ressourceneffiziente produkte · produkt. produkt. ressourceneffiziente produkte, klaus löffler...
Post on 15-Aug-2019
215 Views
Preview:
TRANSCRIPT
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE durch den Einsatz des Werkzeugs Laserstrahl
Klaus Löffler
Berlin, 23.06.2016
Geschäftsführer Vertrieb und Services
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
Der Laser ist ein vielseitiges Werkzeug und bringt Prozessenergie präzise ein.
2
Warum Laser?
Verschiedene Anwendungen Unterschiedliche Werkstoffe Keine mechanische
Beeinflussung Fokussierbarkeit Kleiner Wärmeeintrag Keine Massenträgheit Schnelle Ablenkung & Steuerung Automatisierbarkeit Verschleißfreies Werkzeug
Effizienz
Die Fokussierbarkeit und die vergleichsweise große Energiedichte kombiniert mit moderner Strahlquellentechnologie sind Basis für energieeffiziente Fertigungsprozesse.
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
Ist der Laser also eine ‚grüne‘ Technologie?
3
Warum Laser?
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016 4
Agenda
Energie- und Ressourceneffizienz kann auf verschiedenen Ebenen erreicht werden
Werkzeuge verbessern
Werkzeuge ersetzen
Prozesse verbessern
Prozesse ersetzen
Produkte verbessern
Produkte ersetzen
Hebelwirkung
Wer
kzeu
g P
roze
ss
Wer
kzeu
g P
roze
ss
Pro
dukt
Pro
dukt
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
Leistungs- und Effizienzsteigerung
In industrietauglichen Scheibenlasern hat sich die Leistung je Scheibe in den letzten Jahren vervielfacht.
5
0
2
4
6
8
10
12
1999 2004 2006 2009 2012 2013
Leis
tung
(kW
) je
Sch
eibe
Industrietauglich Laborergebnis
Damit einher geht eine kontinuierliche Steigerung der Energieeffizienz.
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016 6
Agenda
Energie- und Ressourceneffizienz kann auf verschiedenen Ebenen erreicht werden
Werkzeuge verbessern
Werkzeuge ersetzen
Prozesse verbessern
Prozesse ersetzen
Produkte verbessern
Produkte ersetzen
Hebelwirkung
Wer
kzeu
g P
roze
ss
Wer
kzeu
g P
roze
ss
Pro
dukt
Pro
dukt
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
Prozesse verbessern: Laserstrahlschweißen
Laserstrahlschweißen ist signifikant energieeffizienter als herkömmliche Schweißverfahren bei deutlich besserer Schweißqualität
7
Beispiel: Energieverbrauch beim Rohrschweißen WIG-Schweißen: ca. 430 kWh pro Tonne Laserschweißen: ca. 170 kWh pro Tonne
Laserstrahlschweißen WIG-Schweißen
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016 8
Prozesse verbessern: Additive und Subtraktive Verfahren
Laserhärten Laserauftragschweißen Reinigen, Markieren Laserauftragschweißen
pulverbettbasiertes Laserschmelzen
Strukturieren Laserschweißen
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016 9
Agenda
Energie- und Ressourceneffizienz kann auf verschiedenen Ebenen erreicht werden
Werkzeuge verbessern
Werkzeuge ersetzen
Prozesse verbessern
Prozesse ersetzen
Produkte verbessern
Produkte ersetzen
Hebelwirkung
Wer
kzeu
g P
roze
ss
Wer
kzeu
g P
roze
ss
Pro
dukt
Pro
dukt
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
Nachhaltigkeit muss vom gesamten Lebenszyklus von Endprodukten her gedacht werden.
10
Nachhaltige Energieeffizienz
Wichtiger als der Energieverbrauch einzelner Prozessschritte zu betrachten, ist der Energieverbrauch des Produktes bei Nutzung und Gesamtherstellung zu optimieren!
Beispiele aus der Automobiltechnik und -produktion:
Einspritzdüsen Laserbohren
Höchstfeste Stähle Laserschneiden
Karosseriebau Laserschneiden,
Laserschweißen
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
Durch präzisere Bohrungen in Einspritzdüsen, lässt sich der Kraftstoff-verbrauch von Verbrennungsmotoren bis zu 20 % senken
11
Beispiel Einspritzdüsen
Bilder:
Herkömmliche Einspritzdüsen: Der Kraftstoff benetzt teilweise die Zylinderwand und den Kolben. Es kommt zu unvollständiger Verbrennung.
Präzise Bohrungen unterschiedlicher Größen optimieren die Verteilung des zerstäubten Kraftstoffes und senken so Verbrauch und Emissionen.
Allein in Deutschland können hierdurch jährlich 12 Mio.Tonnen CO2 eingespart werden!
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
Karosserien aus sogenannten warmumgeformten Stählen ermöglichen höhere Festigkeit bei geringerem Gewicht und somit geringere Verbräuche
12
Beispiel Karosseriebau 1
- 4,6 kg
Gewichtsreduktion an einer typischen B-Säule Der Anteil an höchstfesten Stählen steigt kontinuierlich
Die Reduzierung des Fahrzeuggewichts um 10 % kann den Kraftstoff-verbrauch um >4 % senken.
Zugfestigkeit ≤ 140 Mpa 180 - 240 Mpa 260 - 300 Mpa 300 - 420 Mpa ≥1000 MPa
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016 13
Beispiel Karosseriebau 1 Wirtschaftlich fertigen lassen sich Bauteile aus warmumgeformten Stählen nur durch das Laserstrahlschneiden.
Der Laserstrahl schneidet Bauteile ungeachtet ihrer Härte und er verschleißt nicht
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
Durch konsequente Ausnutzen moderner Fertigungstechniken lassen sich auch eigentlich ausgereifte Baugruppen nachhaltig verbessern
14
Beispiel Karosseriebau 2
K-joint
flange ≈ 7 mm
Spot welding
flange ≈ 15 mm
Flanschlose Blechverbindungen durch Umform- und Lasertechnik (Schweißen)
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
Das erste Fahrzeug, das diesen Ansatz konsequent verfolgt ist der StreetScooter, ein neuartiges Elektroauto
15
Beispiel Karosseriebau 2
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
Viele weitere Komponenten in Elektro-Fahrzeugen entstehen mit Hilfe der Lasertechnik
16
Beispiel Elektromobilität
Elektro- motor 1
Getriebe 2
HV-Batterie 5 Leistungs-elektronik 3 Steuerungs
einheit 4
Charger 6
Leichtbau 7
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
Die Photonik ist eine Schlüsseltechnologie in vielen unterschiedlichen technischen Bereichen.
17
Zusammenfassung
In der Produktionstechnik trägt das Werkzeug Laser durch seine hohe Präzision zur Ressourceneffizienz bei. Die enge Zusammenarbeit von Spezialisten aus Produktdesign, Produktentwicklung, Prozess, Produktion ermöglicht die Materialeinsparungen und die Herstellung energieeffizienter Produkte.
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016 18
Industrie 4.0 auf unterschiedlichen Ebenen
Sensoren Aktuatoren
Systeme Maschinen
Unternehmen Fabrik
Industrie Sektoren
Internet
Intranet
Feldbus
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016 19
Ressourceneffizienz-Kreislaufwirtschaft im Alltag
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
Photonics 4.0: Startup Contest
20
Future of Engineering with the Speed of Light
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH
Klaus Löffler Geschäftsführer Vertrieb und Services +49 7156 303-35382 klaus.loeffler@de.trumpf.com
ANSPRECHPARTNER
RESSOURCENEFFIZIENTE PRODUKTE, Klaus Löffler 23.06.2016
top related