Preisträger 2010

Neuartiges Laser-Schweißverfahren für rotationssymmetrische Bauteile

Die Veränderungen der klimatischen Bedingungen haben der Klima- und Lüftungsbranche in den letzten Jahren hohe Zuwachsraten beschert. Neben dem Klimatisieren von Wohn-, Geschäfts- und öffentlichen Räumen stellt das Kühlen und Einfrieren von Lebensmitteln ein breites Anwendungsfeld dar.

Die Stadtmüller GmbH, ein mittelständisches Unternehmen aus Osterburken, liefert in die genannte Branche neben Rotoren vor allem Berührschutzgitter für Ventilatoren und Lüftungseinheiten. Stadtmüller produziert ausschließlich in Deutschland und sieht sich als führender Hersteller der industriellen Drahtverarbeitung. Die vom Kunden vorgegebene Produkt-, Typen- und Variantenvielfalt erfordert bei der hochautomatisierten Fertigung über viele einzelne Prozessschritte einen hohen finanziellen Aufwand für typspezifische Vorrichtungen und Werkzeuge. Neben dieser Komplexität ist das Marktverhalten hauptsächlich durch einen sehr kurzfristigen Abruf der Produkte gekennzeichnet, da ein erheblicher Anteil der Umsätze im nur schwer planbaren Projektgeschäft getätigt wird.

In einer engen Kooperation entwickelten die Experten am Steinbeis-Transferzentrum Produktion & Organisation in Pforzheim mit Stadtmüller neue Schweißverfahren unter Einsatz der Lasertechnik, durch die Berührschutzgitter in einem Arbeitsvorgang komplett verschweißt werden können. Der wesentliche Vorteil für die betriebliche Praxis ergibt sich neben der Kostenreduzierung für Vorrichtungen und Werkzeuge vor allem in einer drastisch reduzierten Durchlaufzeit und Vereinfachung der innerbetrieblichen Produktionslogistik und -steuerung.

Im Fokus der neuen Technologie steht das Lasernachsetzschweißen, bei dem rotationssymmetrische Komponenten, die in der Berührzone lediglich eine Punkt- bzw. Linienberührung aufweisen, mittels Laser prozesssicher verschweißt werden können. Beim Lasernachsetzschweißen wird mit einem sehr feinen Laserstrahl, der durch einen Fügepartner hindurch geführt wird, eine Mikroschmelze in der Berührzone erzeugt. Unter gleichzeitigem Zusammenpressen bewegen sich die beiden Fügepartner relativ zueinander und vergrößern dadurch den Anbindungsquerschnitt. Somit können nun erstmals auch spaltenbehaftete Bauteile mittels Lasertechnologie verschweißt werden. Ein weiterer wesentlicher Entwicklungsschritt ist die Konzeption und der Aufbau einer robotergestützten Laserschweißzelle mit integrierter offlineprogrammierter Scanneroptik und aktivem Toleranzausgleich. Herkömmliche Laserschweißanlagen sind für die Realisierung des neuen Verfahrens nicht geeignet.

In einer weiteren Zusammenarbeit der beiden Partner wird das Verfahren im Rahmen eines geförderten Verbundprojektes verfeinert und zur Serienreife entwickelt.

Projektpartner

  • Stadtmüller GmbH
  • Steinbeis-Transferzentrum Produktion und Organisation / Pforzheim

Ansprechpartner

Neuartiges Laser-Schweißverfahren für rotationssymmetrische Bauteile

Dauer: 5 Min.

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