Industrielle Lasertechnik




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Industrielaser nach Maß

von Günter Kögel

Wie kann sich ein kleiner Hersteller industrieller Laser gegen die Macht der großen Marktführer behaupten? Ganz einfach: Indem er seinen Kunden für besondere Anwendungen individuell angepasste Strahlquellen baut, die vom Pumplaser bis zur kleinsten Schraube konsequent für den harten Einsatz in der Industrie ausgelegt sind. Bisher haben vor allem Kunden aus den Bereichen Photovoltaik, Sicherheitsindustrie, Mikromaterialbearbeitung und Markieren die Laser von Innolas aus Krailling zu schätzen gelernt, aber fast täglich kommen neue Anwendungen hinzu.



„Die Physik des Lasers ist für alle gleich, doch die Gestaltung bietet noch reichlich Spielraum, um eine Laserstrahlquelle für die Industrie einfach handhab- und nutzbar zu machen," so die Überzeugung von Christian Hahn, Bereichsleiter Industrielaser bei der InnoLas Laser GmbH. Und genau das hat InnoLas getan. Und zwar nicht im Massenmarkt, in dem sich die Großen der Branche tummeln, sondern in der Nische der kundenspezifischen Lösungen. Christian Hahn: „Wir haben unseren Fokus auf die kleinen Kunden gelegt und entwickeln auch für kleine Serien spezielle Strahlquellen. Denn ein Standard-Katalogprodukt wird nie eine Laserbearbeitungsaufgabe optimal erfüllen. Jede Anwendung ist anders. Oft reichen aber minimale Anpassungen, um noch die entscheidenden Prozente herauszuholen, die über Erfolg und Misserfolg eines Produktes entscheiden. Von der ersten Idee bis zum Service für die installierten Geräte arbeiten wir dabei sehr eng mit unseren Kunden zusammen."

Insbesondere der größere, aber hochflexible und leistungsstärkere Nanio-Laser von InnoLas lässt sich in verschiedenster Form auf Kundenwünsche anpassen. Aber auch der extrem kompakte Mosquitoo, der locker auf einer Hand Platz findet, bietet einige Individualisierungsmöglichkeiten. Beide Laser gibt es in Grün, Infrarot und Ultraviolett. Die Nennleistungen reichen von 0,3 bis 25 Watt, die Pulsspitzenleistungen von 0,5 bis mehr als 60 kW.

Typisch für ein InnoLas-Projekt: Die Kunden können oftmals nicht sagen, was für einen Laser sie brauchen, sondern kommen mit einer konkreten Bearbeitungsaufgabe. Die InnoLas-Entwickler wählen dann auf Basis ihrer langjährigen Erfahrung geeignete Strahlquellen aus, führen Versuche durch und optimieren so lange, bis das Ergebnis den Vorstellungen des Kunden entspricht. Vertriebsleiter Martin Paster: „Wenn wir bei den Versuchen zur Überzeugung kommen, dass ein Prozess mit Pulsen von 60 ns besser funktionieren müsste als mit 30, 40 oder 50 ns, können wir so einen Laser sehr schnell aufbauen und die Versuche durchführen. Denn Entwicklung, Labor und Montage sind unter einem Dach und die Wege sehr kurz."

Für die Versuche verfügt das InnoLas-Labor über sämtliche Laser des Hauses. Die Versuchsaufbauten werden aber bewusst einfach gehalten. Die Erklärung von Christian Hahn: „Wir wollen mit unseren Versuchen nicht zu weit in das Know-how der Maschinenhersteller eindringen. Deshalb führen wir zum Beispiel nur selten mehrachsige Bearbeitungen durch. Wir wollen nur zeigen können, welche Ergebnisse sich mit unseren Lasern erreichen lassen. Daraus eine marktreife Maschine zu entwickeln ist Sache unserer Kunden."

Bei den Versuchen im Labor sind die Kunden übrigens herzlich willkommen. Martin Paster: „Wir laden gerne Kunden für die Versuche zu uns ins Applikationslabor ein. Nach unserer Erfahrung führt dies wesentlich schneller zum Ziel als das Zusenden von Musterteilen. Wenn der Kunde zu uns kommt, erhält er genau das, was er will – und nicht das, was er gesagt hat. Zudem bekommt der Kunde bei den Versuchen ein Gefühl dafür, wie stabil der Prozess läuft und wie schnell das Ergebnis zu erreichen war. Wenn wir Musterteile bearbeiten, weiß der Kunde ja nicht, ob wir die Bearbeitung in fünf Minuten oder in zwei Tagen geschafft haben. Oder ob wir von zehn Mustern alle zehn korrekt bearbeitet haben oder nur das eine, das er zur Begutachtung in Händen hält. So wollen wir keine Geschäfte machen. Unsere Kunden sollen ein Gefühl dafür erhalten, ob ein Prozess einfach umzusetzen ist oder nur in einem ganz engen Prozessfenster funktioniert."

Wie bei so einer Ausrichtung nicht anders zu erwarten, sind es immer wieder die schwierigen Aufgaben, die bei InnoLas landen. Ein aktuelles Beispiel dafür ist das Bohren eines Sackloches in ein Messingbauteil für die Druckindustrie. Die Schwierigkeit dabei war nicht nur das Material selbst, sondern auch die Forderung, dass beim Bohren des Sackloches praktisch kein Aufwurf am Rand entstehen durfte. Mit Strahlquellen, die es auf dem Markt gibt, ließen sich die gewünschte Qualität und Geschwindigkeit nicht erreichen.

Hier schlägt die Stunde von InnoLas. Christian Hahn: „Da wir für unsere Strahlquellen von Beginn an ein sehr modulares Konzept gewählt haben, können wir die Eigenschaften in einem sehr großen Bereich variieren, ohne dass wir komplett neue Komponenten entwickeln müssen. Durch die geschickte Auswahl und Kombination bewährter Elemente lässt sich sehr viel erreichen, und wir vermeiden zudem, dass wir bei jedem neuen Laser die komplette Lernkurve von Anfang an durchlaufen müssen. Wir erhalten dadurch eine sehr hohe Flexibilität und können individuell angepasste Laser in kleinen Stückzahlen bauen, die nicht viel mehr kosten als eine Standardstrahlquelle."

Für den Kunden rechnet sich dies allemal, denn er kann mit einem Laser antreten, der nur unwesentlich teurer ist, aber noch 10 oder 15 Prozent mehr aus einem Prozess herausholt. So ist schon so manches Gerät entstanden, das anderen Lösungen in punkto Geschwindigkeit oder Qualität überlegen ist. Und – ein weiterer wichtiger Baustein des InnoLas-Erfolgs: Der Kunde erhält eine Strahlquelle, die dem neuesten Stand der Technik entspricht und die vom Diodenpumplaser bis zur kleinsten Schraube konsequent für den harten Einsatz in der Industrie ausgelegt ist.

Die Erklärung liefert Reinhard Kelnberger, Geschäftsführer der InnoLas Laser GmbH: „Wir konnten 2008 das Kernteam der ehemaligen Bavarian Photonics komplett übernehmen, denn das Unternehmen war von Coherent gekauft worden und sollte von München nach Lübeck verlegt werden. Die Mitarbeiter haben es aber vorgezogen, im Süden zu bleiben und sind zu uns gekommen."

Martin Paster erinnert sich noch gut an seinen ersten Tag bei InnoLas: „Das Erste, was wir gemacht haben: Wir haben uns mit verschiedenen Integratoren zusammengesetzt und gefragt: Wie müsste für Sie ein idealer Laser aussehen? Was könnte man besser machen als bisher? Was ist für Ihre Anwendung wirklich wichtig? Denn wir wollten die einmalige Chance nutzen, dass wir ohne Rücksicht auf bestehende Entwicklungen und Strukturen auf Basis unseres vorhandenen Wissens einen komplett neuen Laser entwickeln konnten, der von der ersten bis zur letzten Schraube für den Einsatz in der Industrie ausgelegt ist."

Christian Hahn ergänzt: „Unser erklärtes Ziel war es, den Laser zu einem Werkzeug für die Industrie zu machen. Bei einem Schraubenschlüssel denkt ja auch keiner nach, aus welchem Stahl er besteht. Genau so sollen auch unsere Laser sein – ein Werkzeug für die Industrie, das ohne großes Hintergrundwissen sofort einsetzbar ist. Wir treiben unsere Strahlquellen deshalb absichtlich nicht an irgendwelche Rekordgrenzen. Wir könnten zwar jeden unserer Laser mit mehr Leistung anbieten, machen dies aber ganz bewusst nicht. Für uns ist es viel wichtiger, dass unsere Produkte im industriellen Einsatz reproduzierbar und mit hoher Zuverlässigkeit laufen."

Eine Philosophie, die vom Firmenchef Reinhard Kelnberger – Praktiker und Lasermann der ersten Stunde – voll unterstützt wird: „Es ist noch gar nicht so lange her, da brauchte man für jeden Laser einen Spezialisten, der den Laser den ganzen Tag streichelt und pflegt, damit er auch funktioniert. So etwas ist heute in der Industrie undenkbar." Und so standen im Pflichtenheft des neuen Lasers auch industriell relevante Kriterien wie maximale Zuverlässigkeit, Langlebigkeit, einfache Handhabung und Integrierbarkeit sowie Servicefreundlichkeit weit vor höchster Leistung.

Die Folgen dieser Prioritäten findet man an vielen Stellen der Laser von InnoLas – von der Einkopplung der Pumpdioden bis zum Kühlwasseranschluss. Christian Hahn: „Viele Hersteller koppeln die Pumpdioden über eine Faser ein. Die Diode sitzt dabei in der Versorgungseinheit, was verschiedene technische Vorteile hat. Die Pumpfaser ist aber extrem kritisch in der Handhabung, was so gar nicht zu einer rauen Industrieumgebung passt." Die Erklärung von InnoLas-Servicemann Stephan Falk: „Wenn ein Staubkorn vorn auf die Faser kommt, brennt die Faser ab und die Pumpdiode ist kaputt. Zudem ändern sich die Strahleigenschaften des Lasers, wenn die Faser bewegt wird. Ein perfekt ausgebildeter Servicetechniker ist darauf trainiert. Er hat ein Faserinspektionsmikroskop dabei und kann mit so etwas gut umgehen. Doch dies ist ein Wunschtraum. Die Praxis in der Industrie sieht ganz anders aus, und so kann es durchaus vorkommen, dass durch unüberlegte Servicearbeiten große Schäden entstehen. Schließlich ist die Diode eines der teuersten Teile am Laser."

Die Lösung von InnoLas, um diese Schwachstelle von vornherein auszuschließen: Die Pumplaserdioden sitzen im Laserkopf. Wie Christian Hahn erklärt, wird „dadurch zwar der Kopf größer und auch die Technik etwas aufwändiger, da wir Hochstrom in den Kopf übertragen müssen. Doch die höhere Zuverlässigkeit des Systems ist uns diesen Mehraufwand wert. Zudem ist bei uns die Diode kein empfindliches Einzelteil, sondern ein komplettes, robustes, unempfindliches Modul, das einfach mit vier Schrauben ohne Wärmeleitpaste oder Indiumfolie befestigt wird."

Martin Paster zu einer weiteren Besonderheit: „Wir sind der einzige Hersteller, der eine normierte Schnittstelle für die Verbindung des Netzteils mit dem Laser hat. Unsere Versorgungseinheit lässt sich an jeden InnoLas Laser anschließen, egal ob grün, infrarot oder ultraviolett, Langpuls, Kurzpuls oder kundenspezifisch verändert. Der Laser wird einfach angesteckt, ohne dass an der Hard- und Software-Ansteuerung etwas geändert werden muss. Damit ist auch die Ersatzteilversorgung wesentlich einfacher. Die Parameter sind immer in dem Modul gespeichert, zu dem sie gehören. Wenn man an eine unserer Versorgungseinheiten einen anderen Laserkopf ansteckt, holen sich beide automatisch die entsprechenden Parameter. Dies ist sehr einfach, geht schnell und schließt Fehleingaben durch den Bediener aus."

Ein weiteres Plus ist nach Überzeugung von Christian Hahn auch, dass InnoLas die Sicherheitskreise für Shutter und Not-Aus zweikreisig und überwacht anbietet: „Dies ist für alle Unternehmen sehr wichtig, die ihr System als Klasse 1 Lasermaschine anbieten wollen. Bei diesen Systemen muss absolut sichergestellt sein, dass kein Licht herauskommt. Wie soll das bei einem einkreisigen System funktionieren? Dies erfordert zusätzliche Komponenten vor und nach der Strahlquelle. Wir haben uns als Laserhersteller dieser Verantwortung gestellt und die nötigen Überwachungsfunktionen für ein Klasse 1 System integriert, was wesentlich günstigere und elegantere Lösungen für unsere Kunden erlaubt."

Selbst bei scheinbaren Kleinigkeiten zeigt sich der Fokus auf den Einsatz der Laser im industriellen Einsatz. So ist InnoLas wohl der einzige Hersteller, der sich einen Wasseranschluss aus V4A leistet. Die Begründung von Martin Paster: „Der Stecker ist sehr hochwertig und auch nach langen Jahren im harten Industrieeinsatz absolut dicht. Stecker aus Kunststoff können nach vielen Jahren porös werden und beim Service brechen. Die Strahlquellen sind aber in der Regel im Inneren von komplexen und teuren Maschinen verbaut, und wenn hier Wasser austritt, kann das katastrophale Folgen haben. Wir haben bei diesen Steckern und bei allen anderen Komponenten bewusst nicht auf den letzten Cent geschaut, sondern darauf geachtet, dass an allen wichtigen Stellen sehr hochwertige, industriegerechte Elemente verbaut werden."

Einige Wünsche der Industriekunden waren sogar noch einfacher zu erfüllen, zum Beispiel die Möglichkeit, zwei Griffe anzuschrauben, um den Laser bei der Montage besser in die Maschinen einsetzen zu können. So etwas kostet wenig, hilft aber den Monteuren enorm.

So manche industriegerechte Lösung in den InnoLas Lasern erforderte nicht einmal zusätzliche Investitionen, sondern nur ein offenes Ohr für die Sorgen und Nöte der Betreiber. Bestes Beispiel dafür ist für den Service-Profi Stephan Falk die Flexibilität bei der Position des Q-Switch-Treibers: „In jeder Maschine gibt es eine Seite, auf der man den Laser gut erreichen kann und eine andere Seite, wo man oft gar nicht an den Laser herankommt. Nun ist zum Beispiel der Q-Switch-Treiber ein Bauteil, das eine gewisse Ausfallwahrscheinlichkeit hat und eventuell einmal ausgetauscht werden muss. Bei unseren Nanio-Lasern kann der Kunde entscheiden, ob der Q-Switch-Treiber links oder rechts sitzen soll. Im Servicefall ist das ein riesiger Vorteil, denn sobald der Laser in der Maschine montiert bleiben kann, sind alle Arbeiten sehr schnell erledigt. Wenn der Laser ausgebaut werden muss, sind eine aufwändige Neujustierung und das Einfahren des Prozesses oft nicht zu vermeiden. Unser Konzept ist es deshalb, dass der Laser im Servicefall so lange wie möglich auf der Maschine verbleiben kann."

Einen weiteren Unterschied mit minimalen Mehrkosten und großen Auswirkungen auf den praktischen Einsatz nennt Christian Hahn: „So manche Strahlquelle im Markt ist zwar bei Leistung oder Strahlqualität über jeden Zweifel erhaben, hat aber zum Beispiel an der Austrittsseite kein einziges Gewinde und keine Passungsbohrung – und damit auch keine Möglichkeit für den Kunden, Komponenten wie eine Strahlaufweitung oder einen Scanner vernünftig zu befestigen. Wir versehen jeden unserer Laser an der Stirnseite mit mehreren Gewinden und Passungsbohrungen, an denen der Kunde sehr einfach seine Anbauten befestigen kann."

Einen letzten Unterschied, der von den Industriekunden von InnoLas sehr geschätzt wird, findet man gar nicht an den Lasern selbst. Dazu muss man sich schon ins Servicelager des Unternehmens bemühen. Bei der Erklärung dazu kann sich Reinhard Kelnberger ein leichtes Schmunzeln nicht verkneifen: „Wir verfügen über ein Service-Lager, das sich kein aktiennotiertes Unternehmen in dieser Form leisten würde. Jeder Financial Controller einer Aktiengesellschaft, der dieses Lager sieht, hätte unseren Betrieb wegen zu hoher Lagerhaltungskosten schon lange zugesperrt. Durch dieses Lager haben wir aber jedes Ersatzteil jederzeit vorrätig und können in kürzester Zeit liefern."

Mit diesem Lager und dem überaus unbürokratischen Umgang mit Servicefällen hat sich InnoLas schon bei vielen Kunden – vor allem bei Firmen, deren Systeme an sieben Tagen die Woche rund um die Uhr laufen müssen – Freunde fürs Leben gemacht. Stephan Falk: „Bei einem Defekt diskutieren wir nicht mit unseren Kunden, was nötig ist und was nicht. Wenn etwas defekt ist, klären wir am Telefon, wo der Fehler liegt und schicken sofort ein Ersatzteil hin. Der Kunde kann dadurch nach kürzester Zeit weiter produzieren und wir klären danach in aller Ruhe, was genau defekt war, ob man es beim Kunden reparieren kann oder ob man das Teil zu uns ins Werk schicken muss, ob es ein Garantiefall ist oder ob der Kunde die Kosten tragen muss und alles andere."

Gute Voraussetzungen, um das vom Geschäftsführer Reinhard Kelnberger ausgegebene Ziel zu erreichen: „Wir wollen als deutscher Laserhersteller der ausländischen Konkurrenz Paroli bieten, und zwar in vielen Bereichen."

www.innolas.com



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