wie kaufe ich die richtige Lasermaschine?
Tipps zum Kauf einer Lasermaschine für die Mikrobearbeitung
Dr. Joachim Ryll | 13. Oktober 2023 ᛫ 10 Min.
Der Kauf einer Lasermaschine für die Mikro-Materialbearbeitung (auch UKP-Lasermaschine) ist häufig eine größere Investition für Unternehmen, die Ihre Produktionsprozesse verbessern und Ihre Fertigungskapazitäten erweitern möchten.
Bei solchen Maschinen handelt es sich oft um Hightech-Maschinen, die bauteilangepasste Fertigungsprozesse durchführen und eine Vielzahl von Funktionen aufweisen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass der Kaufprozess sorgfältig geplant und durchgeführt wird. Neben technischen Spezifikationen und finanziellen Überlegungen sollten dabei auch rechtliche Aspekte berücksichtigt werden. Insbesondere der Schutz von geistigem Eigentum und die Wahrung der Vertraulichkeit spielen eine wichtige Rolle.
Um sicherzustellen, dass sensible Informationen und Know-how während des Kaufprozesses geschützt bleiben, ist es ratsam mit dem Maschinenhersteller, eine Geheimhaltungsvereinbarung abzuschließen.
Darüber hinaus ist es wichtig, die Klärung des geistigen Eigentums im Zusammenhang mit der Laserbearbeitungsmaschine zu gewährleisten. Dies beinhaltet die Überprüfung von Patenten, Urheberrechten von Erkenntnissen, die vor oder während des gemeinsamen Projektes entstehen. Nachdem die rechtlichen Aspekte geklärt sind, kann der Lasermaschinenkauf starten.
Nachweis der Machbarkeit – Herstellung erster Musterbauteile
Zunächst sollte durch den Maschinenhersteller die Machbarkeit der gewünschten Musterbauteile und Varianten nachgewiesen werden. Dazu eignet sich ein Laserapplikationszentrum mit Möglichkeit für eine erste Lohnfertigung. Durch frühe Skalierungsmöglichkeiten, vorhandene Maschinenkapazität und das benötigte Fachwissen im Applikationszentrum kann der Kunde so sein Ramp-up bis zur Verfügbarkeit der eigenen Anlage absichern. Die frühe Fertigung erster Bauteile dient den folgenden Zwecken:
- Nachweis der prinzipiellen Machbarkeit,
- Risikoabgrenzung,
- Bestimmung erster Qualitätsmerkmale,
- konkreten Identifizierung von Verbesserungspotential – kümmern Sie sich dabei nicht um die Fertigungszeit
- Identifizierung erster Prozessparameter
Die frühen Prozessergebnisse liefern Ihnen Informationen, die für die Maschinenabnahme wertvoll verwendet werden können. Außerdem können Sie eine wirtschaftliche Fertigungszeit für ein bestimmtes Qualitätsziel formulieren. Diese Fertigungsversuche sollten unbedingt beim Maschinenhersteller durchgeführt werden, da so auf die Prozessergebnisse konkret Bezug genommen werden kann. Versuchsergebnisse von einer anderen Stelle zeigen zwar auch die grundsätzliche Machbarkeit können aber nicht direkt zur Risikominimierung beim Anlagenhersteller eingesetzt werden. Oft sind die lasertechnischen Informationen fast immer mangelhaft dokumentiert, was eine Wiederholung der Machbarkeitsuntersuchungen erforderlich macht.
Wahl des richtigen Maschinentyps: Standard- oder Sondermaschine?
Im nächsten Schritt stellt sich die Frage, ob für Ihren Anwendungsprozess eine Standard- oder Sondermaschine besser geeignet ist. Dazu empfiehlt es sich auf die grundsätzlichen Eigenschaften der Varianten zu schauen.
Eine Standardmaschine oder Serienmaschine ist für bestimmte Anwendungsprozesse oder Werkstückformate, einen bestimmungsgemäßen Gebrauch und öfter auch für einen bestimmten Personenkreis konzipiert. Da die Entwicklungsphase der Maschine bereits abgeschlossen ist, sind die Montage und Inbetriebnahme sowie die Testprozeduren in kürzerer Zeit realisierbar. Der Liefertermin wird dann im Wesentlichen durch die Zulieferung von Großkomponenten, den Lagerbestand und durch die verfügbaren Personal-Kapazitäten des Maschinenbauers bestimmt. Die technische Verfügbarkeit von Standardmaschinen liegt häufig im Bereich >80% (Beachten Sie bitte dazu auch deren Definition). Dazu sind entsprechende Service-Pakete, Ersatzteile und geschultes Personal erforderlich, um eine laufende Produktion bestmöglich zu unterstützen. Ist die prinzipielle Machbarkeit einer Anwendung auf einer Standartmaschine einmal gezeigt, bietet die Standardmaschine Kundenvorteile im Preis, der Lieferzeit und Verfügbarkeit. Der kundenseitige Einfluss auf die Ausstattung der Maschine ist limitiert und i.d.R. auf vordefinierte Ausstattungsvarianten der Serienmaschine beschränkt. Durch eine performante und variable Maschinensteuerung lässt sich die Standardmaschine meist auch nachträglich auf die Fertigungsanforderungen des Kunden abstimmen.
Eine Sondermaschine wird hingegen auf die kundenseitigen Anforderungen hin entwickelt und konfiguriert. Hier können die Kunden größeren Einfluss auf die konkrete Maschinenausstattung nehmen und beispielweise Zulieferer- und Komponentenwünsche. Diese Projekte erfordern ein professionelles Projektmanagement. Hierzu wird in der Regel eine speziell geschulte Projektleitung eingesetzt, die u.a. die Schnittstellenkommunikation zu Konstruktion, Prozessexperten, Software-Entwicklung, Beschaffungslogistik und Montage führt. Entwicklungsprojekte sind dann sinnvoll, wenn hochperformante Produktionsmaschinen mit ausreichend zeitlichem Vorlauf entwickelt werden sollen.
TTM – Time-to-Market: Ausreichend Zeit für das Maschinenprojekt einplanen
Die Zeit bis zur produktionsreifen Maschine kann für viele Maschinenkunden oft nicht kurz genug sein. Verzüge verursachen schnell beträchtliche Kosten. Durchschnittlich dauert die Anbahnung und Spezifikation eines Maschinenprojekts aber genauso lange wie das Maschinenprojekt (Projektierung, Montage, Inbetriebnahme, Abnahmen) selbst. Eine fertiggestellte Produktionsmaschine muss nach der Fertigstellung weiter den Nachweis über Ausbringung (Taktrate), Verfügbarkeit und Fehlerquote erbringen. Dazu können viele Bauteile erforderlich sein. Außerdem muss ausreichend Zeit und Ressourcen im Projektplan eingeplant werden, um den Serienanlauf professionell durchzuführen.
Die Arbeitsgrundlage:
Lastenheft vs. Pflichtenheft
Um übersichtlich festzuhalten welche Funktionen die Laserbearbeitungsmaschine haben soll, ist es hilfreich, ein Lastenheft zu formulieren. Hierbei sollte sich auf die Frage „Was soll die Maschine können?“ fokussiert werden. Als Eselsbrücke kann hier der Buchstabenvergleich „Lastenheft“ und „Was soll die Maschine können?“ helfen. Lastenhefte geraten häufig inhaltlich und zeitlich außer Kontrolle. Wenn Sie nicht oft Lastenhefte formulieren, nehmen Sie sich vor, auf einer DIN A4-Seite die Anwendung zu beschreiben. Definieren Sie Qualitätsmerkmale und ergänzen Sie diese um Ihre Aufstellbedingungen. Außerdem können Sie den bestimmungsgemäßen Gebrauch formulieren.
Wenn das Lastenheft eingereicht wurde, formuliert der Anbieter daraufhin einen Lösungsvorschlag in Form eines Pflichtenheftes. Auch hier kann der Buchstabenvergleich als Eselbrücke dienen: „Pflichtenheft“ und „Wie wird die Aufgabenstellung umgesetzt?“. Schlussendlich ist das Angebot selbst ein ausgearbeitetes Pflichtenheft, das die Anforderungen des Lastenheftes berücksichtigt und umsetzt.
Entscheider-Kreis mitnehmen
Zu viele Beteiligte können die erfolgreiche Durchführung eines Projekts erschweren. Daher empfiehlt sich für jedes Projekt einen alleinigen Verantwortlichen auf beiden Seiten zu benennen. Beide sollten eine gute Arbeitsbeziehung aufbauen und sich frühzeitig persönlich kennenlernen. So lassen sich später auftretende Fragen leichter bewältigen. Wenn es schwer fällt, die erforderlichen Beteiligten zu benennen, dann helfen vielleicht die nachstehenden Fragen bei der richtigen Identifizierung der Beteiligten:
- Wer wird später die Maschine bedienen?
- Welche arbeitsschutzrechtlichen Voraussetzungen muss ich als Betreiber erfüllen?
- Wie weit sind Infrastruktur und IT vorbereitet?
- Wie steht es um die Software?
- Wie ist der Finanz- und Zahlungsplan gestaltet?
- Lieber Maschinen-Mietkauf oder Maschinen-Leasing?
- Auf welches Budget soll die Maschine beschafft werden?
Mehr über den Autor:
Dr. Joachim Ryll
Dr.-Ing. Joachim Ryll ist einer der drei Gründer und Geschäftsführer von Pulsar Photonics.
Nach dem Studium des Maschinenbaus an der RWTH Aachen mit Schwerpunkt Produktionstechnik promovierte er am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT im Themenfeld UKP-Laserschneiden. Bei Pulsar Photonics ist er verantwortlich für das Laseranwendungszentrum und den Anlagenbau mit Software-Entwicklung und Servicedienstleistungen.