Mit 3D-Faserlasern ganz groß rauskommen: Die perfekte Lösung für Schwergewichte

Laut Prima Power verfügt der Laser Next 2141 über das größte Arbeitsvolumen auf dem Markt. (Alle Bilder wurden von Glenn Metalcraft und Prima Power bereitgestellt)

Manchmal kommt es auf die Größe an. Sowohl im Hinblick auf das Geschäftswachstum als auch auf die Methoden und Maschinen, die zur Förderung des Erfolgs eingesetzt werden – insbesondere, wenn die Größe (Abmessungen) Ihrer Teile für neue Anwendungen größer wird.

Wenn Unternehmen wachsen, müssen sie sich auch zunehmend auf strategische Partnerschaften mit wichtigen Kunden und Lieferanten verlassen, neue Technologien und Prozesse einführen, kalkulierte Risiken – einschließlich Akquisitionen – eingehen und kontinuierlich effizienter werden.

Glenn Metalcraft Inc. aus Princeton, Minnesota, ist ein typisches Beispiel. Das Unternehmen wurde 1947 als Werkzeug- und Formenbau gegründet und ist seitdem stetig gewachsen. Im Laufe der Jahre hat das Familienunternehmen in dritter Generation seine Kernkompetenz, das Metalldrücken, ausgebaut und gleichzeitig kontinuierlich Fähigkeiten, Kapazitäten und Automatisierung erweitert, um den Kundenbedürfnissen gerecht zu werden.

Unter der Führung von CEO Joe Glenn hat sich Glenn Metalcraft zur Elemet Group entwickelt, bestehend aus Minnesota Industrial Coatings, ebenfalls in Princeton, Elemet Manufacturing in Aitkin, Minnesota, und einem zweiten Glenn Metalcraft-Standort in Ft. Worth, Texas. Bis Ende 2023 plant das Unternehmen den Umzug in eine größere Anlage in Princeton mit einer Gesamtfläche von 15.700 Quadratmetern.

Während Glenn Metalcraft in der Lage ist, Fertigung und Schweißen anzubieten, bleibt das Spinnen sein Kerngeschäft, erklärt Präsident Dan Patnode. „Wir waren eines der ersten US-Unternehmen, das in die CNC-Drückformtechnologie investiert hat, und wir sind nach wie vor branchenführend im hochwertigen Metalldrücken mit engen Toleranzen.“

Das Unternehmen ist auf schwere Metalle für Landwirtschafts- und Bauanwendungen spezialisiert. Und ein entscheidender Teil seiner Strategie ist die vertikale Integration und die Erweiterung seiner Fähigkeiten, weshalb Glenn Metalcraft verschiedene Lackier-, Bearbeitungs- und Wasserstrahlbetriebe übernommen hat.

„Wir haben uns in die Lage versetzt, fertige Teile für unsere OEM-Kunden im eigenen Haus herzustellen und zu liefern“, versichert Glenn.

In jüngerer Zeit hat Glenn Metalcraft mithilfe von Prima Power North America Inc. vom Wasserstrahlschneiden auf die Lasertechnologie umgestellt. Vor 2020 verwendete Glenn Metalcraft einen Wasserstrahl, um die Dicke seiner Produktionsteile zu schneiden.

„Wir haben jahrelang fünfachsig mit dem Wasserstrahl geschnitten, weil die 3D-Laser nicht in der Lage waren, die Dicke zu schneiden, die wir für die Bearbeitung unserer schweren Teile benötigten. Für die damalige Technik waren unsere Teile zu dick.“

Doch das Wachstum von Glenn Metalcraft, gepaart mit sich verändernden Kundenbedürfnissen, führte zu einer Veränderung.

„Wir waren ein sehr kompetentes und erfahrenes Wasserstrahlunternehmen. Vom Durchsatz her hatten wir also das Maximum erreicht, was diese Maschinen leisten konnten, und das war einfach nicht genug“, sagt Patnode.

Gleichzeitig war die Lasertechnologie so weit fortgeschritten, dass Glenn Metalcraft nicht nur zum Umstieg bereit war, sondern auch den großen Durchbruch wollte. Im März 2020 bestellte das Unternehmen für sein Werk in Princeton das größte verfügbare Modell, den 4-kW-Laser Next 2141 von Prima Power.

„Unser Einstieg in den US-Markt erfolgte 1979 mit unserer ersten 3D-Maschine“, verrät Dan Polto, Vertriebsingenieur bei Prima Power, dem Geschäftsbereich für Laser- und Blechbearbeitungsmaschinen der Prima Industrie Group. Wie Polto es beschreibt, drang Prima Power mit seinem ZAC-Laser (benannt nach dem Geräusch, das er beim Schneiden erzeugt) in die Vereinigten Staaten ein und wurde zum Schneiden von Karosserien für die Cadillac-Abteilung von General Motors verwendet. „Und seitdem sind wir hier in 3D.“

In den folgenden Jahrzehnten hat Prima Power ein breites Spektrum an Branchen, von der Automobilindustrie bis zur Luft- und Raumfahrtindustrie und darüber hinaus, mit einem wachsenden Katalog an 3D-Lasern bedient. Die neueste ist die Laser Next-Linie des Unternehmens.

Der Laser Next 2141 ist das neueste Produkt in der 3D-Faserlasermaschinenreihe von Prima Power. Laut Prima Power ist das Arbeitsvolumen (4.140 x 2.100 x 1.020 mm) dieser Maschine das größte in der Branche. Gleichzeitig verfügt es über eine kompakte Stellfläche und eignet sich für nahezu alle 3D-geprägten und flachen Blechteilgrößen.

„(Der Laser Next 2141) war ursprünglich für große Teile gedacht, aber in Wahrheit spielt es keine Rolle, wie groß das Teil dort ist“, sagt Polto. „Sie konnten sehr große Teile und sehr kleine Teile bearbeiten. Es ist einfach die Tatsache, dass es sich um eine große Maschine handelt, und ich denke, ihre Vielseitigkeit ist es, die den gesamten Markt wirklich anspricht.“

Das Unternehmen gibt an, dass der 3D-Faserlaser Laser Next 2141 so konzipiert und entwickelt wurde, dass er die Anforderungen von Herstellern gestanzter Metallteile in unterschiedlichen Industriezweigen wie Lohnfertiger, Presswerk, Luft- und Raumfahrt, Landwirtschaft, Bauwesen und Automobilindustrie erfüllt. Der Laser Next 2141 bietet außerdem Flexibilität in Bezug auf Prozesse, Teilegrößen und Konfigurationen. Seine technologischen Eigenschaften ermöglichen es ihm, sowohl dreidimensionale als auch zweidimensionale Teile zu bearbeiten und von Schneid- auf Schweißanwendungen umzustellen.

Laser Next 2141 ist in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, um verschiedenen Produktionsmodi gerecht zu werden. Die Standardversion mit feststehenden Tischen nutzt den gesamten Arbeitsraum zur Bearbeitung großer Teile aus und bietet Zugänglichkeit von allen Seiten. Bei der Split-Kabinen-Konfiguration wird der Arbeitsraum durch eine abnehmbare Wand und ein Schiebedach in zwei Hälften geteilt, so dass Teile wahlweise bearbeitet oder be-/entladen werden können.

„[Glenn Metalcraft] ging noch einen Schritt weiter und entwickelte die Split-Kabinen-Version, die es ihnen ermöglicht, verschiedene Teile in einer Arbeitskabine zu laden, zu entladen und einzubauen, während sie in der anderen Teile bearbeiten“, sagt Polto. Bei Bedarf für größere Teile kann die Wand entfernt werden, um den gesamten Arbeitsbereich wiederherzustellen.

Für eine schnellere Teilehandhabung ohne Maschinenstopps ist auch eine Drehtischkonfiguration erhältlich. Diese Lösung ist für die Großserienfertigung mittelgroßer bis großer Teile gedacht. Die Wechseltischversion ermöglicht das schnelle und automatische Bewegen von Teilen und Vorrichtungen außerhalb des Arbeitsbereichs von den Seiten oder der Vorderseite der Maschine.

„Wir haben den Laser Next 2141 gekauft, um den großen Durchmesser unserer Teile zu bewältigen“, bemerkt Patnode. „Wir mussten das größte verfügbare Modell kaufen. Der Laser Next hat unsere Zykluszeit erheblich verkürzt. Bei einigen unserer Produktionsprojekte konnte der Durchsatz um das Vier- oder Fünffache gesteigert werden. Obwohl es eine Lernkurve mit der neuen Technologie gab, hat der Laser Next wirklich gute Arbeit geleistet.“

Laut Patnode ist der Laser Next 2141 eine benutzerfreundliche Maschine, und Prima Power bietet Glenn Metalcraft-Bedienern Vor-Ort-Schulungen an, um die Kompetenz sicherzustellen. „Unsere Bediener waren mit der Schulung, die sie erhalten haben, sehr zufrieden … es ist ein ziemlich intuitives System. „Seitdem unsere Bediener an dieser Anfangsschulung teilgenommen haben, sind sie wirklich kompetent im Umgang mit der Ausrüstung“, fährt Patnode fort. „Heute geht es nur noch darum, so viel Arbeit wie möglich auf das Laser Next-Arbeitszentrum zu verlagern.“

„Die Geschwindigkeit der Maschine ist phänomenal für Materialien mit geringerer Stärke“, fügt Aaron Palmer, Teamleiter der Laser- und Maschinenabteilung, hinzu. „Mir gefällt auch die Tatsache, dass es Materialien bis zu einem halben Zoll [12,7 mm] schneiden kann. Die Größe des Schnittbereichs ist für uns äußerst wichtig. Wir können die Mittelwand in wenigen Minuten entfernen und dadurch unseren Einzelkabinen-Schneideraum mehr als verdoppeln, was die Bearbeitung unserer sehr großen Teile ermöglicht.

„Wenn wir unser Teil mit dem höchsten Volumen bearbeiten“, fügt Palmer hinzu, „ermöglicht uns die Doppelkabinenfähigkeit, hin und her zu wechseln.“ Wenn wir nur eine Seite pro Schicht bedienen würden, würden wir 24 Teile pro Schicht bekommen. Durch den beidseitigen Betrieb entfällt jedoch die Lade- und Entladezeit, und wir produzieren 45 Teile pro Schicht. Beim Schneiden mit dem Wasserstrahl benötigten wir für jedes Teil durchschnittlich 45 Minuten. Unsere Zykluszeit auf der Laser Next beträgt achteinhalb Minuten pro Teil. Ich liebe die Vielseitigkeit der Maschine. Wir können innerhalb des Programms vom Sauerstoff- zum Stickstoffschneiden wechseln. Wir müssen nicht anhalten und ein Objektiv wechseln, sondern können einfach direkt im Programm eine Materialbibliothek aufrufen. Bei manchen Teilen variiert die Dicke im Teilbereich des Teils, und ich kann meine Schnittparameter während des Schnitts ändern, um dieser Dickenänderung Rechnung zu tragen.“

Glenn Metalcraft wird voraussichtlich bis Ende 2023 an einen größeren Standort in Princeton umziehen. „Dies ist eine Gelegenheit für uns, einige Effizienzsteigerungen beim Produktfluss zu erzielen, einige Effizienzsteigerungen bei verschiedenen Arbeitszellen zu erzielen und dann auch für zusätzliche Wachstumschancen gerüstet zu sein.“ “, sagt Patnode.

Der Umzug hat das Unternehmen dazu veranlasst, einen zweiten Prima Power 4-kW-Laser Next 2141 zu kaufen. Dies wird es ihm ermöglichen, den Durchsatz während der Umstellung aufrechtzuerhalten und Wachstumschancen in der größeren Anlage zu nutzen.

„Wir befinden uns auf einem starken Wachstumskurs und prognostizieren für die nächsten vier bis fünf Jahre ein deutliches Wachstum“, stellt Patnode fest. „Wir haben die Produktion konsequent von anderen Bereichen unserer Werkstatt in das Laser Next-Arbeitszentrum verlagert. Die zweite Maschine bietet nicht nur zusätzliche Kapazität, sondern ermöglicht es uns auch, Ausfallzeiten beim Umzug des aktuellen Laser Next in die neue Anlage zu vermeiden und gleichzeitig unser gleichbleibendes Produktionsniveau aufrechtzuerhalten.“

Weitere Informationen zu Glenn Metalcraft finden Sie unter www.glennmetalcraft.com oder telefonisch unter 763-389-5355. Weitere Informationen zu Prima Power finden Sie unter www.primapower.com oder telefonisch unter 847-952-6500.

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