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TTM

Innovation & High Technology

TUBE TECH MACHINERY

Magazine

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 Gründers, aber an der Führungsspitze der Fa. Benito Mattiolo & C. ist heute der Sohn Stefano, der seit längerer Zeit einen Modernisierungsprozess der Tätigkeit fortführt. Einen Weg, der ihn dazu gebracht hat, in ein innovatives 3D-Laser-Rohrschneidsystem zu investieren.

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ie von Tube Tech Machinery entwickelte 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.

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uch zuvor stand stets TTM mit ihrem System FL600 an der Spitze, aber in Kürze wird die ganz neue FL800 in Betrieb gehen, die größte Anlage der Welt, in der Lage, Rohre und Profile dreidimensional mit dem Laser zu bearbeiten.

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S C H W E I S S E N

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XXL ist kein Problem mehr

E Eine der wesentlichen Neuheiten, die mit der neuen Maschine eingeführt wurden, betrifft die Prozessüberwachungsmethoden und die Zertifizierung des Fertigproduktes.

inige 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 werden auch hochwiderstandsfähige Profile für Arme und Schaufeln von Baggern oder Komponenten für die Herstellung von Fahrzeugen, Geräten mit Haken und Containern aus hochfesten Stählen, Schildbrücken über den Autobahnen oder Profile für den Brückenbau gefordert.

Das Anwendungsspektrum der großformatigen Produkte

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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

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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 …

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A L U M I N I U M

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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

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er 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 TechnologieServicecenter] 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 FEMStrukturberechnungsprogrammen 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“.

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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.

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 „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 Schneideund 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

Die Kenntnisse und die mit dem Laserflachbettschneiden gesammelte Erfahrung haben sicherlich die StartupPhase der dem Rohr gewidmeten Anlage begünstigt, obwohl es sich vom Prinzip her um zwei ziemlich unterschiedliche Technologien handelt. „Das 3DSchneiden 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“.

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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 ie langjährige Erfahrung bei der Herstellung und dem Verkauf von Laserrohrschneidmaschinen mit 3DSchneidkopf 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.

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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

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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 ermög6 TTM - TUBE TECH MACHINERY

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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

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.

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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 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.

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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 Beschickungs- und Entsorgungsoperationen der Rohre mit so großen Abmessungen erfordern andere Handlinglösungen als die bisher bei den traditionellen

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.

kleineren Rohrlasern angewandten.

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m 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.

EVENTS

Lamiera Bologna 12-15 Mai

Euroblech Hannover 26-30 Oktober

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.

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