 23 Mio.€ (Umsatz Scansonic) • Ca. 10 Patentanmeldungen pro Jahr Kernkompetenzen • Produktentwicklung und –fertigung • Laserprozessapplikation (von Prozessentwicklung - Prototypenbau) • Vor Ort Unterstützung / Service / Schulungen Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 4 M² Automobil-Referenzen Seit Anfang der 2000-er Jahre löten und schweißen wir mit unserer taktilen (mechanisch abtastenden) Nahtführung durch den Zusatzdraht Autokarossen. Aktuelle Beispielanwendungen: Heckklappen, Dächer, Türen, aber auch andere Teile. Dabei sind Volumenmodelle, wie: Golf, Passat A4, A6, A8 A-, B-, C-Klasse 3-, 5-, 7-er Fabia, Octavia Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 5 M² Produkteinsatzorte | Europa Volvo Olofström Valmet Automotive Inc. Uusikaupunki Deutschland: Audi, Bombardier, BMW, Daimler, KWD, MTU, Opel, Photon, Porsche, Viessmann, VW GM Ellesmere Port Jaguar/LandRover Halewood Jaguar/LandRover Solihull Volvo Umeå Laser Center Sankt Petersburg voestalpine Polynorm B.V. Bunschoten NTO IRE-Polus Moskau GM Luton BMW Mini Oxford VW Poznań BMW Mini Swindon Audi Brüssel GAZ Nischni Nowgorod Skoda Mladá Boleslav Renault Douai Skoda Kvasiny PSA Poissy PSA Trnava PSA Rennes Audi, VW Bratislava PSA Vigo Audi Győr VW Autoeuropa Palmela Daimler Kecskemét Daimler Vitoria PSA Madrid Renault Novo Mesto VW Pamplona Seat, Audi Martorell PSA Sochaux Fiat Turin Magna Steyr Albersdorf PSA Mulhouse Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 6 M² Produkteinsatzorte | Welt GM Lansing GM Detroit BMW Dalian GM Brampton Kia Seoul SVW Nanjing Magna Cosma Charlotte Suzuki Hamamatsu FAW-VW Chengdu BMW Spartanburg Nissan, Suzuki Aichi PSA Wuhan FAW-VW Foshan Tata Pune VW Puebla HICOM/VW Pekan PSA Porto Real VW Pacheco Daimler, PSA Buenos Aires Audi, FAW-VW Changchun Daimler Peking GM Oshawa Daimler Tuscaloosa BMW Shenyang VW Curitiba VW Anchieta Hyundai Hwaseong SVW Shanghai Volvo Kuala Lumpur BMW Rosslyn VW Uitenhage Daimler East London Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 7 M² Anwendungsbeispiele Kehlnaht durch Nahtführung Lichtbogenschweißen mit optischer Nahtführung Lichtbogenschweißen mit optischer Nahtführung Laserlöten mit taktiler Nahtführung Optische Nahtführung Laserschweißen mit optischer Nahtführung Kehlnaht durch Nahtführung Lichtbogenschweißen mit optischer Nahtführung Laserschweißen mit taktiler Nahtführung Laserlöten mit taktiler Nahtführung Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 8 M² ALO3 – Laserlöten und Laserschweißen mit taktiler Nahtführung 1 ALO3 5 Programmierung der Führungsmaschine unter Einbezug der Signale für das zusatzdrahtgeführte System (ALO3), Schweißmaschine und Drahtförderer FZ 2 Die Führungsmaschine schaltet Schweißmaschine, Drahtförderer und die Nahtführkraft der ALO3 aus und fährt dann wieder zum Ausgangspunkt zurück Quelle: Ebert, C.: Challanges entailed in laser welding of the new Audi A8. In: Proceedings of EALA 2011, Bad Nauheim, 2011 4 Fahrrichtung 3 FN Führungsmaschine schaltet Schweißmaschine und Drahtförderer an und fährt mit der ALO3 über die Bahn Aluminiumdach – geschweißt mit einer ALO3 Programmstart Führungsmaschine fährt die ALO3 in die Antastlage (programmierter Startpunkt der Bahn) FN Führungsmaschine gibt der ALO3 ein Signal zum Einschalten der Nahtführkraft (Nahtführmodus) FZ = Kraft in z–Richtung ; FN = Nahtführkraft Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 9 M² TH6D – Laser- und Lichtbogenschweißen mit optischer Nahtführung TH6D TH6D - Prinzip 3 Laserlinien für online Nahtverfolgung Exakte Lage der Naht Technische Daten TH6D-150-CFAA-AC Messbereich B x H Arbeitsabstand min. Vorlauf (bei 150 A MIG/MAG) Genauigkeit erforderliche Kantenhöhe / Spaltenbreite Messrate Maße B x H x T Laserschutzklasse Betriebstemperatur Gewicht inkl. Schutzglaseinheit Gehäuse 16 x 24 mm 150 ± 12 mm 10 mm ca. 70 µm 0,3 / 0,2 mm 60 - 240 Hz 70 x 100 x 40 mm 3B +10° C bis +45° C 0,65 kg ip64 Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 10 M² AutoGuide– Plug & Play Linearachsensystem mit optischer Nahtverfolgung Kreuzschlitten (für Y- und Z-Richtung) • Auto-Guide ist ein bewährtes System zur automatischen und kontaktlosen Nahtführung bei Fügeprozessen. • Das System wird komplett so geliefert, dass alle Komponenten nach dem Montieren-ohne zusätzlichen Programmieraufwand - miteinander kommunizieren. • Seine Komponenten können individuell den räumlichen Möglichkeiten angepasst werden. TH6D - Prinzip Reihenfolge des Zusammenwirkens der Komponenten: 1. 2. Beliebige Brennerhalterung 3. 4. Der optische Sensor TH6D erfasst die Naht Ein Prozessrechner leitet die vom optischen Sensor empfangenen und verarbeiteten Signale an die Steuereinheit weiter, die zwei motorisch angetriebenen Linearachsen werden angesteuert, und damit wird der Brenner nahtgerecht geführt. Sensorkopf TH6D Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 11 M² RLW-A – Adaptives Laser Remote Schweißen RLW-A RLW-A Prinzip Remote Laserschweißen mit Nahtführung • Laserbearbeitungskopf für Scheiben-, Stab-, und Faserlaser (1030 - 1070 nm) bis 8 KW • Divergenz aus der Faser von 250mrad (Vollwinkel bei 99% Leistungsinhalt) • Scanner nach Fokussierung Post-Objektiv-Scanning (2D-Scanner) • Autofokus zur Defokussierung und Feldentzerrung • Nahtführsensor koaxial hinter Scannerspiegel angeordnet alle Fehler von Scanner/Spiegel werden korrigiert (patentiert) • externer Linien-Projektor in Vorschubrichtung (x), Messlinie in y-Richtung • Scan-Arbeitsfeld von: X = 64 mm / Y = 33 mm / Z = 20 mm Vorteile der entstehenden Kehlnaht • Spritzerarme Schweißung , Dichtschweißung • Prozesssichere Verbindung (keine falschen Freunde) • Geringere notwendige Laserleistung, höhere Prozessgeschwindigkeit • Verringerung der Flansche, Gewichtsreduktionen Z X Y Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 12 M² RLH-A – Adaptives Remote Laserhärten Laser-Härten anspruchsvoller, komplexer Bauteile RLH-A • Laserbearbeitungskopf für Nd:YAG-, Dioden-, Scheiben- und Faserlaser (1000 - 1080 nm, bis 6 kW) • 2 Regelkreise (Laserleistung und Scangeschwindigkeit) • Präzise Anpassung der Prozessparameter – auch während des Prozesses möglich (z.B. Spurbreite, Soll-Temperatur, Spotgröße, ..) • 2 Varianten Punkt- oder Linienfokus • Max. Scanfrequenz ca. 100 Hz • Linienprojektion (1D), mit max. Spurbreite von 65 mm (im TCP) • Programmierung von Mittenposition • Härtegeschwindigkeiten: Materialabhängig i.d.R. zwischen 0,3 – 1,2 m/min 1mm Bauteil mit Nuten • • • Härtevorgangs Messung der Temperatur Arbeitsabstand einstellbar Schliff Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 13 M² Kompetenzzentren(KPZ) Laserhärten mit RLH-A der Scansonic MI GmbH Definition KPZ RLH-A 1. 2. 3. 4. Remote-Härte-Optik(adaptive) vor Ort Ausgebildetes Personal (2 Personen) vorhanden System kann Interessenten vorgeführt werden Territorial für Interessenten und Kunden verfügbar Steinbeis - Transferzentrum – Laserbearbeitung und innovative Fertigung, FH Pforzheim 75175 Pforzheim AP: Prof. Dr.-Ing. Roland Wahl, Dipl.-Ing. Tom Cruz SITEC Industrietechnologie GmbH 09114 Chemnitz AP: Dipl.-Ing. Michael Leipe Laserapplikationscentrum Scansonic MI GmbH 13086 Berlin AP: Dr.-Ing. Florian Albert Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 14 M² FSO FSO – Flanschschweißoptik Laserschweißen von Flanschverbindungen – integrierte Spannvorrichtung und optische Nahtführung • Mitlaufendes Spannsysteme mit Strahlrichtung im wesentlichen senkrecht zur Spannrichtung • Stirn- oder Kehlnaht am Überlappstoß • Mehrblechverbindungen per Stepnaht in einem Durchlauf • Kürzere Flansche durch optimierte Lage von Rollen & Strahl • Verminderung der Entgasungsproblematik durch Kehlnähte • Spaltvermessung durch optische Nahtführung • Adaptive Regelung von Strahlmodulation oder Laserleistung „State of the Art“ Laser Schweißen Scansonic Flansch Schweißen Reduzierte Flanschhöhe Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ Dreiblech Verbindungen Kompensation der Toleranzen 15 M² BO-SF BO-SF / Scapacs - Baukastenprinzip Laserschweißen – quasi shiftfrei • Strahlformung erfolgt durch Spezialspiegel (bis 30kW) • Hohe Prozesseffizienz – sehr gute Abbildungsqualität • Geringe Abhängigkeit der Fokuslage von Verschmutzungen • Sehr gute Notlaufeigenschaften durch wassergekühlte Spiegel • Funktion ist auch bei schleichender Verschmutzung und bei kleinen Einbränden auf den optischen Flächen gewährleistet Potential: im Verbund mit TH6D auch mit optischer Nahtführung verfügbar Scapacs Scapacs Baukastensystem zur individuellen prozess- und anlagengerechten Konfiguration von Bearbeitungsköpfen für Laser- und Lichtbogenverfahren • Hohe Servicefreundlichkeit durch vorjustierte, spezifizierte Module und einheitliche Montageschnittstellen • Verwendung von Modulen für unterschiedliche Systeme • Zukunftssicherheit durch permanente Weiter- und Neuentwicklung kompatibler Module Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 16 M² Ihre Ansprechpartner – Scansonic Team General Industry Mittelstand / General Industry Sales, Service, Marketing, Business Development Dieter Blümel Leiter Director Tino Plamper Projektingenieur Project Engineer Tel.: +49 - 30 - 91 20 74-512 E-Mail: [email protected] Tel.: +49 - 30 - 91 20 74-307 E-Mail: [email protected] Alexander Kranhold Vertriebsingenieur Sales Engineer Kevin Hahn Marketingassistent Marketing Assistent Tel.: +49 - 30 - 91 20 74-306 E-Mail: [email protected] Tel.: +49 - 30 - 91 20 74-307 E-Mail: [email protected] Peter Krietzsch Vertriebsingenieur Sales Engineer Jordis Schwerzel Telefonmarketing Tel.: +49 - 3441 - 21 26 39 E-Mail: [email protected] VOM MITTELSTAND FÜR DEN MITTELSTAND Tel.: +49 - 30 912974 – 512 E-Mail: [email protected] Geschäftsfeld General Industry ■ ■ ■ 17
