4JET Technologies GmbH l 04.10.2019
SCANYWHEREInnovative Prozesslösung zum selektiven Laserreinigen vongroßen und komplexen Bauteilen (Carsten Thielen)
FIT „Zukunftsforum zum Thema QSREIN4.0“
Mittwoch, 23. Oktober 2019
04.10.2019 2confidential
Agenda
SCANYWHERE – Scan anywhereInnovative Prozesslösung zum selektiven Laserreinigen vongroßen und komplexen Bauteilen
• 4Jet
• LASER cleaning – Prinzip, Vorteile und Anwendungen
• SCANYWHERE – Innovative Prozesslösung
– Kundennutzen
– Integrationsgrad
• Zusammenfassung
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Company Introduction
Das 4JET Team sind Spezialisten aus dem Bereich Laser, Software und Konstruktion
~ 130 Mitarbeiter
> 40% Ingenieure und PhDs
Eigene Lehrlings- und
Trainee-Programme
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Company Introduction
The 4JET Group – Laser Solutions for Tomorrow´s Production
1
1,7
3,4
14
22
26
2017
2018
2019
EBITDA Sales
Angaben in Mio€
• Install Base in 40+ Countries• Export Share of ~90%• HQ and R+D Team in Alsdorf (DE)• Assembly Plant in Eschweiler (DE)• Micro Fab Jobshop Fab in Prutting (DE)• Sales+Service in China• Sales+Service in US
Global Footprint
• Revenue Growth CAGR x% 2015 – 2019• Equity Ratio X%
Strong Economics
• Technical center in Alsdorf HQ withdemo-machines for key product lines
• Multiple application labs with cw, ns, ps, fs laser sources
• Metrology lab with SEM/EDX, laserscanning microscope, 4P bending test
• 12% R&D Quota, >20 Patent Families• Strong Research Cooperations
R&D and Labortory
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Company Introduction
Laser Cleaning
Traceability & Marking
Tire Manufacturing Automotive andGeneral Industry
Laser Cleaning
Technical Glassand PV
Laser Cutting& Drilling
Laser Film Ablation
MicromachiningJob Shop Services
Laser Cutting& Drilling
Laser Film Ablation
New Business
Functional Surfaces
4JET is well diversified across several technologies and business segments
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Prinzip
LASER cleaning – principle, advantages and applications
Die Laserablation ist ein Prozess mit dem Material von einer Oberfläche durch Bestrahlung mit einem (typischerweise gepulsten) Laserstrahl entfernt wird.
Das Material wird durch die absorbierte Laserenergie erwärmt und
• verdunstet oder
• sublimiert.
Laserstrahlung trifft auf die Baugruppe
Die Strahlung erwärmt das absorbierende Material
Die Oberfläche wird gereinigt durch Verdampfen oder Sublimieren
Wellenlänge [λ]: 1030 - 1070 nmPulsweite: 10 – 100 nsLeistung [W]: 100 W – 2 KW
Abtragsrate: 10-20 mm²/s/ 100 W
1 L
aser
pu
lse
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Vorteile
LASER cleaning – principle, advantages and applications
Laser-Reinigung ist:
• berührungslos,
• trocken,
• präzise und
• reproduzierbar.
keine Substratbeschädigung
keine Chemikalien oder Strahlstaub
präzise und selektiv
+
+
gleichbleibendes Prozessergebnis
+
+
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LASER cleaning – principle, advantages and applications
AnwendungenLaserreinigung ist ein Oberflächenverfahren mit einer Vielzahl von Anwendungen in den Bereichen:
• Oxidentfernung (Rost),
• Lackentfernung,
• Formenreinigung,
• Entfetten und
• Oberflächenstrukturierung.
Viele Anwendungen sind mit SCANYWHERE noch:
• schneller,
• einfacher und
• kostengünstiger.
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Oxidentfernung
LASER cleaning – principle, advantages and applications
Anwendungsfall:Entfernung von Oxiden oder Schmiermitteln vor Klebprozessen auf Metallen.
Motivation:Selektive und flexible Vorbehandlung
Auszug relevanter Prozessgrößen:
• Laserleistung: < 500 W
• Zykluszeit pro Teil: < 6 s (@ > 1 cm²)
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Lackentfernung
LASER cleaning – principle, advantages and applications
Anwendungsfall:Entfernen von PA-Beschichtungen im Anschlußbereich
Motivation:Keine mechanische Beanspruchung von geschweißten Rohren
Auszug relevanter Prozessgrößen:
• Laserleistung: < 300 W
• Zykluszeit pro Teil: < 2 s
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Lackentfernung
LASER cleaning – principle, advantages and applications
Anwendungsfall:Entfernung von Deckharz zur Klebvorbereitung von CFK
Motivation:Freilegen von Fasergeflecht für eine langzeitstabile Verklebung
Auszug relevanter Prozessgrößen:
• Laserleistung: k. A.
• Zykluszeit pro Teil: k. A.
• Ablationsrate: k. A.
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Lackentfernung
LASER cleaning – principle, advantages and applications
Anwendungsfall:
KTL-Entfernung aus Lagersitz
Motivation:Kein Verschleppen von Bädern durch fehlerhafte Maskierungen
Auszug relevanter Prozessgrößen:
• Schichtdicke: ~ 35 µm
• Laserleistung: < 1 kW
• Ablationsrate: ~ 4 cm²/s
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Formenreinigung
LASER cleaning – principle, advantages and applications
Anwendungsfall:Entfernung von Formrückständen in der Reifen-, Gummi- und Lebensmittelindustrie
Motivation:Keine Schäden durch Schimmelpilz und Sandstrahl-staub in zerbrechlichen Lüftungssystemen
Auszug relevanter Prozessgrößen:
• Laserleistung: < 1 kW
• Zykluszeit pro Teil: ~ 20 min (@ ~ 1 m²)
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Entfetten
LASER cleaning – principle, advantages and applications
Anwendungsfall:Laserreinigung als Vorbehandlung für das Schweißen
Motivation:Kein zusätzlicher Trockenprozess wie bei der Nassreinigung und nur eine selektive Reinigung
Auszug relevanter Prozessgrößen:
• Laserleistung: < 200 W
• Zykluszeit pro Teil: ~ 12 s (@ > 1 cm²)
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Oberflächenstrukturierung
Anwendungsfall:Klebvorbereitung von Aluminiumprofilen
Motivation:Anpassung der Oberfläche (Reinigen, Oxidentfernung und Oberflächenvergrößerung) an die Eigenschaften des Klebstoffs.
Auszug relevanter Prozessgrößen:
• Flächenrate: ~ 25 cm²/s
LASER cleaning – principle, advantages and applications
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Oberflächenstrukturierung
Anwendungsfall:Laserstrukturierung von Gussteilen für die mechanische Verriegelung
Motivation:Die formschlüssige Verriegelungsverbindung erhöht das Torsionsmoment
Auszug relevanter Prozessgrößen:
• Laserleistung: < 1kW
• Zykluszeit pro Teil: ~ 45 s (@ > 10 cm²)
LASER cleaning – principle, advantages and applications
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Lackentfernung
LASER cleaning – principle, advantages and applications
Anwendungsfall:KTL-Entfernung im Kontaktierungsbereich von Batteriewannendeckel
Motivation:Einsparung einer Klebmaskierung
Auszug relevanter Prozessgrößen:
• Schichtdicke: ~ 35 µm
• Laserleistung: < 2 kW
• Ablationsrate: ~ 20 cm²/s
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SCANYWHERE – innovative process solution
Robot:
exakte Positionen
Laser:
Ausnutzung der Tiefenschärfe
Scanner:
optimale Nutzung des Arbeitsbereichs
+
+
+
Wie funktioniert SCANYWHERE?SCANYWHERE kombiniert innovativ die Flexibilität des Roboters mit der Geschwindigkeit des Laserscanners zu einem hocheffizienten System, daß jede Laserreinigungsaufgabe bewältigen kann und einfach zu bedienen ist.
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SCANYWHERE – customer benefits
1/3 weniger Prozesszeit beim stitchingim Vergleich zu „on the fly“.
konstante Abtragsraten durch intelligente Strahlführung.
optimale Nutzung des Scanners durch eine Reduzierung der Sprungfunktionen.
+
+
+
Was ist der Mehrwert? (1/2)
SCANYWHERE – Die (einzige) Oberflächenbearbeitung an großen und/oder komplexen Baugruppen
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SCANYWHERE – customer benefits
Reduziert den Aufwand pro Prozessentwicklung durch offline Programming Suite, focus level assistant und edge projection.
Scharfe und unbeschädigte Kantenbeschichtungen durch entsprechend abgrenzbare Bearbeitungsflächen.
Positiver Kosteneffekt für Betrieb und Wartung, da der Anteil von LASER ON time durch die Prozesssteuerung reduziert wird.
+
+
+
Was ist der Mehrwert? (2/2)
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SCANYWHERE – customer benefits
Kostensenkung:
- kürze Prozessentwicklung
- höhere Standzeiten
Reduzierung der Prozesszeit:
- Minimierung von Achsbewegungen
(Scanbereich + Tiefenschärfe)
Bessere Produktqualität:
- konstante Abtragsrate
- geringere Toleranzen
+
+
+
Was ist Ihr Mehrwertfür IHRE Oberflächenbearbeitung an großen und/oder komplexen Baugruppen
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SCANYWHERE – integration level
SCANYWHERE – ENGINE SCANYWHERE – INTEGRATION SCANYWHERE – TURNKEY
• Eine Integrationslösung für Ihren Laser und der eigenen Automatisation!
• Eine Integrationslösung mit einem entsprechenden Laserprozess von 4JET!
• Eine schlüsselfertige Lösung, die Ihr Werkstück vollautomatisch mit dem Laser bearbeitet!
- Sichere Prozesslösung für Ihren Grad der Automatisierung
SCANYWHERE - eine Modulbaugruppe
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SCANYWHERE – integration level
• Sie wollen einen Laserreinigungsprozess integrieren?
• Sie sind auf der Suche nach einer einfachen Lösung, die Ihre Komplexität deutlich reduziert?
• Etwas was einfach zu integrieren und in kurzer Zeit in Betrieb zu nehmen ist?
- Die intelligente Basislösung für die Laserreinigung
SCANYWHERE - ENGINE
ENGINE ENGINE – Option
• Scaning Unit
• IPC with HMI
• Softwareinterface
• offline programing suite
• focus level assistant
• edge projection
• protection glass
• training
• ect.
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SCANYWHERE – integration level
• Sie wollen einen Reinigungsprozess in Ihre Anlage integrieren?
• Sie suchen eine Integrationslösung, die Ihr Werkstück mit dem Laser reinigt?
• Etwas was einfach zu integrieren ist und in kurzer Zeit in Betrieb genommen werden kann?
- Die Integrationslösung für Ihre Laserreinigung
SCANYWHERE - INTEGRATION
INTEGRATION INTEGRATION – Option
• Scaning Unit
• IPC with HMI
• Softwareinterface
• PLC
• Laser + Fibre (Class 4)
• Robot
• Cooling
• offline programing suite
• focus level assistant
• edge projection
• protection glass
• extraction dim.
• training
• ect.
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SCANYWHERE – integration level
- Die Integrationslösung für Ihre Laserreinigung
SCANYWHERE - INTEGRATION
Processdevelopment
Process strategy Laser & optics
Process time assessment
Fixture requirement Extraction requirement
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SCANYWHERE – integration level
• Sie suchen eine Komplettlösung, die Ihr Werkstück vollautomatisch mit einem Laser reinigt?
• Mit einer auf Ihre Anwendung zugeschnittene Automatisierung?
• Die mit kurzer Lieferzeiten verfügbar ist?
- Die vollautomatische Lösung für Ihre Laserreinigung
SCANYWHERE – TURNKEY
TURNKEY TURNKEY – Option
• Scaning Unit
• IPC with HMI
• Softwareinterface
• PLC
• Laser + Fibre
• Housing + Automation
• Laser Class1 and CE
• offline programing suite
• focus level assistant
• edge projection
• protection glass
• extraction and fixture (design + integ.)
• training
• ect.
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SCANYWHERE – integration level
- Die vollautomatische Lösung für Ihre Laserreinigung
SCANYWHERE – TURNKEY
Machine design
Machinemodule
Robot integrat.
Fixtureintegrat.
Extractionintegrat.
Automation development
Autom. module
Offline Program.
Fixturedesign
Takt time assesm.
Processdevelopment
Processstrategy
Laser & optics
Process time assessment
Fixturerequire.
Extractionrequire.
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Summary
SCANYWHERE – Scan anywhereInnovative Prozesslösung zum selektiven Laserreinigen vongroßen und komplexen Bauteilen
• 4Jet – führender Anbieter
• LASER cleaning – berührungslos, trocken, präzise und reproduzierbar
• SCANYWHERE – effizientes reinigen mit großer Flexibilität und Geschwindigkeit
– geringe Projektkosten und hohe Maschinenverfügbarkeit
– ENGINE, INTEGRATION und TURNKEY
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Anyquestions?
Carsten ThielenTEL. +49 2404 55 230 0
MOBIL +49 1761 45 382 48
MAIL [email protected]