Stationäres Laserschweißgerät kaufen: Auswahlkriterien für die Fertigung

Was ist ein stationäres Laserschweißgerät?

Ein stationäres Laserschweißgerät ist eine geschlossene 5-Achs-Präzisionsanlage, die darauf ausgelegt ist, dass das Bauteil zur Maschine gebracht wird. Diese Anlagen bieten hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit für industrielle Anwendungen, bei denen stabile Arbeitsbedingungen und präzise Schweißparameter entscheidend sind. Im Gegensatz zu fahrbaren offenen Systemen sind sie fest installiert und eignen sich ideal für automatisierte Fertigungslinien.

Typischerweise arbeiten stationäre Laserschweißsysteme mit einer Leistung im Bereich von einigen hundert Watt bis zu mehreren Kilowatt, wobei die Wellenlänge je nach Lasertyp bei etwa 1064 nm für Nd:YAG-Laser und 1070 nm für Faserlaser liegt. Die Einschweißtiefe kann bis zu einigen Millimetern betragen, abhängig von der Materialdicke und den spezifischen Prozessparametern. Die Wärmeeinflusszone (WEZ) ist in der Regel sehr gering, was die Eignung für empfindliche Materialien wie 1.4301 (Edelstahl) oder 1.2343 (Werkzeugstahl) unterstreicht.

Vorteile stationärer Laserschweißsysteme

Stationäre Laserschweißsysteme bieten zahlreiche Vorteile, insbesondere in der Serienproduktion und bei komplexen Schweißanforderungen:

• Hohe Präzision und Kontrolle der Laserschweißparameter, was zu konsistenten und qualitativ hochwertigen Schweißnähten führt.
• Integration in automatisierte Fertigungslinien, was die Effizienz steigert und die Produktionszeiten verkürzt.
• Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere in der Medizintechnik, Automobilindustrie und bei der Fertigung von Elektronikkomponenten.
• Die Möglichkeit, eine Vielzahl von Materialien zu verarbeiten, einschließlich Aluminiumlegierungen und hochfester Stähle, erweitert die Flexibilität der Produktion.

Technische Merkmale

Ein stationäres Laserschweißsystem von Sigma Laser, wie das Sidanus Fibre oder Siega Fibre, nutzt moderne Faserlaser-Technologie. Diese Anlagen sind mit Komponenten wie der Schwenkoptik (Swivel Optics) und einem motorgetriebenen Drehtisch ausgestattet, um komplexe Schweißaufgaben mit hoher Präzision durchzuführen. Die Möglichkeit, mit Materialien wie Aluminium und Edelstahl zu arbeiten, erweitert die Einsatzmöglichkeiten erheblich.

Die Einhaltung von Normen wie der DIN EN ISO 15614-11 ist für die Qualifizierung von Schweißverfahren entscheidend, um sicherzustellen, dass die Schweißnähte den erforderlichen Qualitätsstandards entsprechen. Typische Toleranzen für die Wiederholbarkeit von Schweißprozessen liegen im Bereich von ±0,1 mm, was für die Herstellung von Präzisionskomponenten unerlässlich ist.

Wann ist stationär die bessere Wahl?

In der industriellen Fertigung ist die Entscheidung zwischen einem mobilen und einem stationären Laserschweißgerät von großer Bedeutung. Stationäre Laserschweißsysteme, wie die Modelle von Sigma Laser, bieten eine hohe Wiederholgenauigkeit und eignen sich ideal für automatisierte Fertigungslinien. Im Gegensatz dazu bieten mobile Systeme mehr Flexibilität, wenn das Werkstück zur Maschine gebracht werden muss.

Teilefluss und Wirtschaftlichkeit

Der Teilefluss hat einen erheblichen Einfluss darauf, ob ein stationäres Laserschweißgerät die bessere Wahl ist. Wenn der Teilefluss es ermöglicht, Werkstücke zur Schweißanlage zu transportieren, bieten stationäre Systeme klare Vorteile. Sie optimieren nicht nur den Schweißprozess durch präzise Laserschweißparameter, sondern auch die Wirtschaftlichkeit bei hohen Stückzahlen.

Die Integration in bestehende Fertigungslinien ermöglicht es, die Prozesszeiten zu minimieren und die Produktivität zu maximieren. Die stationären Systeme von Sigma Laser sind in der Lage, hohe Taktzeiten zu unterstützen, was besonders in der Serienproduktion von Vorteil ist.

Serienarbeit und Wiederholgenauigkeit

Stationäre Systeme sind besonders für Serienarbeit geeignet, bei der Wiederholgenauigkeit entscheidend ist. Durch die festen Installationen und die Möglichkeit, präzise Faserlaser-Laserschweißen zu nutzen, bieten stationäre Anlagen wie die Sidanus Light und die Siega Fibre eine konstante Qualität, die in vielen industriellen Anwendungen unerlässlich ist.

Die Wiederholgenauigkeit liegt typischerweise im Bereich von ±0,1 mm, was für die Herstellung von Bauteilen mit engen Toleranzen entscheidend ist. Diese Präzision wird durch die Nutzung von hochentwickelten Steuerungssystemen wie Sigomatic Pro erreicht.

Raumanforderungen

Ein weiterer Aspekt, der für ein stationäres System spricht, ist die verfügbare Stellfläche. Stationäre Anlagen benötigen zwar mehr Platz, profitieren jedoch von integriertem Zubehör und Erweiterungsmöglichkeiten, die die Effizienz in der Fertigung erheblich steigern können.

Die Möglichkeit, stationäre Systeme in bestehende Produktionsumgebungen zu integrieren, bietet zudem den Vorteil, dass sie mit automatisierten Materialhandlingsystemen kombiniert werden können, was die Gesamtproduktivität weiter erhöht.

Die 7 Auswahlkriterien

Bei der Auswahl eines stationären Laserschweißgeräts für industrielle Anwendungen sind verschiedene technische und wirtschaftliche Faktoren zu berücksichtigen. Hier sind die sieben wichtigsten Kriterien, die Ihnen helfen, die richtige Entscheidung für Ihre automatisierte Fertigungslinie zu treffen.

Bauteilgröße und -gewicht

• Die Dimensionen und das Gewicht der zu bearbeitenden Bauteile bestimmen die Anforderungen an die Tragfähigkeit und die Größe des stationären Laserschweißsystems. Stationäre Systeme wie die Sidanus Light bieten unbegrenzte Tragfähigkeit und eignen sich daher für eine Vielzahl von Anwendungen.

Verfahrwege der Achsen

• Um optimale Zugänglichkeit und Flexibilität zu gewährleisten, sollten die Verfahrwege der Achsen präzise auf die Geometrie der Werkstücke abgestimmt sein. Die Swivelling Y Axis und das Z-Axis Module bieten hier entscheidende Vorteile. Bei der Sidanus Fibre beträgt der Verfahrweg der Achsen X 200 mm (optional 400 mm), Y 200 mm und Z 300 mm, wobei nur die X-Achse optional auf 400 mm erweitert werden kann, was eine hohe Präzision bei der Bearbeitung komplexer Geometrien ermöglicht.

Laserquelle

• Die Wahl zwischen Nd:YAG- und Ytterbium-Faserlaser hat signifikante Auswirkungen auf die Effizienz und Qualität des Laserschweißens. Nd:YAG-Laser, wie sie in der Sidanus Light eingesetzt werden, bieten eine hohe Spitzenleistung von bis zu 13 kW, während Faserlaser, wie in der Sidanus Fibre, durch ihre hohe Strahlqualität und Effizienz überzeugen.

Pulsenergie/Spitzenleistung

• Die Pulsenergie und Spitzenleistung sind entscheidende Parameter des Laserschweißens, die die Einschweißtiefe und die Wärmeeinflusszone beeinflussen. Je nach Anwendung sollten diese Werte sorgfältig abgestimmt werden. Typische Pulsenergien liegen im Bereich von 30 bis 170 J, abhängig von der spezifischen Anwendung und dem gewählten Lasertyp.

Software und Programmspeicher

• Eine intuitive Software und ausreichender Programmspeicher sind essentiell für die einfache Integration in bestehende Systeme und die Flexibilität bei der Anpassung der Laserschweißparameter. Sigma Laser Maschinen bieten einen Programmspeicher für bis zu 50 Programme, erweiterbar auf über 100, was eine hohe Flexibilität in der Produktion ermöglicht.

Service und Ersatzteile

• Ein verlässlicher Service und die schnelle Verfügbarkeit von Ersatzteilen sind entscheidend, um Ausfallzeiten zu minimieren und die Produktivität zu maximieren. Die Verfügbarkeit von Ersatzteilen und der technische Support sind wesentliche Faktoren, die bei der Auswahl eines Laserschweißsystems berücksichtigt werden sollten.

Integration in die Fertigung: Schulung, Dokumentation, Programme

• Alle stationären Laserschweißgeräte von Sigma Laser werden mit zertifizierten Bedienerschulungen, vollständiger Dokumentation und der Sigomatic-Steuerung mit Programmspeicher ausgeliefert.

Welches stationäre Sigma-System passt zu welcher Aufgabe?

In der industriellen Fertigung, insbesondere bei der Bearbeitung von hochpräzisen Bauteilen, ist die Auswahl des passenden stationären Laserschweißgeräts entscheidend. Sigma Laser bietet hierfür eine Reihe spezialisierter Systeme, die auf unterschiedliche Anforderungen zugeschnitten sind. Ob für tiefe Reparaturnähte oder hochpräzise Schweißarbeiten, die stationären Lösungen von Sigma erfüllen vielseitige Aufgaben in automatisierten Fertigungslinien.

Sidanus Light: Tiefenschweißen mit Nd:YAG-Laser

Das Sidanus Light ist ideal für Anwendungen, die tiefe Reparaturnähte erfordern. Mit seinem Nd:YAG-Laser bietet es hervorragende Schweißnähte in schwer zugänglichen Bereichen. Dieses stationäre Laserschweißsystem ist besonders geeignet für die Instandsetzung von Werkzeugen und Formen, bei denen Präzision und Eindringtiefe eine wichtige Rolle spielen. Typische Einschweißtiefen können je nach Material und Fokusbedingungen bis zu mehreren Millimetern betragen, wobei die Wärmeeinflusszone (WEZ) minimiert wird.

Die Einhaltung der Norm DIN EN ISO 15614-11 ist bei der Qualifizierung von Schweißverfahren entscheidend, um die Prozesssicherheit und Wiederholbarkeit zu gewährleisten.

Sidanus Fibre: Hochpräzision für anspruchsvolle Aufgaben

Das Sidanus Fibre kombiniert die Vorteile eines Faserlasers mit der Möglichkeit, sowohl im gepulsten als auch im Dauerstrichmodus (CW) zu arbeiten. Diese Flexibilität macht es zu einer ausgezeichneten Wahl für die Fertigung von Elektronikkomponenten, bei denen hochpräzise Schweißnähte und minimierte Wärmeeinflusszonen (WEZ) erforderlich sind. Die Integration in bestehende automatisierte Fertigungslinien ist nahtlos möglich. Typische Schweißgeschwindigkeiten können je nach Material und Prozessparametern bis zu mehreren Metern pro Minute erreichen.

Die hohe Strahlqualität eines Faserlasers, typischerweise mit einem M²-Wert nahe 1, ermöglicht präzise Schweißnähte bei minimalem Verzug und hoher Wiederholgenauigkeit.

Siega Fibre: Kompakte Leistung mit Super Pulse Technology

Für Anwender, die kompakte Lösungen mit hoher Leistung suchen, bietet das Siega Fibre mit seiner Super Pulse Technology (SPT) die optimale Lösung. Dieses Gerät eignet sich besonders für Anwendungen im Bereich der Medizintechnik und der Automobilindustrie, wo es auf schnelle Taktzeiten und präzise Schweißpunkte ankommt. Die kompakte Bauweise erlaubt eine einfache Integration in bestehende Produktionsumgebungen. Typische Anwendungen umfassen das Schweißen von Edelstahllegierungen wie 1.4301 oder hochfeste Aluminiumlegierungen, die eine präzise Kontrolle der Wärmeeinflusszone erfordern.

• Nd:YAG-Laser für tiefe Reparaturnähte
• Faserlaser für hochpräzise Anwendungen
• Super Pulse Technology für kompakte Leistung

Die Auswahl des richtigen stationären Laserschweißgeräts von Sigma Laser kann die Effizienz und Präzision Ihrer Fertigungsprozesse erheblich steigern. Jedes dieser Systeme bietet spezifische Vorteile, die je nach Anforderungen Ihrer Produktion optimal ausgeschöpft werden können. Die Einhaltung relevanter Sicherheitsstandards, wie in der Fraunhofer ILT beschrieben, ist für den sicheren Betrieb unerlässlich.

Was kostet eine stationäre Anlage?

Die Kosten eines stationären Laserschweißgeräts hängen von mehreren Faktoren ab, die die Wirtschaftlichkeit und Effizienz in der industriellen Fertigung maßgeblich beeinflussen. Diese Geräte von Sigma Laser, wie die Sidanus Light oder Siega Fibre, sind speziell für die automatisierte Fertigung von Bauteilen konzipiert und bieten eine Vielzahl von Anpassungsoptionen.

Kostentreiber für stationäre Laserschweißgeräte

• Laserquelle: Die Wahl zwischen einem Nd:YAG-Laser und einem Faserlaser hat einen erheblichen Einfluss auf die initialen Investitionskosten. Faserlaser sind oft effizienter und verursachen geringere Wartungskosten. Typische Wellenlängen für Nd:YAG-Laser liegen bei 1064 nm, während Faserlaser bei 1070 nm arbeiten.
• Leistungsklasse: Die benötigte Laserleistung richtet sich nach den spezifischen Anforderungen der zu bearbeitenden Materialien, wie Aluminium oder Edelstahl, und kann die Kosten entsprechend variieren. Edelstahl der Werkstoffnummer 1.4301 oder Aluminiumlegierungen wie 6061 sind häufige Materialien für das Laserschweißen.
• Anzahl der Achsen: Stationäre Systeme mit mehreren NC-gesteuerten Achsen, wie die Simass Base Unit, bieten Flexibilität für komplexe Schweißaufgaben, was sich in höheren Investitionen niederschlägt. Die Präzision dieser Systeme kann typischerweise Toleranzen im Bereich von ±0,1 mm erreichen.
• Automatisierungsgrad: Die Integration in bestehende automatisierte Fertigungslinien kann zusätzliche Investitionen erfordern, bietet jedoch langfristige Einsparungen durch höhere Effizienz.

Arbeitsschutz und Installation: Was ist vorzubereiten?

Bei der Integration eines stationären Laserschweißgeräts in Ihre Fertigungsprozesse entscheidet die Einarbeitung über den Produktionsstart. Sigma Laser liefert zertifizierte Bedienerschulungen und die vollständige technische Dokumentation mit; qualifizierte Parametersätze werden in der Sigomatic-Steuerung als Programme hinterlegt, sodass Ergebnisse von der ersten Schicht an reproduzierbar sind. Beachten Sie die mit Ihrer Anlage gelieferten Sicherheitsrichtlinien; Sigma bietet zertifizierte Bedienerschulungen an.

Installation und Inbetriebnahme

Die Installation eines stationären Laserschweißsystems erfordert eine sorgfältige Planung. Eine passende Infrastruktur muss bereitgestellt werden, um die Stabilität und Effizienz der Anlage zu gewährleisten. Dazu gehören unter anderem eine geeignete Stromversorgung und ein stabiler Untergrund, um Vibrationen zu minimieren. Die Integration in bestehende automatisierte Fertigungslinien kann die Produktivität erheblich steigern und erfordert die genaue Abstimmung der Laserschweißparameter.

Für Unternehmen, die ein stationäres Laserschweißgerät kaufen möchten, bietet unser Ratgeber wertvolle Einblicke in die Auswahlkriterien und die langfristigen Vorteile eines solchen Investitionsguts.

Die Inbetriebnahme sollte von einem erfahrenen Techniker durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass alle Systeme optimal aufeinander abgestimmt sind und die gewünschten Ergebnisse erzielen. Eine regelmäßige Wartung und Kalibrierung sind ebenfalls entscheidend, um die Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit der Anlage zu gewährleisten.

• Einweisung des Bedienpersonals mit zertifizierten Schulungen
• Hinterlegung der qualifizierten Parametersätze als Programme
• Umfassende Mitarbeiterschulung
• Sicherstellung der passenden Infrastruktur für die Installation
• Integration in automatisierte Fertigungslinien zur Produktivitätssteigerung