Wie Sie die ideale Laserschneidemaschine für Ihre Fertigungsanforderungen wählen

Hinweis: Dieser Artikel wurde ursprünglich am 8. Januar 2018 auf thefabricator.com veröffentlicht und wird hier mit Genehmigung des Autors wiedergegeben.

Wie würden Sie den Kauf einer Laserschneidemaschine angehen? Das ist keine alltägliche Aufgabe, weshalb manche Betriebe unsicher sind, wo sie anfangen sollen. Dieser Leitfaden hilft Fertigern, die richtigen Fragen bei dieser wichtigen Investition zu stellen.

Für die meisten Hersteller ist der Kauf einer industriellen Laserschneidemaschine eine große Investition. Es geht nicht nur um den Anschaffungspreis, sondern darum, dass der Kauf den gesamten Fertigungsprozess stark beeinflusst. Wird die falsche Ausrüstung gewählt, müssen Sie lange mit der Entscheidung leben. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Hersteller einen Laser sieben bis zehn Jahre behalten.

Wissen Sie, wie man am besten eine Laserschneidemaschine kauft? Selbst wenn Sie bereits eine besitzen – wie lange ist der Kauf her, und was hat sich seitdem geändert?

Dieser Leitfaden soll Ihnen helfen, eine Kapitalinvestitionsentscheidung zu treffen, die Ihre Fertigungsabläufe auf ein neues Niveau hebt.

Was ist die Anwendung?

Vielleicht ist die eigentliche Frage: „Sollte ich überhaupt eine Laserschneidemaschine kaufen?“ Aus vielen Gründen kann die Investition in ein anderes Schneidsystem für die Fertigungsaktivitäten eines Unternehmens sinnvoller sein. Die Prüfung aller verfügbaren Optionen minimiert mögliche spätere Reue.

Je nach Teilevolumen kann eine Stanzpresse den niedrigsten Stückkosten liefern. Beim Umformen in einer Presse sprechen Sie jedoch auch über die Notwendigkeit, in Werkzeuge zu investieren. Stanzen bietet auch die Möglichkeit, mehrere Aufgaben – wie Umformen und Gewindeschneiden – als Teil des Produktionsprozesses durchzuführen.

Eine herkömmliche Revolverstanzpresse kann Löcher und Formen wirtschaftlich ausstanzen – aber auch hier sind Werkzeuge nötig. Eine Stanzmaschine erreicht nicht die Produktionsgeschwindigkeiten von Laserschneidemaschinen. Wie bei einer Stanzpresse kann auch an der Stanzpresse etwas umgeformt werden.

Ein High-Definition-Plasmasystem eignet sich gut für dicke Materialien und Anwendungen, bei denen die Kantenqualität nicht kritisch ist. Ein abrasiver Wasserstrahl eignet sich ebenfalls für dicke Materialien und Anwendungen, bei denen das Metall keine wärmebeeinflusste Zone haben darf – ein Problem bei den meisten thermischen Schneidverfahren. Beide Plasmas- und Wasserstrahlsysteme kosten weniger als Laserschneidemaschinen, erreichen aber oft nicht die Schnittgeschwindigkeit des Lasers. Natürlich können Plasmaschneiden und Wasserstrahlsysteme die Produktivität durch Mehrkopfbetrieb und Stapelblechschneiden steigern; die Anwendung beeinflusst offensichtlich, was genau Sie benötigen.

Müssen wir wirklich in Laserschneiden investieren?

Ein Unternehmen ohne Laserschneidemaschine vergibt die Arbeit meist an einen oder mehrere Jobshops mit dieser Kapazität. Dieses Szenario birgt wenig Risiko und kann funktionieren, wenn Sie bei Lieferzeiten flexibel sind.

Doch es kommt der Zeitpunkt, an dem Sie sich fragen müssen, ob es an der Zeit ist, das Laserschneiden ins Haus zu holen. Das muss auch dann geprüft werden, wenn die Geschäftsbeziehung zum Subunternehmer hervorragend ist.

Wie erkennen Sie, ob der richtige Zeitpunkt für den eigenen Laser gekommen ist? Sehen Sie sich an, wie viel Sie monatlich für lasergeschnittene Teile ausgeben. In den Worten von Henry Ford: „Wenn Sie eine Maschine brauchen und sie nicht kaufen, werden Sie letztlich feststellen, dass Sie sie bezahlt haben, aber nicht besitzen.“

Fällt die Entscheidung für Inhouse-Laserschneiden, müssen Sie möglicherweise begründen, warum die Investition nötig ist. Die Kosten für das Outsourcing des Laserschneidens sind nur der Ausgangspunkt für die Begründung. Wie viel produktiver wird der Fertigungsprozess mit Inhouse-Laserschneiden? Wie wirkt sich dies auf Lieferzeiten aus? Aus Kostensicht haben Sie nicht nur den Preis der Laserschneidemaschine, sondern auch Personalkosten und Verbrauchskosten wie Laserschneid-Hilfsgas.

Diese Antworten geben der Geschäftsführung oder einem Kreditinstitut eine Vorstellung von Produktionseinsparungen und dem nachfolgenden Return on Investment (ROI) nach der Erstinvestition.

Was bedeutet es, den Laserschneidprozess zu kontrollieren?

Abgesehen von finanziellen Aspekten nennen Hersteller als Gründe für den Kauf einer Laserschneidemaschine oft „Kontrolle“. Stellen Sie sich diese Fragen, um zu prüfen, ob Sie in diese Kategorie fallen:

1. Wie oft haben wir Aufträge wegen verspäteter Lieferung verloren?
2. Haben wir jemals Teile wegen schlechter Qualität ablehnen müssen?
3. Wie würde es unser Image verbessern, wenn wir eigene Laserschneidkapazitäten hätten?

Von wem sollten wir die Laserschneidemaschine kaufen?

Als Hersteller haben Sie zahlreiche Bezugsquellen für Laserschneidemaschinen. Es gibt Händler, die sich auf Gebrauchtmaschinen spezialisiert haben, und Originalhersteller (OEMs), die modernste Schneidanlagen und sogar generalüberholte Maschinen anbieten, die zwar nicht die Produktionskraft neuer Maschinen haben, aber dennoch weit effizienter arbeiten als gleichalte Maschinen ohne Überholung.

Fragen Sie OEMs nach Serviceverfügbarkeit. Heutige Technologie erfordert weniger Wartung, aber wenn eine Maschine ausfällt, wollen Sie sie so schnell wie möglich wieder am Laufen haben. Erkundigen Sie sich auch nach Ersatzteilverfügbarkeit und Lieferzeiten. Eine Laserschneidemaschine, die wegen eines defekten Teils nicht schneiden kann, schneidet eben nicht.

Beachten Sie: Laserschneidemaschinen von in der Branche bekannten OEMs haben typischerweise höhere Wiederverkaufswerte.

CO₂- oder Faser-Technologie?

Zwei Lasertypen dominieren derzeit den Industriemarkt: traditionelle CO₂-Gaslaser und neuere Festkörper-Faserlaser. CO₂-Laser waren zwei Jahrzehnte lang die Arbeitspferde der Metallbearbeitung. Sie arbeiten, indem Strom durch einen gasgefüllten Resonator (inkl. CO₂) geleitet und der Strahl über Spiegel fokussiert und geleitet wird. Bei einem Faserlaser erzeugen Diodebänke den Laser, der durch Glasfaserkabel geleitet und verstärkt wird – ähnlich wie in der Telekommunikation.

Der Faserlaser, der ca. 2008 auf den Markt kam, hat niedrigere Betriebskosten und liefert höhere Schnittgeschwindigkeiten als der CO₂-Laser. Anfangs konnte die Fasertechnik diese höheren Geschwindigkeiten nur bei dünnen Materialien erreichen, aber mit leistungsstärkeren Lasern zeigen Faserlaser nun robuste Schnittgeschwindigkeiten sogar in 12,7 mm (0,5 Zoll) dickem Material. Daher sind Faserlaser trotz ihres höheren Preises eine beliebte Wahl.

Zudem kann Fasertechnologie neue Chancen für einen Fertiger eröffnen. Diese Maschinen können reflektierende Materialien wie Messing und Kupfer schneiden – eine Aufgabe, die für CO₂-Laser schwierig ist.

Einige Anwendungen bleiben dennoch besser für CO₂-Laser geeignet, z. B. Anwendungen, die gute Kantenqualität bei dickeren oder speziellen Materialien erfordern. Auch fühlen sich manche Hersteller mit CO₂-Technologie wohler, da sie diese seit Jahren nutzen und über interne Wartungsexpertise verfügen.

Nach Ablauf der Garantiezeit müssen Sie eine Entscheidung über die laufende Wartung treffen. Sind Sie damit einverstanden, primär auf den OEM für Service zu setzen, oder möchten Sie autark sein – vielleicht über einen Drittanbieter für Wartung? Da der Faserlaser im Vergleich zu einem herkömmlichen CO₂-Resonator weniger bewegliche Teile oder Spiegel zur Lasererzeugung hat, benötigt er über seine Lebensdauer weniger Wartung.

Benötigen wir Materialhandling?

Die Wahl eines gewissen Grades an automatischem Materialhandling ist eine wichtige Überlegung. Dies ist heute noch wichtiger, vor allem wegen der deutlich höheren Schnittgeschwindigkeiten der Faserlasertechnologie.

Deshalb ist es notwendig zu verstehen, wie Sie diese neue Laserschneidfähigkeit nutzen werden. Planen Sie, den Laser nur wenige Stunden täglich oder im Mehrschichtbetrieb zu fahren? Basierend auf der typischen Bearbeitungszeit eines Blechs – kann Ihr Bediener manuell be- und entladen, selbst wenn die Maschine einen zweiten Wechseltisch hat? Wie wichtig ist die Minimierung der Lohnkosten in der Teileproduktion für Gewinn und Wettbewerbsfähigkeit?

Manche Metallfertiger entscheiden sich, Materialhandling-Automation nicht sofort zu kaufen. Wenn Sie diesen Weg wählen, stellen Sie sicher, dass Palettensysteme oder sogar ein automatisiertes Lager- und Bereitstellungssystem später einfach nachgerüstet werden können.

Benötigen wir neue Software?

In vielen Fällen nutzen Hersteller bereits ein Softwarepaket, an das alle gewöhnt sind. Wird diese Software effizient mit der neuen Laserschneidemaschine zusammenarbeiten, oder sind Sie besser beraten, die OEM-Software zu kaufen? Falls Letzteres: Welche neuen Funktionen bringt die neue Software?

Da in der Fertigungswelt zunehmend über vermehrte Vernetzung zwischen Maschinen und Softwaresystemen gesprochen wird, sollten Sie fragen, ob die neue Software in der Lage ist, andere bereits im Shop installierte Maschinen zu steuern. Zudem lohnt sich ein Gespräch darüber, wie der Laser in das Unternehmensnetzwerk integriert werden könnte. Nicht nur die Laserschneidgeschwindigkeiten steigen rasant; das Sammeln relevanter Fertigungsinformationen im Bruchteil einer Sekunde führt zu zeitnaheren und wirkungsvolleren Entscheidungen für Hersteller.

Was sind die wahren Betriebskosten der Ausrüstung?

Bei so einer großen Investition muss ein Hersteller wissen, auf welchem Effizienzniveau die Ausrüstung arbeitet. Sie müssen mehr wissen als nur, ob die Maschine läuft oder nicht. Hier kommt die Leistungsüberwachung der Ausrüstung ins Spiel.

Wichtig ist herauszufinden, ob Software die Overall Equipment Effectiveness (OEE) der Laserschneidemaschine in Echtzeit messen kann. Falls ja, kann die Software auch für Ihre anderen Laserschneidemaschinen genutzt werden – so entdecken Sie vielleicht „versteckte Kapazitäten“, wo Sie keine vermutet hätten.

Mit Kosten von ca. 1 % des Gerätepreises kann Überwachungssoftware einen Produktivitätszuwachs von 10 bis 50 % bei Amortisationszeiten unter vier Monaten liefern.

Wie finanzieren wir den Kauf?

Während einige Hersteller bar für einen Laser bezahlen, nutzen die meisten Finanzierungsmethoden. Gehen Sie nicht davon aus, dass Ihre Bank die beste Finanzierungsquelle für den Lasergerätekauf ist. Prüfen Sie Alternativen, einschließlich des OEM, von denen viele eigene Finanzierungssparten besitzen.

Gehen Sie auch nicht davon aus, dass Sie besseren Service erhalten, wenn Sie die Finanzierungsoption des OEM wählen.

Was beinhaltet Lieferung und Installation?

Vorbereitung ist für eine erfolgreiche Lieferung und Installation erforderlich. Erstens: Welche Fundamentierung, falls überhaupt, wird benötigt? Zweitens: Die Laserschneidemaschine muss an der richtigen Stelle in der Anlage platziert werden, vorzugsweise fern von rauen Umgebungsbereichen. Sie sollten auch den besten Standort für den Laser gefunden haben, damit er einen effizienten Fluss der lasergeschnittenen Rohlinge zu nachgelagerten Fertigungsprozessen ermöglicht.

Für viele Unternehmen ist die Lieferung eines großen neuen Fertigungsgeräts eine neue Erfahrung. Das Unternehmen, das die Laserschneidemaschine geliefert hat, kann Ihre Fragen zu Versand und Montage beantworten – das machen sie ständig.

Was kann die Kaufentscheidung erleichtern?

Die Beantwortung dieser Fragen und das Einholen von Angeboten basierend auf dem Feedback können die Auswahl des Laserschneidemaschinen-Lieferanten auf zwei bis drei Quellen eingrenzen. Dort müssen Sie das richtige Modell finden, bei Vorführungen die richtigen Fragen stellen und auf einen akzeptablen Preis hinarbeiten. Denken Sie daran: Es gibt viele wichtige Punkte, die in der finalen Verhandlung besprochen werden müssen.

Der Kauf einer solchen Maschine kann überwältigend sein. Deshalb kann es Sinn machen, einem Branchenverband beizutreten – wie der Fabricators & Manufacturers Association – um sich mit Fertigungskollegen zu vernetzen und von ihnen zu lernen, oder die Unterstützung von jemandem zu suchen, der diesen Typ von Industrieanlagenkauf bereits durchlaufen hat oder damit vertraut ist. Ein solcher Aufwand wird sich wahrscheinlich lohnen.