metaalmagazine 4 200916 www.metaalmagazine.nl

Reinold Tomberg

Kosten per product

relatief lage, uiteindelijke uitgangs-laservermogen dat de metaalbewerkertot zijn beschikking krijgt. Een bezoekin de hoofdvestiging van Trumpf inDitzingen leert echter dat je op eenandere manier moet kijken naar energie en plaatbewerking.Uit grafieken van Felix Riesenhuberblijkt dat bij plaatbewerkingen alslasersnijden en ponsen het kosten niveau voor pakweg 75%bepaald wordt door de materiaalprijs.Riesenhuber verzorgt bij Trumpf‘Produktmanagement’ en houdt zichtussen de afdelingen marketing enontwikkelingen onder andere bezig

metaalbewerken

overigens momenteel het hoogstelaservermogen dat Trumpf aanbiedtvoor lasersnijmachines voor plaat-bewerking.

Als eerste Pavlov-reactie zet je als eenéchte Ivan meteen vraagtekens bij deverhouding tussen het hoge benodigde ingangsvermogen en het

Als je in de documentatie van Trumpfkijkt naar de specificaties van deTruFlow 7000, een universele CO2-laser voor lassen en snijden, dan zie jedat voor een beschikbaar laser-vermogen van 7 kW, aan de ingangs-zijde een vermogensverbruik staat van43 kW tot 110 kW. Het gemiddeld verbruik is 50%. Die 7 kW output is

Energie besparen ten koste van de productiviteit is een gruwelvoor Trumpf. ‘Het gaat om een energie-efficiënte productie’, is deboodschap die we meekrijgen bij een bezoek in Ditzingen (D).Doorslaggevend zijn de energiekosten per product.

De Trumatic 7000-

combimachine gefotogra-

feerd in het technisch

centrum van Trumpf in

Ditzingen. Links de laser-

snijkop en rechts de

hydraulische ponskop.

Boven op de ponskop de

twee accu’s voor de hoge

en lage werkdruk. Met

name bij een combi-

machine is een geoptimali-

seerde stand-byregeling

erg belangrijk. Het toeren-

tal van de ventilator van

het lasersysteem kan, als

de laser niet snijdt,

verlaagd worden met circa

40%. Dit kan 8 kW tot

11 kW aan vermogenwinst

opleveren.

Uiteraard moet een derge-

lijke stand-byregeling wel

binnen een paar seconden

het laservermogen weer

beschikbaar hebben. Op

www.metaalmagazine.nl

vindt u een film van deze

combimachine (foto’s:

Reinold Tomberg)

bepalen of bewerkingsmachine energiezuinig is

09MEK004_trumpf.qxp 4/16/09 10:11 PM Page 16

metaalmagazine 4 2009 17www.metaalmagazine.nl

met energie en duurzaamheid. “Bijponsen maakt het energie-aandeelongeveer 1% van de kosten uit. Bij 2D-lasersnijmachines bedraagt het energie-aandeel in de kosten ongeveer3%.” Een eerste conclusie zou dan ook kunnen zijn dat het scherp inkopenop prijs van plaatmateriaal meerzoden aan de dijk zet dan een zuinige machine. Klopt op zich, maar om drieredenen is dat toch een wat foutievegedachtegang.

WaardetoevoegingTen eerste omdat energiebesparingeen morele noodzaak is. Dit vanuit degedachte dat we onze wereld niet krijgen van onze ouders, maar lenenvan onze kinderen. Dus we moetenzuinig zijn op onze energiebronnen.Bovendien benadrukken Riesenhuberen Menko Eisma, verkoopleider bijTrumpf Nederland in Hengelo (O), dateen zuinige machine een relatiefbegrip is. “Je moet kijken naar de energiekosten per product en dan nietalleen naar stroom, maar ook naar procesgassen en perslucht.” Naar analogie hiervan is om dezelfde redenhet praten over een dure of goedkopemachine ook niet erg zinvol; het gaatom kosten per product. Dat is wat eenmetaalbewerker verkoopt. Eisma signaleert dat steeds meer plaat-bewerkers ook inderdaad de kostenper product uitrekenen. Niet de hoogte van een investering is dan deleidraad bij de aanschaf van eenmachine, en ook niet het geïnstalleerdvermogen, maar het aandeel van dieinvestering en het energieverbruik inde uiteindelijke kostprijs van eenplaatwerkstuk.Ten derde moet je volgens Riesen-huber kijken naar de mogelijkheden

van een plaatbewerker om waarde toete voegen. Zie je het materiaal als eeninkooppost met een vaste prijs, danzie je voor de waardetoevoeging eenheel ander beeld.Bij ponsen praat je dan over 44%machinekosten, 52% bedieningskostenen de resterende 4% is energiekosten(stroom en perslucht). De 2D-laser-snijmachine heeft een wat andere verdeling: 52% machinekosten, 36% bedieningskosten, 6% gaskosten

en 6% stroomkosten. Riesenhuber enEisma benadrukken dat dit ‘gemiddelde waarden zijn’. Van gevaltot geval kunnen er dus variatiesoptreden, maar de ordegrootten vande percentages zijn op zich juist. Zouje de energiekosten met één of twee procentpunten naar beneden kunnenkrijgen, bij dezelfde hoeveelheid aanwerkstukken, dan kan dit veel betekenen voor het rendement vaneen metaalonderneming.

BenchmarkEven een zijstapje: uit die cijfers kunje in elk geval ook concluderen dathet automatiseren van ponsmachines,gelet op de hogere bedieningskostenbij het ponsen, in een plaatwerkerijeen hogere urgentie zou moeten hebben dan het automatiseren vanlasersnijmachines. Vanzelfsprekendmoet je beide doen, maar begin in elkgeval bij de ponsmachines.Terug naar energie. Een vlakbed-snijlaser als de Trumpf 5030 met een

6 kW laser gebruikt bij het snijdenvan 25 mm dik roestvast staal in vollast 89 kW aan stroom, 88 Nm3/hsnijgas en 31 Nm3/h perslucht. Bij 10 mm dik roestvast staal zie je eenverbruik van 43 Nm3/h aan snijgas.Wil je dit vertalen naar kosten perwerkstuk, dan moet je rekenen metstroomkosten van 12 cent tot 13 centper kWh; voor procesgassen moet jeuitgaan van 30 cent tot 35 cent perNm3/h en perslucht kost ongeveer

Bij de ontwikkeling van de

afkantpersen van TruBend

Serie 7000 is ook veel

aandacht gegeven aan

ergonomie: de persen zijn

zittend te bedienen (met

ruimte voor de benen onder

de onderbalk) arm- en voet-

steunen zijn in hoogte

verstelbaar én zwenkbaar, de

kijkhoek van het bedienings-

paneel is instelbaar, een

geprojecteerde laserstraal

helpt de operator bij het

uitvoeren van de juiste buig-

handelingen en een LED-

verlichting verlicht de werkplek

en volgt de achteraanslag. Op

wwww.metaalmagazine.nl

vindt u een film van deze

eigentijdse afkantpersen

’ Ko s t e n n i v e a u v o o r 7 5 % b e p a a l d d o o r m a t e r i a a l ‘

3 cent per Nm3/h.Een instinker bij die berekeningen isdat je zou denken dat een machinemet een lager laservermogen ook automatisch resulteert in lagere energiekosten per plaatwerkstuk. Ditblijkt dus niet zo te zijn. Een machinemet een hoger laservermogen kansneller werkstukken maken en dit zoukunnen resulteren in lagere energie-kosten per plaatwerkstuk en dus ineen beter kostenrendement voor deplaatwerker.Dit blijkt ook duidelijk uit een bench-mark die Trumpf uitgevoerd heeft op33 plaatdelen. Als je kijkt naar deabsolute energie-opname van eenTruLaser 3030 met een 4 kW laser invergelijking met een TruLaser 5030met een 6 kW laser, dan zie je als je deopname van de 4 kW op 100% stelt datde 6 kW machine 135% opneemt. Ookzie je een stijging van het procesgasvan 100% naar 116%.Echter ga je het omzetten naar deenergie per deel, per werkstuk dus,dan zie je dat per werkstuk hetstroomverbruik voor beide lasers op100% ligt. Bij het procesgas zie je echter bij de 6 kW laser in vergelijkingmet de 4 kW een afname van 17% van procesgas per plaatwerkstuk. Als je ditverder gaat doorrekenen dan blijktvolgens Trumpf dat het kosten-voordeel (energiekosten) oploopt tot32%. Dus de 6 kW laser blijkt in totaalper werkstuk maar 68% energiekostente verbruiken in vergelijking met de100% van een 4 kW laser. Die afnamevan de energiekosten is een gevolg vaneen lager gasverbruik per werkstuk

09MEK004_trumpf.qxp 4/16/09 10:11 PM Page 17

www.metaalmagazine.nl

diameterbereik van 2 mm tot 4 mm.En dus met een hoger verbruik aan procesgas. Andere mogelijkheden om het energieverbruik van een lasersnij-machine te optimaliseren zijn eenstand-byregeling, een koelaggregaatmet een compressor die in stappen teschakelen is en het hergebruik vanremenergie van elektromotoren. ■

(en dit gekoppeld aan de relatief hogeprijs voor procesgas). Ook opvallend isdat de stroomkosten voor een 4 kWlaser en een 6 kW laser per werkstukop hetzelfde niveau kunnen liggen.Meer laservermogen betekent dus nietautomatisch meer energiekosten perwerkstuk. Uiteraard moet je dit welspiegelen aan een werkpakket.

GasverbuikRiesenhuber heeft dit voor verschillen-de materialen, materiaaldiktes enlaservermogens doorgerekend en verzameld in een stapel grafieken. Hijkomt tot de volgende conclusies:- bij het snijden van roestvast staal enaluminium nemen de energiekostenper gesneden meter af bij een toenemend laservermogen;- de energiekosten voor het snijdenvan laaggelegeerd staal met hogerelaservermogens nemen af vanaf eendikte van 8 mm. Beneden die dikte leiden lagere laservermogens tot eenhogere energie-effectiviteit; en- bij het snijden van laaggelegeerdstaal heeft het laservermogen weiniginvloed op de snijkosten per meter.

Uit de genoemde benchmark vanTrumpf blijk al de grote invloed vanhet gasverbruik op de energierekeningbij het lasersnijden. Doorslaggevendzijn vanzelfsprekend de gaatjes in denozzles die gebruikt worden. Oftewelde diameter van de ‘Düsen’ zoals onzeoosterburen zeggen.Trumpf gebruikt bij het lasersnijdenDüsen met gaatjes in het bereik van0,8 mm tot 2,7 mm. Die van 0,8 mm bijvoorbeeld voor het zuurstofsnijden van 1 mm dik staalmet een lage druk. De 2,7 mm nozzlekan bijvoorbeeld nuttige diensten bewijzen bij het snijden van 25 mmdik roestvast staal met stikstof meteen druk van pakweg 20 bar.Riesenhuber: “Maar realiseer je weldat als je bij een druk van 20 bar inplaats van met een 2 mm gaatje meteen 3 mm gaatje gaat snijden, je gasverbruik met 125% zal stijgen.”Riesenhuber claimt voor Trumpf eenbelangrijk kostenvoordeel omdat delasersnijmachines van Trumpf kunnen snijden met het genoemdebereik van 0,8 mm tot 2,7 mm terwijl collega-aanbieders volgens hem metDüsen moeten werken in het

E n e r g i e z u i n i g e e l e k t r i s c h a a n g e d r e v e n k a n t p e r s

Als je met de mensen van Trumpf praat over energieverbruik van plaatverwerkingsmachines, dankrijgen de nieuwe afkantpersen van TruBend Serie 7000 vanzelfsprekend veel aandacht. Deze persen met een elektrische aandrijving zijn vorig najaar tijdens de EuroBlech 2008 in Hannover (D)gepresenteerd.

Opvallend aan deze nieuwe persen is de aandrijving van de bovenbalk: links en rechts drijven tweedirectdrive-torquemotoren twee spillen aan die de bovenbalk van de afkantpers op en neer bewegen. Een bijzondere aandrijving omdat tot nu toe de meeste afkantpersen een hydraulischeaandrijving hebben (zie ook Metaal Magazine nr. 8/2008, pagina 4). Er is sprake van een directdrive,dus zonder overbrengingen met tandwielen en/of riemen, omdat de schroefspilmotoren als het waredirect om de twee spillen heen zijn gebouwd. Trumpf levert twee uitvoeringen: de 7018 en de 7036,met respectievelijk perskrachten van 180 kN (18 ton) en 360 kN (36 ton).

Het grote voordeel van een elektrische aandrijving is volgens Trumpf het lagere energieverbruik ende hoge dynamiek van de machine.Het lagere energieverbruik blijkt uit de elektrische aansluitwaarde. Voor de 18-tonner bedraagt deze5 kVA en voor de 36-tonner 6 kVA. Ter vergelijking: een 50-tons hydraulische TruBend 5050 heefteen aansluitwaarde van 10 kVA. Volgens Felix Riesenhuber van Trumpf is het aantal kVA’s per 10 tonperskracht interessant om het energieverbruik te beoordelen. De hydraulische machine scoort dan 2kVA/10 ton en de 36-tons elektrische machine duikt daaronder met 1,66 kVA/10 ton.Het dynamische gedrag blijkt onder andere uit de ijlgang van 220 mm/s voor de bovenbalk. Dewerksnelheid gaat tot maximaal 25 mm/s. De achteraanslag van de machine kan een maximalesnelheid bereiken van 1000 mm/s bij een maximale versnelling van 2g. Dit is mede mogelijk dankzijde koolstofvezelversterkte vingers van de achteraanslag.

De 7018 en de 7036 zijn, gelet op de grootte, kleine afkantpersen: de maximale buiglengte bedraagtrespectievelijk 510 mm en 1020 mm. Dit lijkt klein, maar realiseer je wel, aldus Menko Eisma vanTrumpf Nederland, dat 40% van de delen die gebogen worden op afkantpersen ‘kleiner zijn dan eenA4-tje’. In Nederland is intussen door Trumpf een eerste elektrische kantpers verkocht.

1 4 0 0 s l a g e n m e t h y d r a u l i e k

De Trumpf-ponsmachines hebben een hydraulische aandrijving. Trumpf benadrukt dat dit een energiezuinige aandrijving is: voorzien van een energieterugwinning en met een automatisch werkend schakelsysteem met een hoge en lage druk voor respectievelijk het ponsen van dunner of dikker plaatwerk. Je kunt de mensen van Trumpf leuk ‘plagen’ door te vragen waarom hun pons-machines nog geen servomechanische aandrijving hebben: dit moet toch zuiniger zijn gelet opstroomverbruik. Trumpf erkent dat de vermogens van servomechanische ponsmachines weliswaarlager zijn, maar een slagfrequentie van 1400 slagen per minuut, zoals de nieuwe hydraulisch aangedreven TruPunch 5000 kan halen op middelformaat plaat, is daarmee niet haalbaar. “Metenergie besparen ten koste van je productiviteit, doe je je klant geen genoegen”, is de stellingnamevan Felix Riesenhuber.

Voorbeeld van een

plaatstalen product,

met de bijhorende

plaatuitslag, dat

zich prima leent

voor elektrisch

afkanten

metaalbewerken

metaalmagazine 4 2009 19

09MEK004_trumpf.qxp 4/16/09 10:11 PM Page 19