Interview: Klaus Löffler von Trumpf Lasertechnik

Klaus Löffler, Managing Director Trumpf Lasertechnik, über Exponate und künftige Entwicklungen

„Anlagen produzieren ab erstem Teil Qualität“

„Die Ingenieure müssen umdenken und ihre Bauteile verfahrensgerecht konstruieren. Dann eröffnen moderne Lasersysteme ganz neue Potenziale – auch hinsichtlich der Energie- und der Ressourceneffizienz“, sagt Klaus Löffler. Er ist Managing Director Sales & Services bei der Trumpf Lasertechnik GmbH in Ditzingen. Bild: Trumpf
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Interview: Klaus Löffler von Trumpf Lasertechnik Wie Laserfertigung künftig aussehen wird und was Trumpf auf der World of Photonics in München zeigt, das sagt Klaus Löffler. Er ist Managing Director Sales & Services bei der Trumpf Lasertechnik GmbH in Ditzingen. ❧ Mona Willrett

Herr Löffler, welches sind die zentralen Themen von Trumpf auf der Messe Laser?
Natürlich präsentieren wir neue Produkte – unter anderem eine weitere Variante unserer neuen Scheibenlaser-Generation –, aber für unsere Kunden zählt nicht so sehr der einzelne Laser, sondern vielmehr eine zuverlässige Fertigungslösung. Im Fokus unseres Auftritts stehen deshalb nicht einzelne Produkte, sondern Prozesse, die schnell, flexibel und wirtschaftlich zu hochwertigen Kundenbauteilen führen. In einem Ausstellungsbereich zeigen wir, welche Möglichkeiten moderne Lasersysteme überhaupt bieten und wofür sie sich nutzen lassen. Unter dem Motto „Get connected“ demonstrieren wir unter anderem, wie man effizient vom Bauteil zu einer guten Fertigungslösung kommt. Und da spielt mittlerweile die ganze Bandbreite unserer Software- und Sensortechnologie sowie der IT-Anbindung eine zentrale Rolle. Außerdem öffnen wir die Türen zu unserem Forschungslabor einen Spalt weit. So zeigen wir eine neue Möglichkeit, Ultrakurzpulsstrahlung durch eine Art Lichtleitkabel zur Bearbeitungsstelle zu lenken.
Wie sieht dieses Lichtleitkabel aus?
Außen wie ein klassisches Kabel. Das Innenleben besteht größtenteils aus Glas mit einer speziellen Hohlstruktur. Damit muss das Laseraggregat nicht mehr exakt in der Maschine auf die Bearbeitungsstelle justiert werden. Künftig kann es neben der Anlage stehen und Relativbewegungen zwischen Laser, und Maschine haben keinen Einfluss mehr aufs Bearbeitungsergebnis.
Wann wird es für Kunden verfügbar sein?
Alles, was wir im Forschungsbereich zeigen, wird noch länger als ein Jahr bis zur Markteinführung in Anspruch nehmen. Aber: Alle Exponate sind bereits sehr dicht davor Industrietauglichkeit zu erreichen.
In welche Richtung werden sich Ultrakurzpulslaser entwickeln?
Beim Ultrakurzpulslaser verläuft die Entwicklung wirklich rasant – und zwar im gesamten Parameterfeld. Das reicht von höheren Leistungen über kürzere Pulse bis hin zu höheren Frequenzen. Heute werden UKP-Laser vor allem im Bereich sprödharter Werkstoffe eingesetzt. Eines der wichtigsten Einsatzgebiete dieser Laserart wird künftig das Modifizieren von Oberflächen und das Optimieren von Materialeigenschaften sein – aber nur in jenen manchmal winzigen Bereichen, in denen das tatsächlich nötig ist.
Wenn man das Leistungspotenzial von Ultrakurzpulslasern betrachtet, dann scheinen eher kleinere Bauteile in Frage zu kommen?
Die mittlere Leistung der kurzgepulsten Laser wird künftig noch deutlich steigen. Außerdem geht es nicht darum, große Bauteile als Ganzes zu bearbeiten, sondern lediglich jene Bereiche, die das erfordern. Insofern werden wir uns auch künftig in begrenzten Dimensionen bewegen. Die heutigen industriell eingesetzten Laser – etwa unsere jüngste Scheibenlaser-Generation – können bereits zuverlässig trennen, fügen, beschichten, generieren und härten. Wenn wir nun einen Ultrakurzpulslaser dazu nehmen, dann können wir auch noch beschriften, reinigen oder Material abtragen. Damit treten wir dann in bestimmten Bereichen in Wettbewerb zum Erodieren, Drehen oder Fräsen. Mit einem solchen Kombigerät könnte man künftig Bauteile vollständig herstellen.
Das heißt aber, man braucht zwei Laser…
…heute braucht man noch zwei Laser. Möglicherweise reicht künftig auch einer. Aber zwei Laser sind ja schon besser als zehn Maschinen unterschiedlichster Technologien.
Spanende Maschinen erfordern aber in der Regel ein deutlich geringeres Investitionsvolumen als eine Laseranlage. Insofern könnte es sich doch rechnen, mehrere spanende Maschinen zu betreiben!?
Das ist ein anderer Ansatz. Wir wollen ressourceneffizient sein und Materialverschwendung vermeiden. Deswegen gehen wir den Weg über Halbzeuge und nutzen – wo das Sinn macht – generative Verfahren. Wenn ich spanende Verfahren einsetze, habe ich in der Regel einen hohen Anteil an Materialabfall. Mit generativen Verfahren können wir zudem Bauteile entsprechend der realen Belastung aufbauen. So erhalten wir leichtere Teile, bei deren Einsatz sich dann wiederum der Energieverbrauch reduziert.
Wie funktioniert ‚Zerspanen‘ mittels Laser?
Das ist ein rein abtragender Prozess. Das Material wird verdampft. Natürlich wird auch dann noch gedreht, gefräst oder erodiert werden, aber wo immer das möglich ist, wird man künftig versuchen, mit Rohteilen zu starten, die deutlich näher an der Endkontur liegen. Wir werden mit dem Laser nie so leistungsfähig abtragen wie klassische spanende Prozesse. Aber wenn wir die Möglichkeiten intelligent nutzen, dann kann die Komplettbearbeitung mittels Laser durchaus wirtschaftlich sein. Dazu müssen die Konstrukteure allerdings umdenken und die Bauteile verfahrensgerecht konstruieren. In Kombination mit der additiven Fertigung sind dann jedoch Teile möglich, die so bislang nicht herstellbar sind. Dadurch kommen wir in vielen Fällen noch deutlich näher an die physikalischen Grenzen heran.
Wann wird diese Art der Komplettbearbeitung am Markt verfügbar sein?
Wir brauchen dazu eine flexible Laserzelle. Eine Versuchsanlage entsteht derzeit in Stuttgart auf dem Forschungscampus Arena 2036. Bis zur verkaufsfähigen Fertigungszelle, die ausschließlich auf dem Medium Licht basiert, vergehen sicher noch fünf bis zehn Jahre – je nach Bearbeitungsaufgabe. Die Anlagen können aber heute schon schneiden, schweißen, auftragen oder härten, und dazu werden sukzessive weitere Verfahren hinzukommen.
Was muss auf dem Weg noch passieren?
Die Leistung der Ultrakurzpulslaser muss steigen, ebenso die Aufbauraten der lasergestützten generativen Verfahren. Was aber noch wichtiger ist: Die Technologie muss in CAD-Systeme integriert werden und die Konstrukteure, die damit umgehen sollen, brauchen das entsprechende Wissen. Dazu müssen Bildungseinrichtungen ihre Lehrpläne anpassen und ergänzen. Die Erfahrung lehrt leider, dass das dauern kann. Deshalb sehe ich nur die Möglichkeit, das über intelligente CAD-CAM-Systeme zu lösen.
Wie werden die neuen Lösungen die Fertigung oder auch unser Leben verändern?
Was wir schon sehr bald erleben werden – und daran hat der Ultrakurzpulslaser einen großen Anteil – sind flexible Displays. Ein Handy könnte künftig wie ein Kugelschreiber mit herausziehbarer Tastatur aussehen, Fernseher lassen sich bald in Fensterscheiben integrieren. Diese Entwicklungen werden für jeden sichtbar sein. Weiterentwicklungen im Bereich Extrem-UV-Licht bilden die Basis für die nächste Chip-Generation, die die Leistungsfähigkeit von Smartphones, Speichermedien oder Rechnern weiter pushen wird. Und mit den Lasern von Trumpf Scientific schaffen wir unter anderem in der Medizin neue Möglichkeiten.
Sie erwähnten ja bereits die neue Scheibenlaser-Generation, die Trumpf vor kurzem in Shanghai erstmals vorstellte. Wie unterscheidet sie sich von ihren Vorgängern?
Die neuen Laser basieren zwar auf dem gleichen Prinzip, sie leisten aber mit bis zu acht Kilowatt pro Scheibe deutlich mehr als die früheren Generationen. Sie sind mit der neusten Elektronik und den modernsten Dioden ausgestattet. Dadurch bauen die Geräte deutlich kompakter. Auch mit Blick auf die Themen Energieeffizienz und Industrie 4.0 bieten sie ganz neue Möglichkeiten.
Was unterscheidet die Premieren in München von jenen in Shanghai?
In China haben wir das Basismodell vorgestellt, auf der Laser zeigen wir nun eine Version mit integriertem Kühler. Sie erleichtert unseren Kunden die Integration in ihre Anlagen. Über die moderne Elektronik und Steuerungstechnik bietet die neue Generation die Möglichkeit, intelligente Prozesse zu integrieren – von der Qualitätssicherung über die Steuerung der Optiken bis hin zur Nahtfindung. Und damit lässt sich die Schweißgeschwindigkeit bei gleicher Leistung nahezu verdoppeln. Der Laser kommt mit größeren Toleranzen zurecht und kann deshalb auch weniger genaue Nähte sauber verschweißen. Der Laserstrahl lässt sich so steuern, dass wir immer Gutteile produzieren. Dazu analysieren integrierte Qualitätssicherungssysteme permanent das Ergebnis.
Löst der neue Laser die bisherigen Systeme ab oder ergänzt er sie?
Wir steigen sukzessive auf den neuen Laser um. Er bietet den Kunden einfach mehr. In Kombination mit intelligenten, adaptiven Laseroptiken wird er die Laserbearbeitung noch wirtschaftlicher machen und Wettbewerbsverfahren ablösen. Damit entstehen für dieses Produkt auch neue Märkte.
Welche Märkte sind das?
Der Gesamtmarkt teilt sich ja zunächst in die Bereiche Schneiden und Nicht-Schneiden. Im stark wachsenden Schneidmarkt wird der Anteil dieses Lasers überproportional wachsen. Wir vermarkten diesen Laser hier jetzt sehr aktiv. Er hat in der kurzen Zeit, seit wir ihn auch anderen Herstellern von 2D-Flachbett-Anlagen anbieten, eine hohe Marktakzeptanz erreicht. Im Fügen hat das Scheibenkonzept einen Anteil von etwa 50 Prozent am Weltmarkt. Da auch beim Schweißen und in der Oberflächenbehandlung intelligente und Industrie-4.0-fähige Produkte gebraucht werden, rechnen wir uns hier gute Wachstumschancen aus.
Wie unterscheidet sich das Angebot von Trumpf von dem anderer Laserhersteller?
Wir bieten eine Gesamtlösung – vom Laseraggregat und den Sensorsystemen über adaptive Optiken bis zu Qualitätssicherungssystemen. Und das Ganze angebunden über Datennetze und Cloudsysteme an unsere Technologiebasis und unsere Support Center. Mit Blick auf diese Komplettintegration meinen wir dem Wettbewerb voraus zu sein und gewichtige Vorteile zu bieten.
Wollen die Kunden diese Vernetzung überhaupt? Sind sie bereit, sich zu öffnen?
Wir arbeiten ja seit zehn Jahren daran, die Kunden von den Vorteilen zu überzeugen, wenn wir auf gewisse Daten zugreifen können. Jetzt haben wir – im Zusammenhang mit unserer Cloud-Plattform Axoom – auch hier eine Gesamtlösung, die in der Regel sehr schnell überzeugt. Über das System haben die Kunden Einblick in all ihre Geräte und Maschinen von uns – selbst über verschiedene Standorte hinweg. Zudem interessieren uns ohnehin nur die Daten der Laseraggregate und der Sensoriken, die der Kunde selbst nicht analysieren und aus denen er auch keine Handlungsempfehlungen ableiten könnte. Aber wir können – basierend auf Big-Data-Analysen – sehr schnell vorausschauende Hinweise geben, welche Wartungsarbeiten als nächstes durchzuführen sind, um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Die Datenübertragung über sogenannte Factory Gateways ist mit unserer Technologie sehr sicher. Zudem entscheidet der Kunde, welche Daten er frei gibt und wie wir damit umgehen. Er entscheidet, welche Informationen er uns zur Verfügung stellt, welche er selbst verarbeitet und welche wir wieder in sein System zurückführen dürfen. Die Akzeptanz ist inzwischen sehr hoch. Genau für diese IT-Lösung und unser gesamtheitliches Vorgehen hat uns im April unser Kunde Daimler mit dem diesjährigen Supplier Award ausgezeichnet.

Trumpf auf der Messe Laser

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Auf der Fachmesse Laser stellt Trumpf (Halle A2, Stand 330) neue Konzepte und Technologien für die Lasertechnik von morgen vor. Besonderes Augenmerk genießt dabei ein neues Strahlführungskonzept für Ultrakurzpulslaser. Die Ditzinger zeigen in München eine Technologiestudie, die das Potenzial haben soll, die Lasermaterialbearbeitung mit Ultrakurzpulslaser zu revolutionieren. Der Hintergrund: Mit dem aktuellen Stand der Technik lassen sich ultrakurze Laserpulse nicht ohne Weiteres durch eine flexible Glasfaser in Richtung Werkstück schicken, weil der Laserpuls aufgrund seiner hohen Intensität die Glasfaser zerstört. Das neue Konzept umgeht dieses Problem und schafft neue Möglichkeiten, UKP-Laser flexibel in Maschinen und Anlagen zu integrieren. Wie das Ganze technisch funktioniert, will das Unternehmen in München genauer erläutern und vorführen.
Als weiteres, zukunftsgerichtetes Highlight präsentiert Trumpf die neue Diodenlaser-Technologie. Damit will der Laser- und Blechbearbeitungsspezialist die Weichen für eine „grüne Produktion“ in der industriellen Fertigung stellen. Der Diodenlaser, der in München zu sehen sein wird, eignet sich nicht nur für konventionelle Anwendungen wie das Löten, Härten und Laserauftragsschweißen, er stößt vielmehr auch in industrielle Applikationen vor, die eine deutlich bessere Strahlqualität erfordern. Klarer Vorteil der Diodenlaser-Technologie ist ihr hoher Wirkungsgrad und der einfache Aufbau. Das macht den Diodenlaser ausgesprochen energieeffizient.
Für Anwendungen im Wissenschaftssektor hat Trumpf die Dira-Produktserie im Portfolio. Dabei handelt es sich um Laserverstärker, die Pikosekundenpulse mit hoher Energie bei gleichzeitig hohen Repetitionsraten liefern, um damit etwa optisch parametrische Verstärker zu pumpen. Solche Verstärker ermöglichen es, Femtosekundenpulse mit nur wenigen Schwingungen des elektrischen Feldes, sogenannte few-cycle Pulse, zu erzeugen. Damit wiederum generieren Wissenschaftler Attosekundenpulse und untersuchen beispielsweise hochdynamische Elektronenbewegungen auf molekularer Ebene. Grundlagenforscher gewinnen so neue Erkenntnisse für Anwendungen in der Medizin, Biologie und Chemie.
Abgesehen davon werden die Ditzinger auf über 600 m2 zahlreiche Neuheiten präsentieren, die schon heute in Produktionshallen im Einsatz sind oder deren Markteinführung kurz bevorsteht. Aus der vor wenigen Wochen eingeführten neuen Scheibenlasergeneration wird das zweite TruDisk-Modell Weltpremiere feiern, ebenso eine neue Produktreihe von Markierlasern.
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