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KleinstserienfertigungAudis Vorseriencenter braucht Universalwerkzeuge

Audi Q2

In der Versuchsteilefertigung bei Audi in Ingolstadt werden anspruchsvolle Bauteile als Prototypen und in Kleinstserien hergestellt. Dabei setzen die Verantwortlichen auf VHM-Fräser von Haimer, die sich durch ihre Geometrie und Qualität für vielfältige Zerspanungsaufgaben eignen. Ihr Dämpfungs- und Rundlaufverhalten ermöglicht es, in Vergleichsfällen die Produktivität um ein Vielfaches zu steigern.

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PlasmaschneidenGrün und mobil

Plasmaschneiden ohne Druckluft- und Gaszufuhr? Doch, das geht. Ein neues Plasma-Schneidsystem von Fronius beseitigt sowohl die Mobilitäts- als auch die Gesundheitsschutz-Einschränkung, wie Anwender bestätigen.

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Plasmaschneiden: Grün und mobil

Das Plasmaschneiden stellt für Anwender in der Metall verarbeitenden Industrie und im Metallhandwerk sowie auch im Rettungswesen eine bewährte, gängige Praxis dar. Zahlreiche Vorteile zeichnen das Verfahren zum Trennen von Blechen aus: Dazu gehören beispielsweise die (relativ zum autogenen Schneidbrennen) geringere Wärmeeinbringung und die wesentlich höhere Schneidgeschwindigkeit. Entweder Druckluft oder technische Gase bzw. Schutzgasgemische bilden das Medium zum Erzeugen des Plasmas.

Folglich zählen stationäre Druckluftleitungen, Kompressoren oder Gasbehälter zum unverzichtbaren Equipment beim Plasmaschneiden. Diese Voraussetzung zeigte bisher die Grenzen der Anwendung auf: Bei Bau-, Reparatur- und Montagearbeiten in luftiger Höhe, in engen Räumen oder beim mobilen Rettungseinsatz fehlt meist eine verfügbare Druckluftzufuhr. Oft sind auch die dann mitzuführenden Geräte wie Gasflasche und Kompressor zu schwer, zu sperrig und zu gefährlich. Diese Einschränkungen galt es zu beseitigen.

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Plasma-Trennverfahren auf Wasserdampfbasis

Mitglieder eines Forschungs- und Entwicklungsteam bei dem Hersteller Fronius nahmen die Idee auf, Wasserdampf statt der üblichen Plasma-Medien zum Schneiden zu verwenden. Inspiriert von dem Gedanken an zukünftig grenzenlos mobiles und „Grünes“ Schneiden entwickelten sie eine völlig neue Technologie. Ihre Intention: Eine Flüssigkeit auf Wasserbasis steht in auffüllbaren Mini-Tanks bereit. Im Vergleich zum Gasbehälter hat ein Wasserbehälter ein weitaus geringeres Volumen; bezogen auf die bereit zu stellende Gasmenge. Die Eigenversorgung mit dem Medium innerhalb des Plasmaschneid-Systems ist leicht möglich: Umgewandelt in Wasserdampf, ersetzt die Flüssigkeit das Gas-Medium und erübrigt den Kompressor, die Druckluftleitung oder die Gasgebinde.

Mehr noch: Die Arbeit des Nutzers wird leichter, die Umgebung sauberer und angenehmer. Der Anwender ist sowohl von gewichtigen Teilen des Equipments entlastet als auch vom störenden Lärm der Absaugvorrichtung oder aber gesundheitsschädlichen Stoffen am Einsatzort. Denn die Emissionen an Staubpartikeln, Ozon, NOx, Chrom und Nickel der mit dem Medium Wasserdampf arbeitenden Plasmaschneidsysteme sind wesentlich geringer als die der konventionellen Geräte.

Das Resultat der Entwicklungsarbeit repräsentiert das Plasmaschneidgerät Transcut 300. Mit ihm haben die Entwickler ihre Vision umgesetzt. Metallfachleute in Industrie, Handwerk oder Bauwesen gewinnen eine „grüne“ Alternative zum klassischen Plasma-Trennverfahren.

Transcut 300 heißt das kleinste und leichteste komplette Plasma-Schneidsystem seiner Klasse. Es wird per Hand geführt und ist voll generatortauglich. Mit einem Gewicht von 14 kg lässt es sich bequem auf Leitern, Gerüste oder an andere exponierte Einsatzorte mitnehmen. Ein integrierter Vorratstank für das flüssige Schneidmedium Transcut Liquid fasst 1,5 Liter und lässt sich mit Kartuschen einfach auffüllen.

Im erwärmten, dampfförmigen Zustand dient diese Flüssigkeit als Medium für das Plasma. Der Verbrauch beträgt lediglich wenige Gramm pro Minute. Eine Tankfüllung reicht im typischen Baustelleneinsatz bis zu einem Monat. Außerdem benötigt der Anwender zum Betrieb des Systems nur einen 230 Volt-Anschluss. Den Schneidstrom kann er im Bereich zwischen 16 und 30 A stufenlos regeln. Bis zu 12 mm dicke Bleche aus Stahl, Aluminium, hoch legiertem (Edel-)Stahl oder anderen elektrisch leitenden Werkstoffen kann der Nutzer schneiden. Die Nennblechstärke beträgt 6 mm und Trennschnittkapazität 10 mm. Das System Transcut ist einfach zu handhaben. Der Prozess stickt die Schnittflächen nicht auf, denn die stickstoffreiche Luft als Schneidmedium ersetzt Transcut durch eine Flüssigkeit auf Wasserbasis.

Nacharbeiten werden deutlich reduziert

Dadurch reduziert sich bei nachfolgenden Schweißarbeiten das Risiko der Porenbildung. Die oxidfreien Schnittflächen der bearbeiteten Werkstücke lassen ein deutliches Reduzieren der sonst erforderlichen Nacharbeiten zu. Eine hohe Schneidgeschwindigkeit trägt zur besseren Wirtschaftlichkeit bei.

Bevor die Anwender das System nutzen und von seinen Vorteilen profitieren konnten, haben die Entwickler zahlreiche Aufgaben gelöst. Das Plasmagas wird direkt im Plasmabrenner durch Verdampfen des flüssigen Transcut Liquid erzeugt. Ein Regelsystem hält den Wärmehaushalt im Brenner im Gleichgewicht und gewährleistet so einen stabilen Prozess des Verdampfens bzw. Überführens in den gasförmigen Aggregatzustand.

Das flüssige Medium durchläuft dabei mehrere Verdampfungszonen im Plasmabrenner. Ein komplexes thermisches Management stellt sicher, dass immer ein vollständiges Verdampfen des Mediums gewährleistet ist.

Dem Einschalten der Stromquelle folgt zunächst eine kurze Aufheizphase. Eine Kontaktzündung löst dann den Lichtbogen aus: Das Betätigen des Brennertasters setzt die Pumpe in der Stromquelle in Betrieb und baut Druck im System auf. Der Druck bewirkt das Abheben der Kathode von der Düse, und der Pilotlichtbogen zündet. Dieser schaltet bei Annäherung an das Werkstück selbständig auf den Hauptlichtbogen um. Der Schneidvorgang kann beginnen.

Transcut 300 nützt die dabei frei werdende thermische Energie zum Verdampfen des flüssigen Mediums. Inzwischen bestätigen zahlreiche Nutzer, dass die Entwickler den gestellten Ansprüchen gerecht geworden sind. Peter Gruber, Mitinhaber des mittelständischen Metallwarenerzeugers Pohl & Co. im österreichischen Wels, hatte nach einem Verfahren für seine spezifischen Anwendungsbedingungen gesucht und sich für Transcut entschieden.

Seither setzt er das System unter anderem zum Fertigen von Metall-Tischgestellen und Polstermöbelbeschlägen ein. 4 bis 8 mm dickes Blech aus Stahl und 3 bis 6 mm dickes aus Edelstahl sind zu schneiden. „Kein Druckluftanschluss und kein Kompressor, das ist es was wir brauchen! Ich bin sehr zufrieden.“

Nicht mehr im Nebel stehen

Horst Schumann, Inhaber des gleichnamigen Schlosserei- und Stahlbaubetriebes in Koblenz, lernte Transcut während der Euroblech kennen und übernahm das System in seinen Maschinenpark. Präzise Ausschnitte in Rohren und Blechwannen oder Abgasanlagen sind die häufigsten Aufgaben im Tagesgeschäft, die er damit bearbeitet. Die Werkstücke bestehen aus Stahl-, Messing-, Edelstahl- und verzinktem Blech von 1,5 bis 4 mm Dicke. „Ich bin vor allem beim Kundendienst flexibel und beweglich. Vor Ort ist die Ausrüstung schneller einsatzbereit, weil das umständliche Aufbauen von Gasflasche oder Kompressor entfällt.“

Der selbstständige Metallhandwerker geht auch auf den „grünen“ Aspekt ein: „In der Werkstatt geht es sauberer zu, seit wir die Transcut nutzen. Beim Schneiden von Messingblech müssen wir nicht mehr im Nebel stehen.“ Und Stahlbauer Horst Schumann nennt einen weiteren Vorteil des neuen Verfahrens: „Das Schneidwerkzeug hinterlässt kaum Oxidverschmutzungen – in meinem Betrieb wirkt sich das vorteilhaft beim anschließenden Schweißen aus, besonders bei den anspruchsvollen Arbeiten mit CrNi-Stählen.“ hs

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