Clean Lasersysteme GmbH · einflussfaktoren auf den prozess –mindmap als basis fÜr eine fmea FiT...

FiT Zukunftsforum - Industrie 4.0: Wunsch oder Wirklichkeit?

Edwin Büchter, cleanLASER, Oktober 2018, Stuttgart

Halle 3

Stand E12

Industrie 4.0 in der Laserstrahl-Reinigung – Wunsch oder Wirklichkeit?

Clean-Lasersysteme GmbH

Edwin Büchter

Geschäftsführender Gesellschafter

Träger des Deutschen Umweltpreises 2010

Herzogenrath bei Aachen

www.cleanlaser.de

[email protected]

REINIGEN UND MEHR MIT LASERLICHT

DIE PROZESSINTEGRIERTE LÖSUNG



Halle 3

Stand E12

DER INNOVATOR IN DER LASERSTRAHL OBERFLÄCHENTECHNIK

• Gegründet: 1997

• Zertifizierung: DIN EN ISO 9001:2008

• Ca. 5000m² Fläche

• BEREICHE: Applikation / Entwicklung / Laser-Produktion / Anlagenbau / Service

• Mitarbeiterzahl: ~130 gut ausgebildete Fachkräfte, 30% Ingenieure

• Umsatzstärkstes Unternehmen in der Laserstrahl-Reinigungstechnik

• Ca. 1500 Geräte & Systeme im Feld, 20 internationale Partner

• Intensive Vernetzung mit diversen Deutschen Forschungseinrichtungen, Mitarbeit im AiF

• DEUTSCHER UMWELTPREIS 2010 für nachhaltige Umweltentlastung

WIR BIETEN LÖSUNGEN

Produktionscenter (2018) Forschungs- &

Adminstrationscenter (2007)



Halle 3

Stand E12

WIR BIETEN LÖSUNGEN

… VALIDIEREN – KONZIPIEREN – REALISIEREN - ABSICHERN

Test und Machbarkeit

Vorserien-muster

Modulare Anpassung

LaserLaser-

systeme

Modulare Auto-

mations-techik

Globale Installation

und Support

Kundenanforderungen erfüllen

Wir bieten Lösungen – von der Erprobung bis zur prozessintegrierten Maschine



Halle 3

Stand E12

LOW POWER

Backpack / CL12 - CL 200

HIGH POWER LASER

CL 1000

MID POWER LASER

CL 150 – CL 600

Solutions in lasers and automation

safeBOX compactCELL cleanCELL

(modular)

cleanBOX roboCLEAN

… and customized

PRODUKTE FÜR ALLE ANFORDERUNGEN



Halle 3

Stand E12

OPTIKEN MADE BY CLEANLASER – DER ANWENDUNGSÖFFNER

LÖSUNGEN FÜR JEDE ANWENDUNG

cleanCUBE Kompakt

shareMOTION

turnMOTION



Halle 3

Stand E12

WORKSTATIONS

WORKSTATIONS – MODULARE LÖSUNGEN – MIT VOLLER ABSICHERUNG

cleanCELL

cleanCELL

1170

cleanBOX safeBOXcompactCELL

cleanCELL

2220

cleanCELL

3220



Halle 3

Stand E12

OBERFLÄCHENVORBEHANDLUNG DURCH LASERSTRAHLUNG

ABTRAGPRINZIP

• Die Deckschicht wird mittels fokussiertem

Laserstrahl durch Verdampfen entfernt dabei

entsteht ein charakteristisches Plasmaleuchten

• Sehr leistungsstarke, aber kurze Laserpulse

(Dauer ca. 100ns) verursachen sehr geringe

thermische Einwirkungen auf das Basismaterial

• Das metallische Substrat reflektiert die

Laserstrahlung, der Abtragprozess stoppt

• Metallische Materialien können – durch den

Einsatz hoher Intensitäten- in der obersten

Grenzschicht (typ. bis zu 5µm) „modifiziert“

werden (Struktur, Rauheit)



Halle 3

Stand E12

• Volumenstrom

• Düsenform und

Position

• Effizienz

• Laminarität

• Filterklassen

• Nebenzeiten

• Präzision und

Reproduzierbarkeit

• Robustheit

• Laser Sicherheit

• Integrierte Steuerungen für

Laser und Bewegung

• Schlüsselfertig

• Abmessungen

Absaugung

und Filter

AutomationOptik

Laser Quelle

• Laserleistung

• Intensität

• Strahlform

• Pulsdauer

• Wellenlänge

EFFIZIENT ENTSCHICHTEN MIT LICHT – EINFLUSSFAKTOREN DIE SICH ABSICHERN LASSEN

• Ergonomie

• Zugänglichkeit

• Kompaktheit

• Integrierte Sensoren

• Sicherheit

• Wartungsfreundlich



Halle 3

Stand E12

EINFLUSSFAKTOREN AUF DEN PROZESS – MINDMAP ALS BASIS FÜR EINE FMEA



Halle 3

Stand E12

OberflächenstrukturCHARAKTERISISERUNG - ODER: WO UND WANN MESSEN UND ÜBERWACHEN WIR

• ANLAGENZUSTAND

– Überwachung der korrekten FUNKTION (ZUSTAND)

des Lasersystems und der Automation

– (Teilweise) WÄHREND der Bearbeitung

• PROZESS

– Überwachung des PROZESSES und der

PROZESSFÜHRUNG

– WÄHREND der Bearbeitung

• ERGEBNIS

• Kontrolle des ERGEBNISSES der

Oberflächenbeabeitung

– (unmittelbar) NACH der Bearbeitung (oder im

Nachlauf zum Laserprozess)



Halle 3

Stand E12

OberflächenstrukturZUSTANDSÜBERWACHUNG BEI LASERANLAGEN

• Anlagenzustandsüberwachung

– LEISTUNGSMESSUNG (in-line / off-line)

– ABSTANDSMESSUNG

– POSITIONSÜBERWACHUNG (in-Line)

– BEWEGUNGSKONTROLLE

– SERVOGEREGELTE STELLMOTOREN

KEINE KONTROLLE OB DER PROZESS „RICHTIG“ UMGESETZT WURDE! –

VERGLEICHBAR MIT DER BADKONTROLLE BEI DER NASS-CHEMISCHEN REINIGUNG

Leistungssensor im

Teilstrahl



Halle 3

Stand E12

OberflächenstrukturPROZESSÜBERWACHUNG BEI DER LASERREINIGUNG

• Prozessüberwachung

– PLASMASENSORIK

– AKUSTISCHE ÜBERWACHUNG

– SPEKTRALANALYSE

– OBERFLÄCHENTEMPERATURPlasma

sensor

Sensor

Elektronik

Laser

Einspeisung



Halle 3

Stand E12

PLASMASENSOR ALS INFORMATIONSQUELLE FÜR VORBEUGENDE WARTUNG



Halle 3

Stand E12

MOTION DISTANDCE SENSOR (MDS)

AUCH MANUELLE REINIGUNGSPROZESSE LASSEN SICH ABSICHERN

KOMBINIERTE ZUSTANDS

und PROZESSKONTROLLE

– Absstandskontrolle

– Bewegungsüberwachung

– Oberflächentemperatur

– Prozessführungshilfe für

den Bediener



Halle 3

Stand E12

OberflächenstrukturERGEBNISÜBERWACHUNG NACH DER LASERREINIGUNG

• Prozessüberwachung

– GLANZGRADANALYSE

– BENETZUNGSWINKEL

– KONTRASTMESSUNG

Visualisierung Glanzgrad-Flächenmessung für Bleche

Bauteiladaptierter

Multizonen

Glanzgradsensor

für den industriellen

Einsatz

100% Bauteil-

Ergebniskontrolle

im Raster 10x10mm)



Halle 3

Stand E12

ANWENDUNGSBEISPIELE ZU ABGESICHERTEN LASER-REINIGUNGSPROZESSEN

REINIGEN, OXID ENTFERNEN, ENTSCHICHTEN UND KONDITIONIEREN

Entfernen von BeschichtungenPräzises Entlacken zur Kontaktierung

Korrosion und Öl entfernen



Halle 3

Stand E12

ENTFERNEN VON ELOXALSCHICHTEN – MIT LICHT ENTSCHICHTEN

cleanFLOW System mit Ergebnisabsicherung

ANWENDUNG: Präzises entfernen von Eloxalschichten und Hartanodisierschichten entfernen

VORTEILE: Strahlmittelfrei entschichten

EINSPARUNG: Maskierprozess ersetzen, Partielles entschichten ersetzen

UMWELT: kein Strahlmittel, kein Schmutz, keine manuellen Prozesse

INDUSTRIE 4.0: Integriert (Messen – Abtragen – Qualitätsüberwachung)



Halle 3

Stand E12

Magnesium NACH 72 h SALZ-

SPRÜHTEST (partiell gelasert)

VORBEHANDLUNG ZUM KLEBEN VON LEICHTMETALLEN

• Oxid- und fettfreie Oberflächen für ideale Verbindungsstellen

• Mikrorauigkeit herstellbar

• „Nanosakaliges“ Kleben auf schwammartiger Oberfläche

• Mechanische Konditionierung

• Angepasste Klebstoffe diffundieren mittels Kapillareffekt

• Steuerbare Langzeitstabilität der Verklebung (bis zu 5-fach besser

als Nasschemie) durch reduzierte Elementkorrosion

• Hohe Prozessgeschwindigkeit bei partieller Reinigung

• Integrierte Plamsasensorik stellt Prozessqualität sicher!

MODIFIKATION

All pictures: courtesy WIWEB,

Dr. Holtmannspötter



Halle 3

Stand E12

PROZESSINTEGRIERTE VORBEHANDLUNG UND QUALITÄTSSICHERUNG

in der KLEBEVORBEHANDLUNG



Halle 3

Stand E12

INDUSTRIE 4.0 bei cleanLASER

1. Laserreinigung lässt sich vollumfänglich

absichern

2. Daten stellen Prozess basierend auf FMEA

Anforderungen sicher

3. Nachverfolgung auf I.O. / N.I.O Basis oder

vollumfänglich mit allen Details möglich

4. Einfache Auswertung und Visualisierung

5. Einfluss der Bauteil Eingangsqualität kann

ermittelt werden

6. Maschinenfehler lassen sich erkennen und PMA

initiieren

7. Kombination von QS Methoden möglich

8. Ohne (nennenswerten) Einfluss auf Taktzeit

INDUSTRIE 4.0 IST DA!



Halle 3

Stand E12

WIR REALISIEREN AUCH SENSOREN FÜR WASCHPROZESSE….

cleanLOG das Wasch-Validierungs Tool für Ph- und Temperatur an jedem Ort im WASCH-Prozess

BESUCHEN

SIE UNS!

HALLE 3

STAND E12

Clean Lasersysteme GmbH · einflussfaktoren auf den prozess –mindmap als basis fÜr eine fmea FiT...

Documents

Transcript of Clean Lasersysteme GmbH · einflussfaktoren auf den prozess –mindmap als basis fÜr eine fmea FiT...