TTM 05 TED AZZURRO .qxd:Layout 1 - Tube Tech Machinery

Innovation
& High
Technology
TUBE TECH MACHINERY
TTMMagazine
Nummer fünf - Mai 2010 - Von Tube Tech Machinery herausgegebener Halbjahresausgabe
XXL ist kein Problem mehr
Stets kürzere Lieferzeiten, die Notwendigkeit, die Kosten einzuschränken und möglichst zu
reduzieren, sowie die zunehmende Schwierigkeit bei der Beschaffung von Rohstoffen:
diese sind einige der wesentlichen Gründe, die Tube Tech Machinery dazu geführt haben,
in die Suche nach neuen Lösungen zu investieren, um dem Markt eine Maschine anbieten
zu können, die in der Lage ist, automatisch „Standardbleche” zu verschweißen, um
Großformate zu erhalten, die sogenannten „Tailored Blanks“.
ie trägt noch den Namen ihres
SGründers, aber an der
Führungsspitze der Fa. Benito
Mattiolo & C. ist heute der
Sohn Stefano, der seit längerer Zeit
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einen Modernisierungsprozess der
Tätigkeit fortführt. Einen Weg, der
ihn dazu gebracht hat, in ein innovatives
3D-Laser-Rohrschneidsystem zu
investieren.
ie von Tube Tech Machinery
Dentwickelte Vorrichtung
TTLaserScan© hat den Zweck,
die Abweichung eines gebogenen Rohres
in Echtzeit und ohne dabei besondere
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Verlangsamungen zu verursachen
zu korrigieren, wenn dieses mit
dem Laser bearbeitet wird.
uch zuvor stand stets TTM mit
Aihrem System FL600 an der Spitze,
aber in Kürze wird die ganz neue
FL800 in Betrieb gehen, die größte
Anlage der Welt, in der Lage,
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Rohre und Profile dreidimensional
mit dem Laser zu bearbeiten.
1 TTM - TUBE TECH MACHINERY

[ S C H W E I S S E N ]
XXL ist kein
Problem mehr
Einige Kunden äußern die
Notwendigkeit, Produkte mit
außergewöhnlichen Größen und
Abmessungen einwandfrei und
schnell gestalten zu können.
Insbesondere in einigen
Bereichen werden Bleche mit entschieden
„extra large“
Abmessungen gefordert, die im
normalen Handel keineswegs günstig bzw. schnell auffindbar
sind oder, die im Falle der größeren Abmessungen
absolut nicht existieren.
Dazu kommt auch noch das Problem der genauen
Maßhaltigkeit, die bei steigenden Abmessungen der
Formate immer schwieriger wird; wegen der bekannten
mechanischen Probleme, die in den Walzsystemen implizit
sind, wird es bei zunehmender Breite des Formats
erforderlich, die Toleranz bei der Dicke zu erhöhen, mit
folgenden, selbstverständlichen, Problemen bei einigen
Anwendungen.
Sprechen wir zum Beispiel über Bereiche, wie der des
Transports auf der Straße oder auf Schienen, für den
abriebbeständige Blechprofile oder auch Blechprofile
für LKWs mit Kipp-Pritsche, sowie große, auch tiefgezogene
Bleche für die Herstellung von Seitenwänden und
Dächern für die Waggons von Stadt- und Überlandverkehrszügen
oder U-Bahnen gefordert werden. Es wer-
Eine der wesentlichen
Neuheiten, die mit der den auch hochwiderstandsfähige Profile für Arme und
neuen Maschine eingeführt
wurden, betrifft die Herstellung von Fahrzeugen, Geräten mit Haken und
Schaufeln von Baggern oder Komponenten für die
Prozessüberwachungsmethoden
und die den Autobahnen oder Profile für den Brückenbau ge-
Containern aus hochfesten Stählen, Schildbrücken über
Zertifizierung des fordert.
Das Anwendungsspektrum der großformatigen Produkte
Fertigproduktes.
ist so breit wie das Industriepanorama selbst.
Bereits seit einigen Jahren hat sich TTM mit dem Problem
auseinandergesetzt und dieses mit der Realisierung
der sowohl in vollautomatisierter Version als auch als
halbautomatische Ausführung bei einigen Kunden sich
schon in Betrieb befindlichen TS4.20 gelöst und ab Mai
wird offiziell die neue TS5.12 vorgestellt, die aus den
vorhergehenden Erfahrungen das Konzept der
Laserschweißung ohne Schweißgut übernimmt, mit dem
sie die Möglichkeit verbindet, noch günstigere Rohstoffe
zu verwenden.
Die neue Maschine ermöglicht es nämlich, „Platten“ zu
schweißen, die aus Coils stammen, d.h. die noch nicht
allen notwendigen Bearbeitungen unterzogen wurden,
um die klassischen, handelsüblichen Blechformate zu
erhalten. Die neue TS5.12 hat daher als Ziel, „Streifen“
des Materials in Längsrichtung zu verschweißen, um
das Großformat gemäß gezielten Abmessungen und
Widerstandsspezifikationen herzustellen.
100 μm um zu Schneiden
und 200 μm um zu Schweißen
Auf dieser neuen Anlage wurde von TTM zum allerersten
Mal eine Faserlaserquelle von IPG Photonics zu 5.000
W eingesetzt. Die Entscheidung, die CO2-Quelle zu ersetzen,
stammt von Tests und eingehenden technischen
Analysen.
Es wurde festgestellt, dass die Anwendung dieser neuen
Technologie eine bedeutende Steigerung der
Geschwindigkeit während der Vorbereitungsphasen der
zu verschweißenden Kanten gewährleistet, mit konsequenter
Reduzierung der Zykluszeiten, aber vor allem
hat diese es ermöglicht, eine Maschinenstruktur mit zwei
Laserköpfen zu realisieren, von denen einer für die
Tätigkeiten des Schneidens/Besäumens spezialisiert
und der andere hingegen gezielt für die Schweißtätigkeiten
entwickelt ist. Jeder der beiden Köpfe erhält den
Leistungslaserstrahl direkt von einem bereits in der Quelle
im festen Zustand integrierten Beam-Splitter.
Die Übertragung des Strahls von der Quelle zu den Köpfen
ist zwei IPGs mit einem Core-Durchmesser von 100 μm
für den Schneidkopf und von 200 μm für den Schweißkopf
überlassen.
Es wurde die Möglichkeit vorgesehen, eine dritte Faser
zu 300 μm für eventuelle weitere Tests über das Schweißen
von Aluminiumblechen oder -Profilen hinzuzufügen.
Besondere Aufmerksamkeit wurde der Konstruktion eines
sowohl beim Schneiden als auch im Falle der
Schweißung anzuwendenden Kontrollsystems der
Fokaldistanz gewidmet. Beim Schneidkopf entschied
man sich für den Einsatz eines kapazitiven Sensors. Die
Rückkopplung erfolgt mittels eines Kontrollrings, der lokal
die Daten vom Sensor sammelt, diese mittels des
Netzes mit optischer Faser an die zentrale CNC-Steuerung
übermittelt, die in Echtzeit auf die senkrechte Achse einwirkt,
die den Schneidkopf trägt, und somit einen konstanten
Abstand vom zu schneidenden Material garantiert.
Angesichts der technologischen Unmöglichkeit, mit dem
kapazitiven Sensor beim Schweißkopf arbeiten zu können,
hat TTM ein alternatives System entwickelt, das in
der Lage ist, die Funktionalität dieses Systems gänzlich
zu ersetzen.
Dies wurde durch die Realisierung eines beweglichen
Schlittens möglich, der mit einem digitalen magnetostriktiven
linearen Messwandler verbunden ist, der in
der Lage ist, eine Genauigkeit im Bereich des Tausendstel
von Millimeter zu bieten. Dieser Schlitten hat die doppelte
Funktion, die Berührung zwischen dem Sensor
und dem Blech zu garantieren und einen Kanal für die
Zufuhr des Schutzgases für die Schweißung zu liefern.
Die Kontrolle wird vom gleichen Softwarealgorithmus
garantiert, der beim Schneidkopf verwendet wird und
für diesen realisiert wurde. Die Genauigkeit des Sensors
und die Reaktionsgeschwindigkeit der CNC-Steuerung
garantieren die Möglichkeit, eine präzise Kontrolle des
Fokus im Inneren des Materials während der Schweißung
zu erhalten.
Unterschiedliche Breite,
unterschiedliches Material und
unterschiedliche Dicke
Die Grundidee hinter diesem Maschinenkonzept ist, noch
breitere Formate als die zu realisieren, die mit den vorhergehenden
Ausführungen realisierbar waren.
Die TS5.12 gestattet nämlich die Realisierung von Platten
mit einer maximalen Breite bis zu 5.000 mm und einer
Länge von 12 m. Die Maschine beschränkt sich nicht
nur auf das Verschweißen von Platten gleicher
Abmessung, sondern gestattet es, mühelos Streifen unterschiedlicher
Breite, unterschiedlicher Materialien und
sogar unterschiedlicher Dicke zu vereinen; dies, um tatsächlich
die Herstellung einer Platte nach Maß zu ermöglichen,
wobei das Gewicht im höchsten Maße beschränkt
wird und die Widerstandseigenschaften des
Fertigproduktes erhöht werden.
Auch dieser letzte ist nämlich ein bedeutender Aspekt,
vor allem im Bereich des Transports, wo sich der immer
stärkere Trend gerade auf die Gewichtsreduzierung richtet,
die einer Verbrauchsreduzierung entspricht, gekoppelt
mit der Steigerung der Widerstandseigenschaft,
die notwendig ist, um das Thema der
Hochgeschwindigkeit im Eisenbahnsektor in Angriff zu
nehmen.
Die TS5.12 gestattet es daher, Streifen mit einer
Mindestbreite von 600 mm und einer maximalen Breite
2 TTM - TUBE TECH MACHINERY

von 2.500 mm automatisch zuzuführen und diese untereinander
zu verschweißen, bis man die Platte der geplanten
Abmessung erhalten hat.
Ein fertiges und garantiertes Produkt
Eine der mit der neuen Maschine eingeführten wesentlichen
Neuheiten betrifft die Methoden zur
Prozessüberwachung und die der Zertifizierung des
Fertigproduktes.
Eines der wiederkehrenden Probleme bei diesen
Produkten betrifft gerade die Qualität der Schweißnaht.
TTM hat in dieser Richtung eine wichtige Arbeit geleistet
und, dank auch des mechanischen Konzepts, das
die Anwendung von zwei Laserköpfen vorsieht, bietet
die TS5.12 zum ersten Mal Überwachungssysteme des
Schweißprozesses an, gekoppelt mit einer nicht zerstörenden
Kontrolle, die das Produkt auf sichere und garantierte
Weise zertifiziert.
In Zusammenarbeit mit der Ingenieurfakultät der Universität
von Brescia wurde ein Überwachungssystem des
Schweißbades in Echtzeit entwickelt.
Die Maschine sieht nämlich auf dem Schweißkopf die
Anwendung einer Videokamera mit einem visuellen
System vor, das andauernd die Form und die Farbe des
Bades erfasst und diese mit einer Reihe von Daten vergleicht,
die in einer Datenbank zusammengefasst sind,
und moduliert über die CNC-Steuerung die betreffenden
Parameter, um zu gewährleisten, dass die
Schweißnaht ständig die korrekten Formen, Abmessungen
und Farben respektiert. Diese ständige Modulation der
Parameter gestattet die Realisierung einer konformen
Schweißnaht und mit einer konstanten Qualität.
In einigen Fällen und für spezifische Bereiche ist dies allerdings
noch nicht ausreichend. Vielen Kunden wird oft
eine Zertifizierung des Produktes abverlangt und aus
diesem Grund müssen die verschweißten Bleche nach
dem Verschweißen und außerhalb der Maschine nicht
zerstörenden Kontrollen (NDT) unterzogen werden, mit
offensichtlichen Handlingproblemen und demzufolge
mit Zeitverlust und zusätzlichen Kosten. TTM hat daher
auf den Maschinen ein Kontrollsystem mit Ultraschall
(US) eingeführt, das, wenn gefordert, sobald die Maschine
ihren Schweißzyklus beendet hat, die gesamte
Schweißnaht ab scannt und dabei die Parameter in einer
Datei aufzeichnet, die dann zusammen mit dem verschweißten
Blech übergeben werden kann und somit
dessen Qualität zertifiziert.
Es ist daher offensichtlich, dass man dank der Einführung
dieser beiden Kontrollsysteme des Prozesses direkt auf
der Maschine garantiert, dass die Schweißnaht konform
ist, mit der Möglichkeit, falls unvorhergesehene Faktoren
eine Nichtkonformität verursacht haben sollten, das Blech
sofort überarbeiten zu können und den Besäumungsund
Schweißprozess zu wiederholen, um ein fertiges
und garantiertes Produkt liefern zu können.
Das Teil direkt auf der Maschine
fertig bearbeiten
TTM ist allerdings eine dynamische Firma und arbeitet
bereits an der Weiterentwicklung dieses Schweißsystems.
In einigen Bereichen wächst nämlich die Notwendigkeit,
noch weiter fortgeschrittene Anlagen zu konzipieren,
um das fertige und „geschnittene“ Produkt zu erhalten.
Das XXL-Format hat keinen Selbstzweck, sondern verbirgt
weitere Produktionsphasen, als Allererste das
Schneiden, das das gigantische Blech in das reelle Teil
umwandelt, das dann weiteren Prozessen unterzogen
wird, wie zum Beispiel das Abkanten, das Sandstrahlen
Die Struktur der
Maschine sieht
zwei Laserköpfe vor,
einer spezialisiert
für das Schneiden/
Besäumen und der
andere speziell für
das Schweißen
entwickelt.
und das Lackieren.
Eines der Hauptprobleme dieser großen Platten ist das
Handling, das große Industriekranen, sowie großflächige
und innerhalb der Werke oft nicht leicht ermittellbare
Lagerplätze und -Flächen erfordert.
TTM bietet daher auch kombinierte Lösungen an, die
darauf abzielen, das Handling dieser Platten, sowie die
Notwendigkeit gänzlich zu beseitigen, andere
Produktionsanlagen für Schneidoperationen zu benutzen,
die ohne weiteres mit der gleichen Schweißmaschine
ausgeführt werden können.
Die neue mechanische Konfiguration der Maschine mit
zwei Laserköpfen, von denen einer für das Schneiden
spezialisiert ist, gestattet es, neue Maschinenphilosophien
zu konzipieren, die mit der Schweißtätigkeit auch eine
echte Blechlaserschneidanlage vereinen. Es wurden
nämlich einige Lösungen entwickelt, die sowohl für die
Maschinen, die Bleche in Querrichtung verschweißen,
als auch für jene, die Bleche in Längsrichtung verschweißen,
geeignet sind, bei denen sich das Schneidportal
über einen eigens für die Ausführung der
Schneidoperationen entwickelten Bereich „verschiebt“.
Spezifische und typische Fälle findet man häufig im
Eisenbahnsektor für die Waggons aus Edelstahl, bei
denen nach dem Schweißen der Bleche stets die
Schneidphase der verschiedenen „Öffnungen“ für Türen
und Fenster folgt: mit der kombinierten Schneid- und
Schweißanlage ist es daher nicht mehr notwendig, die
verschweißte Platte, die oft eine Länge von über 20 m
und im Falle von doppelstöckigen Waggons sogar Breiten
in der Nähe von 4 m erreicht, auf eine Schneidanlage
mit großen Abmessungen zu verschieben, weil es hier
möglich wird, das Teil direkt auf der Maschine fertig zu
bearbeiten.
Dies, wie bereits gesagt, gestattet eine erhebliche
Einsparung in Hinblick auf Zeit und Platz, aber in
Wirklichkeit profitiert man auch von der Tatsache, dass
die verschiedenen Tätigkeiten der Blechzufuhr, des
Schweißens und des finalen Schneidens parallel und
nicht reihenweise erfolgen, da diese Maschinen entwickelt
wurden, um auch eine erhebliche Reduzierung
der ansonsten vorhandenen Totzeiten zu ermöglichen.
Während die Maschine zum Beispiel die Platte schneidet,
führt die Beschickungsanlage der Bleche ein weiteres
Blech bereits zu und wenn daher die Maschine
nicht schneiden könnte, würde man die Gefahr eingehen,
Totzeiten zu haben, da eine Phase die andere abwarten
müsste. Diese neuen Konzepte gestatten also
eine echte Zeitersparnis und das Ganze mit einer einzigen
Quelle.
Dank des Einsatzes von Faserquellen ist es obendrein
möglich, weitere Bearbeitungsstationen auf der gleichen
Maschine vorzusehen. Dies ist zum Beispiel der
Fall der Möglichkeit, die Bleche mit Laser zu verschweißen,
die verschiedenen Schneidoperationen auszuführen,
die Blechabfälle automatisch zu entsorgen und zu
palettieren und schließlich in der letzten Station auch
die Schweißungen von speziellen Verstrebungen auszuführen,
die in Übereinstimmung der Schwachpunkte
der Struktur positioniert werden können. In diesem Fall,
wie man sich vorstellen kann, handelt es sich um eine
wirklich auf Maß zugeschnittene und entwickelte Anlage,
die unter anderen Vorteilen auch die Möglichkeit bietet,
die Kosten für Arbeitslöhne auf das Mindestmögliche
zu reduzieren:
für die Verwaltung der gesamten Anlage, die sogar drei
verschiedene Produktionsprozesse vereint, die ansonsten
mit ebenso vielen Anlagen auszuführen wären, ist
nur ein einziger Bediener vorgesehen.
Derzeit sind weitere Erfahrungen am Laufen, wie zum
Beispiel die Entwicklung einer personalisierten Anlage
für die Vorbereitung von Platten auf Maß, beginnend direkt
von Coils, die für Rohrbeschichtungsanlagen bestimmt
sind. Aber darüber werden wir später sprechen
…
3 TTM - TUBE TECH MACHINERY

[ A L U M I N I U M ]
TTM war der Gewinner in der Kategorie „Prozesstechnologien“ des
METEF-Innovationspreises 2010 für den innovativen Laserschweißprozess
bei den Aluminiumlegierungen. Das Schweißen von Aluminium mit
Lasertechnologie ist nämlich ein wichtiges Thema. Leistungen und operative
Flexibilität verbinden sich hier mit erstrangigen mechanischen Eigenschaften
und machen somit die Anwendung dieser Technologie auch in Feldern
möglich, die bisher von den traditionellen Schweißmethoden dominiert waren.
Die Prozessinnovation
wird mit einem
Preis ausgezeichnet
Der METEF-Innovationspreis
hat als Ziel, die in den
verschiedenen
Interessenbereichen
der 0Messe von den
Ausstellerfirmen vorgestellten
innovativen
Inhalte hervorzuheben.
Der Preis mit internationalem
Charakter wollte
damit die besten
Innovationen prämieren, angewandt
bei neuen Produkten,
bei der Produktion, bei der Verarbeitung, bei der
Bearbeitung und beim Einsatz von Produkten oder
Komponenten aus Metall, von den einzelnen Firmen
für jeden der folgenden Bereiche realisiert: Materialien,
Maschinen und Anlagen; Technologien und Prozesse;
Produkte, Komponenten, Systeme, Anwendungen;
Sonstiges.
Die vorgestellten Innovationsinhalte wurden auf der
Basis der Originalität und der Neuheit, sowie der
Leistungsmerkmale und der Wettbewerbsvorteile, die
diese bieten können, bewertet, wobei insbesondere
die in den Vorschlägen enthaltenen Aspekte der
Energieersparnis, der Umweltverträglichkeit und des
Schutzes der Ressourcen, sowie die Verbindung mit
Universitätsinstituten und mit Instituten des
Technologietransfers bevorzugt wurden. Bei der
Bewertungsphase wurden auch der eventuelle
Zugang zu nationalen Fördergeldern sowie jene
der Europäischen Union für die Innovation gewürdigt.
Wie gesagt war TTM der
Gewinner in der
Kategorie „Prozesstechnologien“, dank der mit der
ASL 3.12 geleisteten Arbeit, ein Produkt, das in
Zusammenarbeit mit der Universität von Brescia und
dem CSMT [Mehrbereich- und Technologie-
Servicecenter] für das Laserschweißen der
Aluminiumlegierungen entwickelt wurde, das die
Leistungsfähigkeiten der Faserlasertechnologie nutzt.
Ein zertifizierter Prozess und
ein zertifiziertes Produkt
„Für die erlangten Erfahrungen und die effektive Neuheit
der Anwendung des Faserlasers bei der Schweißung
von Aluminium haben wir verschiedene Würdigungen
erhalten“ hat Herr Fiorenzo Castellini gesagt, Inhaber
von TTM, Gewinner des Preises. „Dies ist ein wichtiges
Thema, da, nach unserer Meinung, der Markt derzeit
die reelle Tragweite noch nicht wahrnimmt, die
der Anbruch des Faserlasers in der Lage ist, zu generieren.
Dieser ermöglicht nicht nur eine andere Weise
bei der Übertragung des Laserstrahls, sondern ermöglicht,
speziell beim Schweißen, vollkommen unterschiedliche
und entschieden leistungsfähigere
Ergebnisse. Leider nimmt der Markt heutzutage nur
das Friction Stir Welding (FSW) als einzige gültige
Technologie für das Schweißen von Aluminium wahr
und diese wird unserer Meinung nach sogar „überbewertet“.
In der Tat machen die Auswirkungen, die
mit der extrem geringen Geschwindigkeit
b e i m
Schweißprozess
gegenüber dem
Faserlaser; mit der
Notwendigkeit von
Vorrichtungen, um die Teile während
der „Reibung“ einzuhalten; mit
der Begrenzung, die Schweißungen nur
unter gewissen Bedingungen ausführen zu
können und mit der Notwendigkeit, vor der Reibung
die Kanten der Teile sorgfältig vorzubereiten (da sich
ansonsten ein äußerst schlechtes Ergebnis beim
Prozess ergeben würde) verbunden sind, diese
Technologie teuer, langsam und mit erheblichen
Einschränkungen; da sie aber bis heute keinen wirksamen
„Wettbewerber“ hatte, wurde sie überaus gelobt.
Es wird allerdings äußerst schwierig, diese aus
dem Sattel zu heben, da die in diesen Jahren gemachten
verschiedenen Anwendungen eine Referenz erzeugt
haben, die von den großen Industriegruppen
als „beruhigend und zuverlässig“ bei der Wahl der
anzuwendenden Technologie wahrgenommen wird“.
Ein Pluspunkt, den Tube Tech Machinery weiter bringen
will, und einer der wesentlichen Gründe für die
Vergabe des Preises war der, Anlagen zu realisieren,
die außer der Faserlasertechnologie anstelle von FSW
mit innovativen Prozessüberwachungssystemen in
„Echtzeit“ ausgestattet sind. Dies würde eine konstante
und augenblickliche Überwachung garantieren und
würde somit gestatten, eine Vielfalt von Parametern
zu korrigieren, um ein hervorragendes Ergebnis zu
ermöglichen, mit dem man einen zertifizierten Prozess
und ein zertifiziertes Produkt erhalten würde. Das Ganze
erfolgt mit stark forcierten Automationsstufen, die die
Tätigkeiten auch ohne menschliche Überwachung
ermöglichen würden. Selbstverständlich wird man
die an die Entwicklungen der sich in ständiger positiver
Weiterentwicklung befindenden
Faserlasertechnologie gebundenen Informationen
immer stärker verbreiten müssen, damit der Markt und
die Großanwender dazu zurückkehren, die Anwendung
der Faserlaserschweißung wieder als vorwiegende
und leistungsfähigere Technologie zu betrachten.
Faserlaser und Automation
Um diese Anlagen zu realisieren und sie leistungsfähig
zu machen, benötigt man allerdings zwei
„Technologien“. Die erste ist der Faserlaser, und über
diese haben wir bereits gesprochen; die andere, nicht
weniger wichtige, ist die Fähigkeit, automatische
Anlagen mit schnellen Handlingsystemen, verbunden
mit Softwaresystemen zu realisieren, die in der
Lage sind, alle Funktionen der Anlage zu steuern.
„Tube Tech Machinery hat bereits komplexe Systeme
dieser Art realisiert und realisiert sie weiterhin - hat
Herr Castellini erklärt -, bei denen das Konzept der
Anlage offensichtlich die Produktivität und/oder die
Qualität des Prozesses maßgeblich konditioniert. Das
Binom Faserlaser und TTM wird deshalb unumgänglich,
um diese ausgesprochen fortschrittlichen
Technologien zu fördern, damit der Markt sie anerkennt“.
ALS 3.12 ist nämlich die Abkürzung, die die vollkommen
automatische innovative Anlage identifiziert, die
von TTM für das Schweißen von Aluminiumprofilen
entwickelt wurde und durch die Anwendung eines
Faserresonators IPG YLR5000 in der Lage ist, mit Zufuhr
von Schweißgut und mit einem Spezialkopf für
Aluminiumlegierungen zu schweißen.
Diese Anlage wurde mithilfe von FEM-
Strukturberechnungsprogrammen konzipiert und konstruiert
und ist in der Lage, eine hohe Produktivität (auch
ohne menschliche Überwachung), hohe
Qualitätsstandards und eine absolute Wiederholbarkeit
zu garantieren.
„Wir hoffen, mit dieser ersten Anlage und vor allem
mit dieser Würdigung „das Eis gebrochen zu haben““
beendete Herr Castellini. „Es gibt noch viel zu tun und
im Laufe des Jahres werden wir in der Lage sein, Daten,
Merkmale und Leistungen zu veröffentlichen, um die
verschiedenen Technologien unwiderlegbar vergleichen
zu können“.

[ A N W E N D U N G E N ]
Der Mehrwert
des Rohrschneidens
Der Name der Firma ist nachwievor der des Gründers, aber an der Führungsspitze der Benito Mattiolo &
C. steht heute der Sohn Stefano, der seit längerer Zeit einen Modernisierungsprozess der Firmentätigkeit
fortführt. Einen Weg, der ihn vor Kurzem dazu gebracht hat, in ein innovatives dreidimensionales
Rohrlaserschneidsystem zu investieren, mit dem er vorhat, die Reichweite des Betriebes zu erweitern.
“T
Die Spezialisierung
der Benito Mattiolo &
C. ist nicht einem
genauen
Absatzbereich,
sondern
einer mit den Jahren
der Erfahrung in der
Bearbeitung von
Edelstahl gereiften
Kapazität
zuzuschreiben
rotz einer nicht gerade vorteilhaften
Marktsituation - erzählt Herr Stefano -,
haben wir entschieden, diesen strategischen und grundlegenden
Schritt für unsere Zukunft zu machen. Gerade
in Zeiten wie diese muss man sich strukturieren, um
bereit zu sein, angemessen auf die neuen Erfordernisse
eines Marktes reagieren zu können, der eine absolute
Qualität fordert und jetzt immer mehr den kleinen
Losgrößen und den extrem kurzen Lieferzeiten den
Vorzug gibt. Ein Markt, der sich auf jeden Fall weiter
verändert haben wird, sobald wir sagen werden können,
dass wir diese Krise endgültig überstanden haben.
Wir haben es deshalb als wesentlich erachtet, in
eine neue, zumindest in unserem Gebiet noch nicht
so stark verbreitete Technologie zu investieren, die in
der ihr innewohnenden Potentialität und in den vielseitigen
Einsatzmöglichkeiten der Rohre und der
Industrieprofile eine der besten Referenzen hat, um
unsere Absatzgebiete zu erweitern, indem wir diversifizieren.
Einrichtung, Beleuchtung und
Raumfahrtindustrie sind jene, an die wir angesichts
der Arbeitskapazitäten unserer Anlage am meisten
denken, auch wenn wir Nichts ausschließen“.
Die Wahl des Rohrlasers ist auf das System
FL 250 3D der Fa. Tube Tech Machinery aus
Brescia gefallen, das mit einer Laserquelle
zu 3.200 W ausgestattet ist, mit der es möglich
ist, Rohre mit einem maximalen
Durchmesser von 300 mm, viereckige
Stangen von 220 x 220 mm, rechteckige von
250 x 150 mm und Flachstäbe von 200 x 12
mm zu verarbeiten.
Eine Wahl, die aus der Vielseitigkeit der Anlage
und aus der Bereitschaft seitens des
Herstellers entstammt, diese entsprechend
der spezifischen Wünsche von Herrn Mattiolo zu personalisieren.
Die installierte FL 250 3D ist nämlich mit einer automatischen
Vorrichtung für die Beschickung in maskierter
Zeit der Rohre und der Stangen aus dem Bündel,
sowie mit einem Kettenbeschickungssystem ausgestattet,
das es ermöglicht, jeweils bis zu sieben Barren
vorzubereiten, um diese auch für die Realisierung von
Prototypen oder sehr kleinen Losgrößen geeignet zu
machen. Somit unterstützt die Automation die Flexibilität
und die Vielseitigkeit der Anlage, die in sich durch eine
sehr hohe Produktionskapazität ausgezeichnet ist.
Diese Anlage kann also die Produktionsansprüche
der großen Stückzahlen erfüllen, so wie das sogenannte
„Los 1“ realisieren. Für die Entsorgungsphase wurden
hingegen drei Entladestationen durch Fallen der
bearbeiteten Abschnitte in Kisten und ein optionales
Zusatzmodul vorgesehen, das es ermöglicht, so wie
von Herrn Mattiolo gewünscht, auch bis zu 6 m lange
Rohre und Profile zu entladen. Die Anlage sieht daher
ein automatisiertes Standardbeschickungssystem zu
4 m plus diesen zusätzlichen Aufnahmesattel vor, der
entsprechend der Bedürfnisse positioniert werden
kann.
Die „handwerkliche“ Sorgfalt
bei den Details
Wie bereits erwähnt, entstand die Firma von Benito
Mattiolo 1972 als handwerklicher Betrieb im Bereich
der Eisen- und Edelstahlbearbeitung, der sich dann
im Laufe der Jahre in eine richtige Industrietätigkeit
entwickelt hat. „Heute sind wir ein Betrieb mit 13
Personen, in der Lage, rundum die
Verarbeitungsanforderungen des Bleches und seit
Kurzem auch des Metallrohres abzudecken“ sagt noch
Herr Stefano Mattiolo, der beim Sprechen einen unglaublichen
Tatendrang und eine große Zuversicht
hinsichtlich der getätigten Entscheidungen versprüht.
„Wir betrachten uns als reine Dienstleister und deshalb
arbeiten wir überwiegend nach Kundenprojekt,
das wir dann unter dem Gesichtspunkt der Machbarkeit
optimieren, wobei wir alle Produktionsbereiche abdecken,
vom Sektor der Verpackungsmaschinen zu den
Behandlungs- und Fertigungssystemen, von der
Textilbranche zum Eisenbahnwesen bis hin zum chemischen
und pharmazeutischen Bereich. Von den
Abmessungen her gesehen realisieren wir mittel-große
Metallerzeugnisse, die allerdings, wegen der Dicken
die wir verarbeiten, ziemlich leicht sind. Unsere Tätigkeit
teilt sich allerdings zwischen der Lieferung von handgefertigten
Erzeugnissen und fertigen
Metallerzeugnissen an Verarbeitungsfirmen und der
Realisierung von Schneide- und
Abkanthalberzeugnissen, die für andere
Metallverarbeitungsbetriebe hergestellt werden, auf.
Stets und auf jeden Fall auf Rechnung Dritter“.
Die Spezialisierung der Fa. Benito Mattiolo & C. ist nicht
einem genauen Absatzbereich, sondern einer mit den
Jahren der Erfahrung in der Bearbeitung von Edelstahl
gereiften Kapazität zuzuschreiben, weshalb wir eine
extreme Genauigkeit der einzelnen
Bearbeitungen, aber auch eine absolute
optische Qualität der zusammengebauten
und fertigen Baueisenwaren
garantieren. „Es ist diese Fähigkeit, die
es uns ermöglicht hat, in Sektoren wie
den chemischen und den pharmazeutischen
Bereich hinein zu kommen, wo
bei den Details eine „handwerkliche“
Sorgfalt verlangt wird, obwohl es sich
um richtige Industrieerzeugnisse handelt“
sagt Herr Mattiolo.
Das Rohr anstatt des
gebogenen Bleches
Die Kenntnisse und die mit dem
Laserflachbettschneiden gesammelte
Erfahrung haben sicherlich die Startup-
Phase der dem Rohr gewidmeten
Anlage begünstigt, obwohl es sich vom
Prinzip her um zwei ziemlich unterschiedliche
Technologien handelt. „Das 3D-
Schneiden des Rohres ist in sich komplexer
als das zweidimensionale
Schneiden des Bleches, aber ich muss
zugeben, dass unsere Techniker keine
besonderen Probleme gehabt haben, zweifellos von
den Technikern von TTM und von der Verwaltungsund
Programmierungssoftware selbst der Maschine
unterstützt“ erklärt Herr Mattiolo. Eine Besonderheit
der FL 250 3D ist nämlich die Erlernungs- und
Benutzungseinfachheit der verwendeten
Programmierungssoftware, die auf der Programmsuite
von Alma basiert. „Auch auf Schnittstellenebene mit
unserem 3D CAD gab es keine Probleme“ fügt Herr
Stefano hinzu, „und das hilft uns erheblich bei der
Entwicklung von neuen Projektlösungen“.
„Die Ausstattung des dreidimensionalen Schneidkopfes
der FL 250 gestattet die Orientierung des Laserstrahls
auf jeglichen, innerhalb einer Halbkugel beschreibaren
Punkt. Außer dass man Schnitte und Lochungen
mit dem klassischen orthogonalen System realisieren
kann, ist es also auch möglich, viel komplexere
Bearbeitungen zu realisieren, wie Schrägschnitte,
Ansenkungen, Stemmarbeiten, Stöße,
Schnittsteckverbindungen und Verbindungen auf gleichen
Schnitten. Die größte Herausforderung wird daher
sein, die Kunden zu überzeugen, die bis dato angewandten
Produktionsschemen zu verlassen - sagt
Herr Mattiolo -, indem sie die eigenen Produkte überdenken
und optimieren, um das enorme Potential des
dreidimensionalen Laserschneidens zum Besten zu
nutzen und in der Tat die großen wirtschaftlichen Vorteile
zu beweisen, die man haben kann. Es ist uns auf jeden
Fall bewusst, eine wichtige Investition getätigt zu
haben, mit einem Gewinn auf mittel-langer Zeit, und
aus diesem Grund ist es unser Interesse, die Kundschaft
zu unterstützen und ihr zu helfen, die innewohnenden
Potentialitäten der Technologie zu verstehen, die wir
anbieten, und uns den Mehrwert anzuerkennen, den
wir damit garantieren können“.
5 TTM - TUBE TECH MACHINERY

[ L Ö S U N G E N ]
Die von Tube Tech Machinery entwickelte Vorrichtung TTLaserScan © hat den Zweck, die
Abweichung eines verbogenen Rohres, in Echtzeit und ohne dabei Verlangsamungen
einzuführen, zu korrigieren, wenn dieses den Laserbearbeitungen unterzogen wird.
Das 3D-Schneiden hat
einen starken Verbündeten
Die langjährige Erfahrung bei der
Herstellung und dem Verkauf
von Laserrohrschneidmaschinen
mit 3D-
Schneidkopf für die
Ausführung von
Schrägschnitten hat
Tube Tech Machinery
dazu gebracht, sich tiefgehender
mit der reellen
Komplexität dieser Materie
zu befassen und zu versuchen,
immer wirksamere
Lösungen zu entwickeln, die
schnell und sicher die auf dem Feld vorgefundenen
Probleme hätten lösen können, vor allem im Fall von
Bearbeitungen mit Schrägschnitten (3D).
Es ist allseits bekannt, dass eines der Hauptprobleme
bei der Bearbeitung von Rohren in der Formgestaltung
des Rohstoffes selbst liegt, der niemals ganz gerade
ist.
Die Biegung der Rohre ist nämlich ein Produktionsund
Lagerungsdefekt, den man berücksichtigen und
für den man die notwendigen Korrekturen einführen
muss. Der LaserScan etabliert sich in diesem Kontext,
aber nicht nur in diesem, und bietet ein weiteres
Kontrolllevel, das mit den seit längerer Zeit auf den von
TTM hergestellten Maschinen vorhandenen Systemen
integriert ist.
Die Krümmung des Rohres in
jedem Augenblick
Die Vorrichtung TTLaserScan© hat den Zweck, die
Abweichung eines gebogenen Rohres in Echtzeit und
ohne dabei besondere Verlangsamungen zu verursachen,
zu korrigieren, wenn dieses mit dem Laser
bearbeitet wird.
Die Biegung wird mittels selbstzentrierenden
Schließsystemen der Mandrels korrigiert und gelöst
und vor allem, indem man die Bearbeitung des Rohres
mit so wenig Überstand wie nur möglich realisiert. Auf
den Maschinen sind außerdem immer verschiedene
Stütz- und Ausrichtsysteme für die Rohre während
der Bearbeitung vorgesehen. Wie man in der Abbildung
1 sehen kann, resultiert, dass die „mechanische“
Schließung für den größten Teil der Bearbeitungen
ausreichend wirksam ist, insbesondere wenn diese
sehr nahe an den Schließsystemen des Mandrels erfolgen.
Im Falle von Schrägschnitten, wie z.B. die Vorbereitung
für eine Schweißnaht oder für die nicht rechtwinklige
Verbindung zwischen Rohren, verändern sich die
Schneidbedingungen und die Bearbeitungen erfolgen
in Positionen, die „weiter entfernt“ vom Mandrel
sind. Dies geschieht aus offensichtlichen „mechanischen“
Bedürfnissen und, wie auf der Abbildung 2
ersichtlich, deckt der 3D-Kopf einen Arbeitsbereich
ab, der in einigen Fällen verlangt, dass der Kopf selbst
bei einem erheblichen Abstand vom Mandrel 2 arbeiten
muss, auch um einige Hundert Millimeter.
Das System TTLaserScan© nutzt einen Sensor mit
Laser-Triangulation (Abbildung 3), um in jedem
Augenblick die Krümmung des sich in Bearbeitung
befindenden Rohres zu rekonstruieren. Dieser Sensor
ist auf einem CNC-Schlitten montiert, der, indem er
sich gleichzeitig mit dem Rohr bewegt, das „Lesen“
des Rohres selbst im exakten Schneidpunkt ermög-
2
3
4
licht (Abbildung 4). Die Kompensation des Defektes
des Rohres erhält man, indem man mittels geeigneten
Funktionen der CNC-Steuerung TTMotion in Echtzeit
auf die Schneidachsen einwirkt und dabei kontrolliert,
dass der Schneidvorgang präzise erfolgt, womit man
die andernfalls nicht kontrollierte Fehlerhaftigkeit des
Rohres reduziert.
In den Phasen, in denen der Schneidlaser in Betrieb
ist, sind die Optik und die Elektronik des Sensors durch
einen pneumatischen Verschluss geschützt. Geeignete
Funktionen der Maschinensoftware führen nämlich
dazu, dass die Messung sicher erfolgt, indem sie der
Einschaltung des Schneid-Laserstrahls bei jeder
Bearbeitung vor eilen. Während der 3D-Kopf die Schnitte
beim Rohr ausführt, werden von der Maschine die
Kompensationen, entsprechend der Messungen, die
der TTLaserScan© auf den vier Seiten des Rohres in
den Augenblicken vor der Einschaltung des
Schneidlasers durchgeführt hat, berechnet. Die
Verwendung der Vorrichtung TTLaserScan© kann vom
Bediener auf der Maschine angewählt werden. Diese
bedingt keine Verlängerung der Produktionszeit, da
jede Messung ohne Stopps der Schneidbewegungen
erfolgt.
Präzise Bearbeitungen beim Rohr
Ein weiterer Anwendungsgrund des Systems LaserScan
ist im Fall von präzisen Bearbeitungen beim Rohr. Außer
der typischen Biegung ist auch bekannt, dass die maßliche
Toleranz des Rohres ausgesprochen groß ist und
oft Löcher und/oder Schnitte mit einer
Positionierungsgenauigkeit innerhalb von einem Zehntel
Millimeter gefordert werden, die nicht mit der maßlichen
Genauigkeit des Querschnittes des Rohres vereinbar
ist, die hingegen in einem Bereich von +/- 1
mm liegt. Um dieses Problem zu umgehen, kann erneut
der TTLaserScan© aktiviert werden, der die reelle
Dimension des Querschnittes in der vom Schnitt
betroffenen Zone erfasst und automatisch in Echtzeit
und ohne jegliche Unterbrechung des Prozesses die
Koordinaten des Schneidkopfes korrigiert, um die gewünschten
Toleranzen zu gewährleisten.
Die Haupteigenschaften dieser Vorrichtung sind:
Anwendbarkeit bei viereckigen und rechteckigen
Rohren mit einer Seite von 20 bis 220 mm; Spezialprofile,
Funktionen, die je nach Anwendung zu beurteilen sind;
Präzision 0,15 mm; Linearität 0,1% f.s.;
Erfassungsgeschwindigkeit der einzelnen Messung
0,1 s.
1
6 TTM - TUBE TECH MACHINERY

[ N E U H E I T E N ]
TTM besaß bereits das vorherige Primat mit der FL600,
aber in Kürze wird die ganz neue FL800 in Betrieb sein, die größte Anlage der Welt, in
der Lage, mit dem Laser Rohre und Profile in 3D zu bearbeiten.
Der größte Rohrlaser
der Welt
T
Die Beschickungs- und
Entsorgungsoperationen
der Rohre mit so großen Abmessungen
erfordern andere Handlinglösungen als
die bisher bei den traditionellen
kleineren Rohrlasern angewandten.
TM war die weltweite Urheberin der
Entwicklung von Anlagen und Lösungen mit sowohl
innovativen als auch dimensionalen Merkmalen.
Wir möchten daran erinnern, dass die erste FL600
bereits Anfang 2002 gebaut und bei einem
Dienstleistungszentrum in Frankreich installiert wurde.
Die Qualität und die Sorgfalt bei der Herstellung,
sowie die Wahl der handelsüblichen Komponenten
haben zusammen mit den konstruktiven Lösungen
die weltweite unumstrittene Anerkennung der
Zuverlässigkeit und der Robustheit der von der Firma
aus Brescia hergestellten Anlagen bekräftigt.
Rund um die Uhr über mehrere Jahre
Mit dem Projekt der FL800 hat TTM das
Handlingkonzept weiterentwickelt, um die Produktivität
der Anlage stets leistungsfähigerer zu machen.
Die Anwesenheit von Sensoren, von Überwachungssystemen,
abgesehen von der Konzeption von neuen
mechatronischen Lösungen, ermöglicht der Anlage
einen hohen Automationsgrad, der sich
gut mit der Philosophie der unbemannten
Produktion vereint, an der TTM
bereits seit Jahren arbeitet.
Die Projekte werden mit den fortschrittlichsten
Konstruktionsprogrammen und mit
Strukturüberprüfungen mit FEM, außer den virtuellen
Simulationen entwickelt, die es ermöglichen, im Detail
alle gewählten Lösungen zu perfektionieren, wodurch
man schon bis zu der ersten Realisierung der Anlage
kommt, ohne gezwungen zu sein, im Nachhinein noch
irgendetwas zu verändern.
All dies verlangt einen erheblichen Zeitaufwand, Zeit,
die das Forschungs- und Entwicklungsbüro zuvor
und das Konstruktionsbüro danach zur Verfügung
stellen. Das Entwicklungsteam erstreckt sich nun
bereits von den ersten Phasen bis zu allen
Firmenabteilungen und bezieht dabei Elektroniker,
Hardwareleute, Laserexperten, Mechaniker und den
Service mit ein. All dies, um den Kunden die maximale
Zuverlässigkeit der konstruierten und realisierten
Anlage zu garantieren, um rund um die Uhr über mehrere
Jahre arbeiten zu können.
Die Bedürfnisse interpretieren
Die Realisierung einer Anlage, in der Lage, Rohre bis
zu einem Durchmesser von 815 mm zu bearbeiten,
entstammt aus der Vision von TTM, in der Lage sein
zu können, den eigenen Kunden verschiedene dimensionale,
Layout- und Konfigurationslösungen der Anlage
anzubieten.
Ein besonderes Augenmerk wurde dabei auf die
Automationssysteme für die Beschickung und
die Entsorgung der Rohre gerichtet, die, angesichts
der großen Abmessungen und des
erheblichen Gewichts, ganz andere
Handlingmethoden verlangen
als jene, die bei
den typischen Maschinen für kleine Rohre vorgesehen
werden. Aus diesem Grund wurden Systeme mit
vollkommen kontrollierten Achsen angewandt, die bereits
mit Erfolg bei einigen Versionen unserer FL600
experimentiert und hier auf geeignete Weise überarbeitet
und verstärkt wurden.
TTM realisiert heute Rohrschneidmaschinen mit 2
Mandrels mit Arbeitsbereich von 15 mm bis 300 mm
Durchmesser, mit 3 Mandrels mit der Möglichkeit der
Entsorgung von Teilen bis zu 8 m Länge und darüber
hinaus, sowie Anlagen mit 4 beweglichen Mandrels
mit sowohl Ketten- als auch Bündelbeschickung und
-Entsorgung und sogar mit intelligenten Portalen, stets
bei den Lade- und Entladetätigkeiten. Die Produktpalette
der Maschinen und Anlagen von TTM für die
Laserbearbeitungen von Rohren ist die breiteste und
kompletteste unter den weltweiten Herstellern.
Es gibt mittlerweile bereits verschiedene Kunden, die
mehr als eine Anlage von TTM installiert haben, als
Anerkennung der Zufriedenheit über die gebotenen
Qualität, Leistungen und Service. Die vielseitigen
Bedürfnisse der Kundschaft zu interpretieren, indem
man verschiedene Möglichkeiten bietet, also zu keinen
verfügbaren Lösungen zwingt, ist die Aufgabe,
die die Philosophie von TTM in diesen Jahren begleitet
hat.
7 TTM - TUBE TECH MACHINERY

[ P E R S P E K T I V E N ]
EVENTS
Lamiera
Bologna
12-15 Mai
Euroblech
Hannover
26-30 Oktober
Um das Image von Tube Tech Machinery zu vereinfachen, zu vermitteln
und leichter zu verbreiten, haben wir es als angemessen erachtet,
das alte Logo und die ungekürzte Schrift des Firmennamens mit einem
einzigen Logo - Marke TTM zu ersetzen. Dieses neue Image, das wir gerade
dabei sind, zu verbreiten, spiegelt auch den Willen und die Entschlossenheit
von TTM wieder, die eigenen Produkte am Markt zu identifizieren. Auch im Laufe
des Jahres 2009 hat TTM das eigene Image als marktführende Firma in der
Herstellung von Laserschneid- und -Schweißmaschinen und -Anlagen verstärkt
und konsolidiert. Selbst in einem von der weltweiten Wirtschaftskrise beeinflussten
Markt hat TTM trotzdem mit ihrer Entwicklungspolitik von neuen Produkten,
der Forschung bei elektronischen Überwachungs- und Kontrollsystemen weiter
gemacht, die in der Lage sind, die eigenen Anlagen stets leistungsfähiger zu gestalten,
und einige dieser Systeme wurden auch patentiert.
Eine Marke, eine Garantie
Das Jahr 2010 wird sehr wahrscheinlich noch ein Übergangsjahr sein, aber wir
sind überzeugt, dass es, vorsichtig positiv ausgedrückt, möglich sein wird, einen
gewissen Optimismus beim wirtschaftlichen Wiederaufschwung zu erkennen.
Mit ihren Produkten, mit neuen Lösungen und vielseitigen Anwendungen wird
TTM bereit sein, die besten Chancen auf dem Markt zu ergreifen. Die unerschöpfliche
Begeisterung und der Wille des Teams von TTM hat es uns ermöglicht, mit
innovativen Ideen und Anwendungen, die einen Markttrend gesetzt haben, befriedigende
Ergebnisse zu erzielen.
Tube Tech Machinery S.r.l.
Via Bonfadina, 33
25046 Cazzago San Martino (BS) Italy
Tel. +39 030 7256311
Fax +39 030 7256333
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Partner UCIMU - SYSTEMEN ZUR HERSTELLEN