Ausgangslage
Mein Arbeitgeber, die Firma Jorns AG stellt Biegemaschinen her, die mit sogenannten Klemm- und Biegewerkzeugen das Blech zu gewünschten Profilen umformt. Um die Werkzeuge verschleiss-fester zu machen, werden sie bei einem externen Anbieter laser-gehärtet. Dies bringt enorme Kosten mit sich, weil der Transport immer teurer wird. Auch gibt es Schäden, die beim Transport schon oft aufgetreten sind und andere kleine Mängel, die gelegentlich bemerkt wurden. Als man auf Trumpf AG gestossen ist, der in der Lasertechnologie weltführend ist und die Laserquelle mitsamt der Optik anbietet, beschloss die Firma Jorns AG diesen Prozess in das Unternehmen zu integrieren.
Demnach entwarf und konstruierte ich mit meinem Arbeits- und Schulkollegen eine komplette Laserhärtanlage, die auf unsere Anwendung zugeschnitten wurde, im fünften Semester an der Schule TEKO in Olten als Semesterarbeit. Die Geschäftsleitung entschied sich, das Projekt weiterzuverfolgen. Bei der Anlage wird ein Laser TruDisk 6001 der Firma Trumpf, mit einer Leistung von 6’000W eingesetzt. Direkte Bestrahlung der Teile, sowie auch Streustrahlung solcher Laserquellen mit dieser Leistung stellen eine potenzielle Gefahr für Haut und Auge dar und müssen vollständig abgeschirmt und mit einem Gehäuse umschlossen sein, so dass keine Strahlung nach aussen gelangen kann.
Ein weiterer Meilenstein bei diesem umfassenden Projekt, mit welchen sich die vorliegende Diplomarbeit auseinandersetzt, ist eine detaillierte Ausarbeitung der Strahlenschutzverschalung im CAD-Programm. Die Ausarbeitung wird ausführlich dokumentiert und die Baustatik rechnerisch überprüft. Eine Stückliste der Strahlenschutzverschalung mit allen sicherheitsrelevanten Komponenten soll anhand dem CAD-Modell erstellt werden, so dass nach der Diplomarbeit in Zusammenarbeit mit der AVOR-Abteilung, eine grobe Kostenkalkulation für das weitere Vorgehen erstellt werden kann.
Lösungsvariante
Ergebnisse
Die Ausarbeitung erfolgte im CAD-Programm Solidworks, wodurch eine Zeichnung der kompletten Strahlenschutzverschalung mitsamt Stückliste entstanden ist. Das 3D-Modell der Verschalung konnte anschliessend gerendert werden, um die Lösungsvariante realitätsentsprechend zu visualisieren. Mit der Visualisierung des Models ist der Auftraggeber sehr zufrieden und freut sich auf die nächste Sitzung, bei welcher konkret auf die Schutzverschalung und dessen Bauteile eingegangen wird. Die Anforderungen, welche beim Pflichtenheft gestellt wurden, konnten mehrheitlich erreicht werden. Die Basis der Strahlenschutzverschalung bildet eine Stahlkonstruktion. Die Anlage ist doppelt abgeschirmt, damit keine Strahlen nach aussen gelangen. Ausserdem wurden weitere Massnahmen umgesetzt, um zu verhindern, dass Strahlung nach aussen gelangen kann. In der Schutzverschalung ist ebenfalls genügend freier Raum gewährleistet, um den Bediener nicht bei der Arbeit einzuschränken. Das Öffnungssystem zum Beladen öffnet und schliesst automatisch und bietet genügend Raum, die Anlage mit dem Kran beladen zu können. Der Antrieb, der dafür verantwortlich ist, wurde rechnerisch überprüft und ausgelegt. Alle sicherheitsrelevanten Anforderungen konnten erreicht werden. Eine ungehinderte Flucht ist durch die Fluchttür an der Seite der Anlage gewährleistet und der Laserprozess kann durch unzählige Not-Aus Systeme innerhalb wie auch ausserhalb der Strahlenschutzverschalung unterbrochen werden.
Schlusswort
Dank der Erarbeitung meiner Diplomarbeit, konnte ich in eine interessante und vielseitige Thema Laserstrahl Einblick nehmen. Der Fachbereich war mir bisher nicht bekannt und ich musste deshalb viel recherchieren. Die Unterstützung meines Ansprechpartners der Firma Trumpf war grossartig. Meine Fragen wurden jederzeit kompetent und rasch beantwortet. Sehr hilfreich war der Besuch im Labor bei der Firma Trumpf. Ich lernte Ansprechpartner persönlich kennen und sammelte sowohl in der Theorie wie auch in der Praxis viele Informationen. Bei Unklarheiten konnte ich auch auf das Wissen des Fachexperten zurückgreifen. Bei den Abklärungen der vielen Komponenten mit Lieferanten wurde die Fähigkeit gesteigert, Gespräche zu führen. Ich bin sehr darüber erfreut, dass ich die Planung dieses Projektes so gut einschätzen und ich diese auch einhalten konnte. Bei der Ausarbeitung der Lösungsvariante im CAD-Programm, konnte ich viele Erfahrungen, die ich aus meiner Zeit als Polymechaniker und Monteur gesammelt hatte und ebenfalls das Erlernte aus der TEKO mit einfliessen lassen. Mit dem Dokumentieren kam ich trotz der zeitintensiven Ausarbeitung im CAD-Programm gut voran. Die Umsetzung der erarbeiteten Lösungen der Semester- und Diplomarbeit zusammen, ergeben eine komplette Anlage, die eine Wertschöpfung aus betriebswirtschaftlicher Sicht für das Unternehmen ist. Ich bin fest davon überzeugt, dass mit der programmierbaren Fokussier Optik der Firma Trumpf noch bessere Härteresultate erzielt werden können, wovon der Kunde schliesslich auch profitieren würde. Ausserdem spart dieses Projekt Ressourcen, welche für Transport der Werkzeuge und der Bearbeitung durch den externen Anbieter ausgegeben werden müssen. Es würde mich riesig freuen, wenn das Projekt von der Geschäftsleitung bewilligt und ein Bau des Prototyps in die Wege geleitet wird.
