Goldrichtige Entscheidung

Von Günter Kögel Vor gut drei Jahren hat der 30-Mann-Lohnfertiger Thoma einen damals noch ungewöhnlichen Schritt getan und das WIG-Roboter-Schweißen durch eine Laserschweißzelle von Trumpf ersetzt. Heute ist klar: Die Entscheidung war goldrichtig. Qualität, Geschwindigkeit und sogar die Herstellkosten haben vom Einstieg ins Laserschweißen enorm profitiert, das Teilespektrum hat sich deutlich erweitert, und so schweißt Thoma heute 90 Prozent seiner Teile mit dem Laser.

Für Armin Thoma, Seniorchef und Gründer der Thoma CNC-Blechbearbeitung GmbH & Co. KG, ist die Sache klar: „Mit einem anderen Schweißverfahren als Laser brauchen Sie heute bei hochwertigen Bauteilen gar nicht mehr anzutreten – sowohl von der Qualität als auch von der Geschwindigkeit und den Kosten her.“ Dies sieht der heutige Geschäftsführer Franz Thoma, der 1996 zusammen mit Bruder Heinz das Familienunternehmen übernommen hat, nicht anders: „Das Laserschweißen an sich ist teurer als das WIG-Schweißen – keine Frage. Aber das Verfahren rechnet sich über die Nacharbeit und das Entfallen des Verputzens. Früher waren bei uns zwei bis drei Mitarbeiter nur damit beschäftigt, geschweißte Bauteile zu verputzen. Diese Tätigkeit ist komplett weggefallen. Das lasergeschweißte Gehäuse wird aus der Maschine entnommen und ohne jegliche Nacharbeit zum Pulverbeschichten geschickt. Verputzen oder Feilen ist nicht mehr nötig. Die Gehäuse kommen so sauber aus der Maschine, dass auch ein Profi schon sehr genau hinsehen muss, was die Biegekante ist und was die Schweißnaht – ein Laie erkennt keinen Unterschied.“

Top-Qualität braucht perfekte Vorbereitung

Eine derart hohe Qualität der Schweißnaht fällt aber niemandem in den Schoß. Dafür sind einige entscheidende Voraussetzungen zu erfüllen. Franz Thoma: „Die gesamte Vorbereitung – sprich Laserschneiden und Abkanten – muss perfekt sein. Wer nicht in der Lage ist, genaue Biegeteile herzustellen, hat keine Chance. Extrem wichtig beim Laserschweißen ist zudem die Spannvorrichtung.“ Hier hat Thoma eindeutig von seinen langjährigen Erfahrungen beim WIG-Roboterschweißen und dem Bau der dafür nötigen Vorrichtungen profitiert. Und dieses Know-how wurde in den letzten Jahren weiter ausgebaut, denn Franz Thoma ist von der Bedeutung eines eigenen Vorrichtungsbaus fest überzeugt: „Wer dies zukaufen muss, hat schlechte Karten.“

Das eigentliche, hochgenaue Spannen der Blechteile ist dabei nur eine Seite der Medaille – vor allem für einen Lohnfertiger wie Thoma, der jeden Tag viele verschiedene Teile produzieren muss. Hier ist schnelles Rüsten genauso wichtig. Franz Thoma: „Wir haben unsere Vorrichtungen so gestaltet, dass wir in fünf bis zehn Minuten von einem Produkt auf das nächste wechseln können. In dieser Zeit wird bei Wiederholteilen die vorherige Vorrichtung abgenommen, die neue aufgesetzt, das Teil gespannt und das Programm gestartet.“

Um dies möglich zu machen, werden bei Thoma alle Vorrichtungen über hochgenaue Bohrungen und Zentrierstifte im Hundertstel-Bereich genau auf den Rundtisch aufgespannt. Zudem wird bei jedem neuen Bauteil die Vorrichtung nach Fertigstellung mit einer Digitalkamera fotografiert und das Bild bei den Unterlagen abgelegt. Bei Wiederholteilen kann der Bediener dann sehr schnell erkennen, wie die Vorrichtung aufgesetzt werden muss und in kürzester Zeit den Auftrag starten.

Laser schweißt schneller und verzugsärmer

Beim Schweißen selbst ist der Laser ohnehin nicht zu toppen. Franz Thoma: „Der Laser ist deutlich schneller als das WIG-Schweißen und bringt zudem weniger Wärme ins Bauteil. Die Wärmeeinbringung ist nur etwa halb so groß wie beim WIG-Schweißen, was zu einem erheblich geringeren Verzug führt. Zudem ist die Laser-Schweißnaht qualitativ besser als eine WIG-Naht – weniger schuppig und viel glatter.“ Als logische Konsequenz beträgt bei Thoma heute der Anteil des WIG-Schweißens nur noch etwa zehn Prozent. WIG wird praktisch nur noch für sehr dicke Bleche eingesetzt oder wenn die Laseranlage ausgelastet ist. Auch für Einzelteile – vor allem, wenn sie sehr schnell benötigt werden – ist das Laserschweißen nach Überzeugung von Franz Thoma nicht unbedingt die beste Lösung. „Aber bei kleinen Serien von 20 Stück und mehr rechnet sich das Verfahren auf jeden Fall.“

Dies umso mehr, seit die Kosten für Verschleißteile deutlich zurückgegangen sind, denn die Blitzlampen für den bei Thoma eingesetzten, lampengepumpten 2 kW Nd:YAG-Laser HL 2006 D von Trumpf halten heute rund doppelt so lange wie in der Anfangszeit. Franz Thoma: „Bei den Blitzlampen hat sich in den letzten Jahren viel getan. Die ersten Blitzlampen hielten bei uns rund 1.500 Stunden, heute bringen es die neuen Lampen auf 3.000 Stunden.“ Bei den heutigen diodengepumpten Festkörperlasern ist dies ohnehin kein Thema mehr.

Die Zuverlässigkeit der Anlage ist für Franz Thoma über jeden Zweifel erhaben. Kleinigkeiten gibt es bei jeder Maschine – vor allem bei einem so komplexen System, aber größere Defekte sind in den letzten drei Jahren nicht aufgetreten und bei den wenigen Problemen war immer in kürzester Zeit ein Servicetechniker im Haus. Die hohe Zuverlässigkeit gilt übrigens auch für den von Kuka stammenden Roboter der Laserzelle, dem Thoma nach drei Jahren den ersten Service samt neuer Antriebsriemen gönnte.

Know-how bei Spannvorrichtungen zahlt sich aus

Mit dem Kauf der Laserzelle hat sich das Teilespektrum für Thoma deutlich ausgeweitet. Eines der Highlights unter den Teilen war ein großer Edelstahl-Schaltschrank für eine High-End-Industriewaage mit einer Schweißnahtlänge von insgesamt rund 9 m. Mit seiner Laserzelle gelang es Thoma als erstem Blechbearbeiter, den Schrank mit einer Größe von etwa 1.500 x 500 x 500 mm als Ganzes zu schweißen. Wie so oft zahlte sich auch hier das große Know-how in Sachen Spannvorrichtungen aus. Franz Thoma: „Es ist alles andere als einfach, ein Teil mit einer Kantenlänge von 1.500 mm auf der ganzen Länge auf 1/10 mm genau zu positionieren, damit die Schweißnaht richtig sitzt. Wir haben es geschafft und den Auftrag erhalten.“

Nicht zuletzt dank seiner Laserschweißzelle schafft es Thoma auch immer wieder, Gussteile durch Blechkonstruktionen zu ersetzen. Hier stehen die Bisinger, die neben der Blechbearbeitung auch eine große zerspanende Fertigung betreiben, den Kunden mit Rat und Tat zur Seite. Franz Thoma: „Viele unserer Kunden aus dem Guss-Bereich gehen heute in Richtung Blech. Hochgenaue Bauteile bleiben zwar nach wie vor überwiegend im Guss, aber 50 bis 60 Prozent der bei uns spanend bearbeiteten Teile lassen sich hervorragend in eine Blechkon­struktion übertragen.“ Und so werden gemeinsam mit den Kunden regelmäßig Gussteile in Blechkon­struktionen umkonstruiert, die sich bei gleicher Funktion oder mit minimalen Abstrichen erheblich kostengünstiger herstellen lassen. In einigen Fällen gehen dabei die Kunden auf Thoma zu und fragen, ob sich ein Teil nicht besser mit Blech herstellen ließe. Manchmal geht auch Thoma als Lieferant mit einer Idee auf die Kunden zu und schlägt eine kostengünstigere Lösung vor – und stößt damit angesichts der möglichen Kostensenkungen sehr oft auf offene Ohren.

In welchen Dimensionen sich die Einsparungen bewegen können, verdeutlichte Franz Thoma an einem aktuellen Beispiel: „Bei dem Gehäuse eines guten Kunden kostete allein das Gussteil ohne die Zerspanung rund 100 Euro – heute erhält er von uns das komplett fertig bearbeitete, funktionsgleiche Blechteil für 30 Euro. So eine Einsparung lässt sich natürlich nicht überall umsetzen, aber bei fast allen Teilen können wir die Kosten um rund 50 Prozent reduzieren.“

Bei so viel guten Erfahrungen stellt sich zwangsläufig die Frage: Wann kommt die nächste Laserschweißzelle? Franz Thoma: „Eigentlich hätten wir schon ein zweites Laserschweißsystem, denn wir sind mit dem Laserschweißen sehr zufrieden. Wir haben dadurch nur Vorteile – keine Nacharbeit, genauere Teile und weniger Verzug. Allerdings mussten wir wegen der Krise auf die Bremse treten.“ Doch aufgeschoben ist nicht aufgehoben. Klar ist aber schon heute, dass Thoma bei der Strahlquelle auf neueste Technik setzen und einen diodengepumpten Scheibenlaser einsetzen will.W

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