Michelfelder investiert in neue Anlage für Rohr- und Profilbearbeitung

XXL-Rohrlaser eröffnet breites Anwendungsspektrum

Der bereits umfangreiche Maschinenpark der Michelfelder Edelstahltechnik GmbH/Fluorn-Winzeln wurde jüngst um ein zusätzliches Highlight erweitert. Mit der Investition in die Laser-Rohrschneidanlage TruLaser Tube 7000 erschließen die Spezialisten für anspruchsvolle Systemlösungen neue Anwendungsfelder in der Rohr- und Blechbearbeitung. Ab sofort ist beispielsweise auch die Laserbearbeitung von 6 m langen Rohren mit einem Durchmesser von bis 250 mm und einem Gewicht von bis zu 225 kg möglich. Wanddicken bis 8 mm lassen sich bei Materialien wie Edelstahl, Aluminium und Baustahl dank Laser- Leistung von 3,6 kW zuverlässig und prozesssicher realisieren. Über das Spektrum von Rundrohren  hinaus eröffnen sich auch hinsichtlich der Bearbeitung von Vierkantprofilen vielfältige Möglichkeiten. Als wesentlicher Vorteil des XXL-Rohrlasers gilt seine enorme Wirtschaftlichkeit. So lassen sich in einer Werkstück-Aufspannung mehrere konventionelle Bearbeitungsgänge, unter anderem Bohren, Fräsen, Sägen, Stanzen und Entgraten, gleichzeitig ausführen. Einerseits erübrigt sich somit ein Großteil des logistischen Aufwands im Rahmen der Lohnfertigung. Zum anderen wird eine höhere Qualität der Bauteile erreicht, da die CNC-gesteuerte Bearbeitung sowohl hochpräzise als auch berührungslos erfolgt und der Nachbearbeitungsaufwand auf ein Minimum reduziert wird. Zu den typischen Anwendungen beim Rohrlaserschneiden zählen Trenn- und Gehrungsschnitte, Formausschnitte, Durchdringungsschnitte und Ausnehmungen.

Mit gepulstem Laserschweißen zur optimalen Lösung:

Spezialprofile für höchste Designansprüche

Die jeweils individuelle Kundenanforderung ist für die Michelfelder Edelstahltechnik GmbH das Maß der Dinge.Ein eindrucksvolles Beispiel hierfür ist die Herstellung von Spezialprofilen für einen modular aufgebauten Heizkörper-Paravent (Raumteiler) im Auftrag von Axor, der Designermarke des Schwarzwälder Bad- und Sanitärspezialisten Hansgrohe AG. Da das erforderliche Heiz-Spiegelelement und dessen Profile nicht als Standardkomponenten am Markt zu haben sind, werden sie komplett bei Michelfelder gefertigt und montiert. Die hierfür maßgeschneiderte Sonderanlage für gepulstes Laserschweißen bauten die innovativen Schwaben in diesem Zuge gleich mit. 

Der Wandel des Badezimmers von der rein funktionalen Nasszelle zum individuell gestalteten Wohlfühlraum beschreibt einen der wesentlichen aktuellen Trends im Bereich der Wohnarchitektur. Davon ist man bei Hansgrohe in Schiltach überzeugt. Dass das Schwarzwälder Unternehmen ein sicheres Gespür für Trendentwicklungen hat, zeigen der weltweite Erfolg seiner Marken Hansgrohe, Axor, Pharo und Pontos, die für moderne, design-orientierte Badlösungen und innovative Produkte für den Lebensraum Bad stehen. Mit zehn Produktionsstätten auf drei Kontinenten und Niederlassungen in 37 Ländern gehört die Hansgrohe Gruppe zu den wenigen Global Playern in der Sanitärbranche.

Im Highend-Bereich arbeitet die Designermarke Axor seit 2004 auch mit der spanischen Stardesignerin Patricia Urquiola zusammen, mit der gemeinsam die Badkollektion Axor Urquiola Kollektion entwickelt wurde. Das Raumkonzept hinter der Kollektion setzt bewusst auf die Aufhebung der Trennung zwischen dem Schlafbereich und Bad. Der Axor Urquiola Paravent übernimmt dabei die Aufgabe, den Übergang zwischen Schlaf- und Badezimmer zu gestalten. Das modulare System ist dabei entweder mit vollflächigen Spiegelelementen oder weißen Modulen mit Wolkendesign erhältlich.

Die Stabilisierung der Elemente des Paravents erfolgt durch spezielle Edelstahlprofile. Da sich diese zum Teil im Sichtbereich befinden, müssen sie höchsten Design-Anforderungen genügen, in punkto Maßgenauigkeit ebenso wie bezüglich ihrer Oberflächengüte. Am Markt verfügbare Standardprofile werden diesen anspruchsvollen Vorgaben nicht gerecht. „Sowohl die spezielle Konstruktion als auch der Werkstoff erforderten eine Sonderanfertigung. Das wurde schon in der frühen Projektphase deutlich“, erläutert Bernd Schutza, der zuständige Projektleiter in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung der Hansgrohe AG. Mit dieser besonderen Aufgabenstellung und einem Konstruktionsentwurf wandte er sich an Michelfelder: „Aufgrund der bisherigen Zusammenarbeit wussten wir, dass Michelfelder ein kompetenter Partner für diese komplexe Aufgabe ist. Denn hier wird uns weit mehr geboten als Lohnfertigung: Während die Spezialisten im Konstruktionsservice uns bei der Optimierung von Funktion und Design unterstützen, wird im Bereich Maschinen- und Anlagentechnik alles Erdenkliche getan, um eine prozesssichere und wirtschaftliche Lösung zu realisieren. Deshalb ging dieser Auftrag einschließlich der kompletten Montage und versandgerechten Verpackung an Michelfelder.“

PROZESSSICHERE LÖSUNG: GEPULSTES LASERSCHWEISSEN MIT SPEZIELLER ANLAGE

Als Ausgangspunkt für die Lösungsfindung wurden zunächst die im Hause Michelfelder vielseitig vorhandenen Fertigungsmöglichkeiten geprüft, die vom 2D-Laserschneiden über Rohr-Laserschneiden bis hin zu verschiedenen Anwendungen in der 3D-Laserbearbeitung reichen. Da gemäß der Anforderung jedoch Edelstahlzuschnitte mit einer Stärke von zwei Millimetern zu T-Profilen verarbeitet und anschließend ineinander gefügt werden sollen, genügte keines der verfügbaren Verfahren den prozesstechnischen Erfordernissen. Raimund Ege, Projektleiter bei Michelfelder, erklärt den Sachverhalt: „Die besondere Herausforderung besteht darin, dünnwandige Zuschnitte aus VA 1.4301 mit unterschiedlichen Geometrien prozesssicher zu hochwertigen Profilen zu verarbeiten. Ein wesentliches Kriterium dabei sind absolut saubere und verzugsfreie Schweißnähte, da sich diese zum Teil im sichtbaren Bereich befinden.“ Nach intensiven Recherchen und diversen Testreihen entschied man sich schließlich für gepulstes Laserschweißen als geeignetes Verfahren. „Ausschlaggebend ist die äußerst schonende Materialbehandlung, die das gepulste Lasern bietet. Ein fokussierter Laserstrahl wird in kurzen Pulsen an das Werkstück angelegt, dabei wird es nur gering erhitzt, wodurch die Wärmeeinflusszone minimal ist. Das schafft ideale Voraussetzungen für die Herstellung dünnwandiger Spezialprofile“, ist Projektleiter Raimund Ege überzeugt. Der Entscheidung für das Fertigungsverfahren folgte die Projektierung einer neuen Fertigungsanlage. Raimund Ege sowie Michelfelder Konstruktionsprofi Christoph Bantle übernahmen selbst Einkauf und Aufbau der gesamten Mechanik inklusive aller zugehörigen Komponenten. Lediglich ein gepulster Festkörperlaser sowie die Anlagensteuerung wurden extern beschafft. Installation und Inbetriebnahme der kompletten Anlage erfolgte in Eigenregie. Die zum Aufspannen der Werkstücke benötigten Vorrichtungen wurden vom hausinternen Vorrichtungsbau gefertigt.

Raimund Ege: „Durch die Projektierung war der Aufwand bis zum Produktionsstart ungleich höher als beim Kauf einer entsprechenden Maschine. Aus dieser Not haben wir jedoch eine Tugend gemacht: Wir sehen einen entscheidenden Vorteil darin, dass wir die Anlage in ihrer Gesamtauslegung, den technischen Möglichkeiten und bezüglich der Peripherie detailliert auf unsere Bedürfnisse zuschneiden konnten.“ So ermöglicht die Anlage beispielsweise paralleles Laserpulsen und Verfahren. Sie ist innerhalb ihres Verfahrbereichs von 3000 x 900 x 500 Millimetern im 3D-Bereich frei programmierbar, mit einem Schwenkbereich von 45 Grad. Bei einer Verfahrgeschwindigkeit von maximal 100 Millimetern/Sekunde beträgt die Wiederholgenauigkeit +- 0,1 Millimeter.  Möglich sind Einschweißtiefen bis zu einem Millimeter, die maximale Schweißlänge beträgt 3.000 Millimeter.   

VOM EDELSTAHLZUSCHNITT ZUR VERPACKTEN BAUGRUPPE: ALLE FERTIGUNGSSCHRITTE UNTER EINEM DACH

Das gepulste Laserschweißen ist für die Anwendung zwar von zentraler Bedeutung, weitere Leistungen aus dem Hause Michelfelder sind jedoch ebenfalls gefragt. Der Michelfelder Konstruktionsservice war beispielsweise in der frühen Projektphase gefordert, Konstruktion und Design im Hinblick auf die rationelle fertigungstechnische Umsetzung zu optimieren. Der Gesamtprozess sieht mehrere Fertigungsschritte vor: Zunächst erfolgt das 2D-Laserschneiden der Edelstahlzuschnitte auf einer Flachbett-Laseranlage. Im Zuge dieses Arbeitsgangs werden Ausnehmungen vorgenommen, die im Fortgang eine einfache Verzapfung der Profile ermöglichen. Mit gepulstem Laserschweißen werden die bereits abgelängten Zuschnitte im Anschluss zusammen gefügt; die Voraussetzung hierfür ist, dass der Fügespalt maximal 0,2 Millimeter beträgt. Die Scharniere, die der späteren Verbindung der Wandelemente mit dem Heizkörper dienen, werden ebenfalls per gepulstem Laser angeschweißt. Um eine hohe Stabilität der Scharniere zu gewährleisten, ist dabei eine Vielzahl von Schweißpunkten in sehr dichter Abfolge notwendig. Im Gegensatz zum konventionellen Laserschweißen ergeben sich im Schweißbereich jedoch keinerlei Rückstände auf den Oberflächen, wodurch sich Nacharbeiten wie z.B. Schleifen erübrigen. „Da wir mit unserer Highend-Marke Axor höchsten Designansprüchen verpflichtet sind, gehört die Oberflächengüte, insbesondere im Sichtbereich, zu den wichtigsten Qualitätskriterien. Hier überzeugt Michelfelder mit dem neuen Verfahren des gepulsten Laserns ganz besonders“, freut sich Bernd Schutza. Die fertigen T-Profile werden zu rechteckigen Rahmenelementen zusammengefügt, wobei die zuvor ausgelaserten Verzapfungen exakte Verbindungen gewährleisten. Für die sichere endgültige Befestigung der verzapften Eckverbindungen bzw. Querverstrebungen sind wenige gepulste Laserschweißpunkte ausreichend.

Im Anschluss an die Fertigung führt Michelfelder auch die erforderlichen Montagearbeiten aus. In die rechteckigen  Rahmen werden Spiegel positioniert und eingeklebt. Außerdem erfolgt mit Hilfe der Scharniere die Anbringung von U-Profilen, welche dem flexiblen Einsatz des Paravents im Wohnbereich dienen. Schließlich werden die montierten Spiegelelemente verpackt und mit allen notwendigen Maßnahmen für den weltweiten Versand vorbereitet. Ausgeliefert wird an das Zentrallager der Hansgrohe AG in Offenburg.

„Das gepulste Laserschweißen eröffnet interessante Perspektiven für eine Vielzahl von Anwendungen“, ist Karl-Heinz Hezel, Vertriebsleiter bei Michelfelder Edelstahltechnik, überzeugt. „Insbesondere im Bereich von hochwertigen Sonderwerkstoffen wie z.B. Gold, Silber, Titan, aber auch für Kupfer, Edelstahl und Stahl bietet es durch seine schonende Materialbehandlung neue Bearbeitungsmöglichkeiten und erhebliche Potenziale zur Kosteneinsparung durch Wegfall ganzer Arbeitsgänge. Unterschiedliche Materialstärken lassen sich miteinander verbinden, selbst unterschiedliche Werkstoffe können per Laserschweißen gefügt werden. Speziell in Nischenmärkten werden viele Anwender von unserem Know-how profitieren können.“