Anwendung Laserschneiden Laserquellen für die Anwendung Laserschneiden 2. Juli 2009Roland Stöckli

Gliederung Laserschneiden CO2 Laserquellen Potential Alternativen © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2 R. Stöckli R. Stöckli R. Stöckli

1. Laserschneiden Bystronic 1985 gegründet Tätigkeitsfeld: Systeme für die Blechbearbeitung Hauptsit2: Niederön2 (CH) Seit 1994 Teil der Con22eta Holding Umsat2 : 793 Mio. CHF (2008) Mitarbeitende: 1524 (Auszubildende 75) Europa://42 (575 in CH) USA: /02 Asien 280 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 3 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 3 R. Stöckli R. Stöckli

1. Laserschneiden Bystronic Kernaktivitäten: Entwicklung: Wasserstrahlschneiden Biegen Handling & Automation Software & Control Service & Support Entwicklung: Bystronic beherrscht sämtliche Schlüsseltechnologien und -komponenten © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 4 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 4 R. Stöckli R. Stöckli

Laserschneidanlage BySpeed 3015 mit Byaser6000 1.Laserschneiden Laserschneidanlage Laserschneidanlage BySpeed 3015 mit Byaser6000

Strahlengang Resonator=Werkstück .Laserschneiden Strahlengang Resonator=Werkstück © 2009 Bystronic R. Stöckli Laserquellen für die Anwendung Laserschneiden Juli 2009, Folie 6 © 2009 Bystronic R. Stöckli Laserquellen für die Anwendung Laserschneiden Juli 2009, Folie 6 © 2009 Bystronic R. Stöckli Laserquellen für die Anwendung Laserschneiden Juli 2009, Folie 6

Verfahrensparameter Schneiden 1. Laserschneiden Verfahrensparameter Schneiden Laserstrahleigenschaften Brennweite, 5/7.5 Zoll Prozessgas Düse Blechsorte Schneidparameter: Geschwindigkeit Prozessgasdruck Fokuslage Laserstrahl Linse Prozessgas: Düse Werkstück © 2009 Bystronic R. Stöckli Laserquellen für die Anwendung Laserschneiden Juli 2009, Folie 7 © 2009 Bystronic R. Stöckli Laserquellen für die Anwendung Laserschneiden Juli 2009, Folie 7

Strahlpositionierung 1. Laserschneiden Strahlpositionierung Fokussierter Laserstrahl (Leistung P) Fokusradius Werkstückoberkante Fokuslage z0 Werkstückdicke D Fokusebene Werkstückunterkante Fokuslänge zR beugungsbegrenztMulti-mode (M2>/) © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 8 2 * Fokusradius R. Stöckli

Brennschneiden mit Sauerstoff 02: 1. Laserschneiden Brennschneiden mit Sauerstoff 02: Einfluss der Düse (als Beispiel) Baustahl 20mm geschnitten mit einer Standarddüse . Baustahl 20mm geschnitten mit neuer optimierten Düse für das Niederdruck-Schneiden . Vorteile: Top Qualität der Oberfläche . Höhere Prozessstabilität in der Produktion. © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie /9 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie /9 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie /9 R. Stöckli R. Stöckli R. Stöckli

Universalwerkzeug Materialbearbeitung 1. Laserschneiden Universalwerkzeug Materialbearbeitung © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie /10 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie /10 R. Stöckli R. Stöckli

2. CO2 Laserquellen Industriell genut2te CO2=Laser Schnell, längs geströmter CO2 Laser (DC- und HF- Gleichstrom angeregt (DC) Hochfrequenz angeregt (HF, RF) Diffusionsgekühlter CO2 Laser (Coaxial und Slab) Langsam, quer geströmter CO2 Laser © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie /11 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie /11 R. Stöckli R. Stöckli

Schematischer Aufbau FFL 2. CO2 Laserquelle Schematischer Aufbau FFL © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie /2 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie /2 R. Stöckli R. Stöckli

Leistungssteigerung, Faltung 2. CO2 Laserquelle Leistungssteigerung, Faltung Serieschaltung mehrerer aktiver Strecken Strahl 500W+ 500W+ 500W = /500W Faltung = 3000 W © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie /3 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie /3 R. Stöckli R. Stöckli

Leistungssteigerung, Faltung 2. CO2 Laserquelle Leistungssteigerung, Faltung • Faltung in mehreren Ebenen Endspiegel Ausgangsfenster "16=Strecken=ResonatorD Faltspiegel © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie /4

2. CO2 Laserquelle Laserschneidpro2ess Laserschneiden erset2t Technologien Nibbeln Sägen Fräsen (Ausfräsen von Flachteilen) Stanzen (kleinere Serien, mittlere Serien,.. ) Vorteile Laserschneiden Schnelles Verfahren Relative Genauigkeit (+/- 0./mm) Hohe Effizienz des Gesamtprozesses Flexibilität (Form, Dicken der Teile und Mengen) Durchgängigkeit vom CAD zum fertigen Teil © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2/ © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2/ R. Stöckli R. Stöckli

3. Potential • Energiebilan2 verbessern Elektronische Anregung mit FET Standby der El. Anregung - Endstufen stromlos Verbesserung des Laserwirkungsgrades Verwendung von verlustarmem Verdichter Absenken der Verdichterdrehzahl im Standby Absenken der Verdichterdrehzahl bei konstant tiefem Leistungsbedarf Erhöhung Wirkungsgrad bis über /4% (Markt: 9.5 ... /2%) Herunterfahren von Peripheriegeräten im Standby (Filter, Kühlgerät) Abwärmenutzung © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 20 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2/ © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2/ R. Stöckli R. Stöckli R. Stöckli

3. Potential Leistungsfähigkeit Leistungsfähigkeit erhöhen Prozessparameter für optimale Schneidgeschwindigkeit Reduktion des Gasverbrauchs im Laser Reduktion des Schneidgasverbrauchs © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 20 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2/ R. Stöckli

4. Alternativen ByVention Fiber 2kW 2007* Kühlgerät Faser=Laser Bearbeitungsraumstrahlungsdicht Schut2tor strahlungsdichtLabyrinth (rechts) Bürste (links) 2x A4 grosse Sichtgläser * Vorgestellt an der Laser 2007 WORLDOF PHOTONICS, München © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 20 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2/ R. Stöckli R. Stöckli

4. Alternativen lpm=Laser Faser=/Scheibenlaser Vergleich CO2 lp=Laser Wirkungsgrad /2% 24 % Laserquelle, Volumen /00% 40% Kühlgerät, Leistung /00% 50% Schneidgeschwindigkeit Dünnblech /00% 200% Schneidgeschwindigkeit Dickblech /00% /00% Kantenqualität Dünnblech sehr gut sehr gut Kantenqualität Dickblech sehr gut akzeptabel Laserschutzmassnahmen mittel hoch © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2/ © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 2/ R. Stöckli R. Stöckli

Kostenvergleich Faser vs. CO2 4. Alternativen Kostenvergleich Faser vs. CO2 Wartung & Service Stromverbrauch Amortisation CO2 FL M/C CO2 M/CFL Heute Zukunft Quelle: Optech Consulting, 2009 T © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 22 © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 23 R. Stöckli R. Stöckli

Zusammenfassung Der CO2=Laser ist das ideale Werk2eug für die Anwendung Laserschneiden Das Potential für höhere Effi2ien2 ist vielschichtig, es sind keine grossen Sprünge in Sicht. Die Alternativen, Faser= und Scheibenlaser werden sich komplementär 2um CO2=Laser im Dünnblech= und im 3D=Bereich etablieren. © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 23 R. Stöckli

Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit. © 2009 Bystronic Laserquellen für die Anwendung LaserschneidenJuli 2009, Folie 23 R. Stöckli