Laserschneiden Automatisiert Laserschneiden

Ein Gastbeitrag von Andrea Jäger

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Das Malterdinger Unternehmen Reinbold setzt auf eine flexible Fertigung, die viel Spielraum lässt für Just-in-time-Produktion. Bereits 2014 hat man deshalb den Schwerpunkt im Unternehmen vom Fräsen auf das Laserschneiden verlagert. Nun ist bereits der dritte Laser von Mazak eingezogen.

 Die Optiplex Fiber III ist kompatibel mit der bestehenden Automatisierung.
Die Optiplex Fiber III ist kompatibel mit der bestehenden Automatisierung.
(Bild: Andrea Jäger)

Mazak Maschinen haben bei der Reinbold GmbH & CO. KG eine ähnlich lange Historie wie das Unternehmen selbst. Firmengründer Wilhelm Reinbold hatte 1962 mit der Fertigung von Fässern für den Weinbau begonnen und in den darauffolgenden Jahren Kompetenzen in der Schweiß- und Biegetechnik erworben. Er stellte mit dem Kauf der ersten Mazak-Maschine auch die Weichen für eine Lohnfertigung, die Sohn Ludwig Reinbold, der den Betrieb 1984 übernahm, mit kompletten OEM-Lösungen weiter ausbaute und durch eine eigene Produktreihe für physiotherapeutische Geräte ergänzte. Reinbold ist heute einer der größten Hersteller für diese Geräte in der D-A-CH-Region. Abnehmer der hochwertigen Produkte sind Therapie- und Rehazentren.

Inzwischen ist in dritter Generation Alexander Reinbold der Macher im Unternehmen. Der studierte Diplom-Kaufmann war es auch, der 2014 durch die Umstellung vom Fräsen auf das Lasern der Fertigung eine neue Ausrichtung gegeben hat mit dem Ziel, Prozesse zu verkürzen oder sogar zu eliminieren. „Unser Schwerpunkt liegt heute fast vollständig auf der Produktion von Therapieliegen und medizinischen Trainingsgeräten, die wir entwickeln und bauen. Wir haben in unserer Fertigung mit vielen verschiedenen Varianten in kleinen Stückzahlen zu tun“ erläutert Alexander Reinbold. „Unser Produktspektrum gab den Wechsel her. Wir wollten aber unbedingt unsere Flexibilität bei kleineren und mittleren Losgrößen behalten und die Qualität musste für den anspruchsvollen Sektor Medizintechnik natürlich auch stimmen.“

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Rohr und Flachbett

Dass das neue Fertigungskonzept damals aufgegangen ist, dafür sorgte auch Mazak-Mitarbeiter Sascha Fritze mit seinem profunden Maschinen-Know-how. Fritze ist bei Mazak der Laser-Business-Verantwortliche für die Länder Deutschland, Österreich und Schweiz. Er hat mehr als 400 Anlagen verkauft und betreut seine Kunden gemeinsam mit seinem Team auch in allen After-Sales Belangen. Zusammen mit Alexander Reinbold entwickelte er die neue Fertigungsstrategie. Reinbold investierte in zwei Mazak-Maschinen mit unterschiedlichen Schwerpunkten, eine Rohrlaserschneidemaschine 3D Fabri Gear 150 und eine Flachbettlaserschneidanlage Super Turbo-X 510 MK III mit CO2-Technologie. Beide Anlagen wurden mit der passenden Automation kombiniert. Das Ergebnis konnte sich sehen lassen. Bei einigen Bauteilen wurden die Prozessschritte stark reduziert.

Natürlich wandte sich Alexander Reinbold wieder an Sascha Fritze, als 2021 für die inzwischen neun Jahre alte STX Flachbettlaserschneidanlage aus Kapazitätsgründen eine Ersatzinvestition anstand. Inzwischen ist die CO2-Technologie weitgehend von der Faserlasertechnologie abgelöst worden. Sascha Fritze weiß warum: " Vor 10 Jahren war das Verhältnis Fiber zu CO2 10 zu 90 Porzent, heute ist es andersherum. Der Faserlaser hat eine höhere Strahldichte als der CO2-Laser und ist damit dem CO2-Laser beim Schneiden von Metall überlegen. Aufgrund der starken Konzentrierung des Faserlaserstrahls und seiner Wellenlänge ist die Energiestreuung geringer und damit auch der Energieverbrauch. Faserlaseranlagen sind wartungsarm und zeichnen sich durch eine sehr lange Lebensdauer aus. Beides senkt die Betriebskosten.“

Hohe Schnittgeschwindigkeiten

Die 2D-Laserschneidmaschine Optiplex 3015 Fiber III steht für hohe Schnittgeschwindigkeiten, große Schneidleistung sowie hohe Oberflächengüte und Genauigkeit. Die Maschine hat Verfahrwege in X/Y/Z von 3.110, 1.550 bzw. 110 Millimeter und verfügt über hohe Vorschubgeschwindigkeiten von 120 m/min in X und Y, und 60 Meter pro Minute in der Z-Achse. Die Positioniergenauigkeit wird mit einer Toleranz von ±0,05 Milimeter/500 Millimeter an X- und Y-Achse sowie von ±0,01 Millimeter/100 Millimeter an der Z-Achse gehalten. Zudem weist die Maschine mit ±0,03 Milimeter an X-, Y- und Z-Achse eine außergewöhnlich hohe Wiederholgenauigkeit auf.

Ihre hohe Steifigkeit verdankt die Maschine dem aus Meehanite-Gusseisen gefertigten Maschinenbett, das auch für ein besonders hohes Schwingungsdämpfungsvermögen sorgt. Diese sehr gute konstruktive Steifigkeit gewährleistet Stabilität, konstante Arbeitsparameter und damit auch langfristig hohe Bearbeitungspräzision. Die Stabilität ist so hoch, dass keine Verankerung der Maschine am Boden erforderlich ist, und auch keine speziellen Fundamente erstellt werden müssen. Damit ist eine schnellere Installation möglich und etwaige Anpassungen in der Werksauslegung sind einfacher zu bewerkstelligen. Die Maschine kann sowohl als Standalone-Einheit mit Beschickung durch Automatisierungssysteme als auch innerhalb von bestehenden FMS-Systemen betrieben werden.

Die Automation der alten STX-Anlage konnte aufgrund ihrer Modularität problemlos an die neue Optiplex-Maschine angepasst werden. Die Modularität hält die Fertigung flexibel, weil jederzeit in Teilen nachgerüstet werden kann. „Diese Kompatibilität spricht eindeutig für das Mazak-Konzept“ sagt Alexander Reinbold. „Die alte Automatisierungsanlage ist mit einer Wechselzeit von ca. 60 Sekunden etwas langsamer als es eine neue Anlage gewesen wäre. Doch bei den Kleinserien und Einzelteilen mit den langen Rüstzeiten wäre der Mehrwert einer schnelleren Automatisierung nicht so hoch gewesen, dass sich die Anschaffung gelohnt hätte.“

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Die Optiplex Fiber mit einem 'Multi-Control'-Schneidkopf, einem automatischen Düsenwechsler für 8 Düsen und Strahldurchmesserregelung ausgestattet. Sie verfügt außerdem über einen Fiber Laser Oscillator, der kein Lasergas benötigt, einen geringen Energieverbrauch aufweist und minimalen Wartungsaufwand verlangt. Damit trägt die Optiplex Fiber trotz ihrer hohen Leistungsfähigkeit und Effizienz entscheidend zur Verringerung der Betriebs- und Wartungskosten bei.

Steuerung mit intelligenten Funktionen

Die von Mazak speziell für Laseranwendungen entwickelte CNC-Steuerung Mazatrol Preview G ermöglicht eine Beschleunigung von 1,8 G. Sie berechnet basierend auf der programmierten Kontur automatisch die Schnittgeschwindigkeit und die Beschleunigung zwischen den verschiedenen Schnittpunkten und bringt damit ein deutliches Zeiteinsparpotential mit sich, insbesondere beim Schneiden dünner Bleche mit dauerndem Richtungswechsel.

Die Preview G kommuniziert über eine einfache, klare und intuitive grafische Oberfläche auf einem 19"-Touchscreen. Sie ist mit intelligenten Funktionen ausgestattet, die das Bedienpersonal bei einer schnellen und einfachen Programmierung unterstützen.

Eine in die CNC-Steuerung eingepflegte Schnittbedingungstabelle gehört zur Standardausstattung. Sie errechnet bei Eingabe von Werkstoff und Materialstärke automatisch die optimalen Schnittbedingungen wie Laserleistung, Frequenz, Gasdruck usw. Einstellungen für komplexe Einstechverfahren oder Spalteinstellung durch Abfahren werden ebenfalls automatisch ausgeführt.

Im Dezember 2021 wurde die Optiplex 3015 Fiber III bei Reinbold in Betrieb genommen. „Für den Maschinenbediener war das sicher das größte Weihnachtsgeschenk“ sagt Alexander Reinbold vergnügt. „Er trägt die Verantwortung für seine Maschine mit Stolz.“ Und er ergänzt: „Die Optiplex Fiber III hat natürlich einen höheren Durchsatz als die alte STX. Ich schätze an der Maschine, dass sie trotzdem nicht „over-engineered“ ist, sondern hochproduktive, langlebige Maschinentechnik mit einfacher Bedienung und einem sehr guten Preis-Leistungsverhältnis.“

Apropos Bedienung: Die Steuerung hat zwar ein Touch Display, aber besonders wichtige Knöpfe sind immer noch haptisch ausgeführt. Auch Alexander Reinbold hatte die Bedienung sofort im Griff: „Der Knopf, den ich als 5-Jähriger an der Mazak-Drehbank gedrückt habe, ist noch heute optisch der gleiche.“ Dieser Quick Turn wird noch heute bei der Prototypenfertigung eingesetzt, mit der gleichen hohen Genauigkeit wie früher.

Die Schulung für Maschine und Automation erfolgte durch Mazak vor Ort. Alexander Reinbold lobt die individuelle, an die Bedürfnisse der Mitarbeiter angepasste Betreuung bei der Schulung: „Unsere Maschinenbediener sind Fachkräfte im Metallbereich. Die Schulung war nicht nur auf unsere Anwendungsfälle, sondern auch auf die Stärken und Schwächen der Bediener abgestimmt. Das fand ich sehr gut.“ Nicht nur die Schulung, sondern auch der Support ist laut Alexander Reinbold bei Mazak sehr gut und die Ersatzteilverfügbarkeit sehr groß. Ein großes Ersatzteillager für Europa in Leuven in der Nähe von Brüssel ermöglicht die Lieferung von Teilen über Nacht. Wenn man sie überhaupt braucht, denn die Fibertechnologie ist nicht nur kosten- und leistungseffektiver sowie energieeffizienter, sie hat insgesamt einen sehr geringen Wartungs- und Servicebedarf und zeichnet sich durch Langlebigkeit aus.

Für Alexander Reinbold kompensiert die automatisierte Laserschneidanlage Optiplex die relativ hohen Lohn- und Standortkosten und fängt auch den Fachkräftemangel auf. „Der Regionalgedanke ist für uns sehr wichtig. Wir sehen es als unsere Verantwortung, die Arbeitsplätze in der Gegend zu erhalten und wenn möglich neue zu schaffen. Mit guten Maschinen hält man das Know-how im Unternehmen und sichert die Fertigungstiefe, beides entscheidende Erfolgsfaktoren.“

Mazak auf der Euroblech: Halle 11, Stand D26

Weitere Meldungen zur Euroblech finden Sie in unserem Special.

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