ODM Laser Solutions: Kundenspezifischer Fertigungsprozess

Kurz gesagt: Das ODM-Verfahren (Original Design Manufacturing) von OPMT ermöglicht die Entwicklung kundenspezifischer Lasersysteme vom Konzept bis zur Serienproduktion innerhalb von 6 bis 15 Monaten. Mit 302 Patenten, ISO 9001-Zertifizierung und Erfahrung mit führenden Automobilherstellern (Nissan, Toyota, Honda) entwickeln die Ingenieure von OPMT Komplettlösungen für Anwendungen, die über die Möglichkeiten von Standardgeräten hinausgehen – mit Toleranzen von ±0,003 mm und Spezifikationen, die mit Serienmaschinen nicht realisierbar sind.

Warum kundenspezifische ODM-Lasersysteme? Die wirtschaftliche Bedeutung maßgeschneiderter Lösungen

Wenn Standard-Laseranlagen Ihren Produktionsanforderungen nicht genügen – sei es das Bohren von 0,3 mm großen Löchern durch Siliziumkarbidkeramik, die Bearbeitung von PKD-Werkzeuggeometrien mit Toleranzen von ±0,003 mm oder die Verarbeitung neuartiger Materialien – benötigen Sie einen ODM-Partner, der Komplettlösungen vom Konzept bis zur Serienfertigung entwickelt.

Der Unterschied zwischen ODM und OEM:

ODM-Partnerschaften nutzen komplementäre Stärken: Ihr fundiertes Anwendungswissen (Materialien, Qualitätsanforderungen, Produktionsbeschränkungen) kombiniert mit den spezialisierten Laser-Engineering-Fähigkeiten des Herstellers (Laser-Material-Wechselwirkungen, Mehrachsenkinematik, Präzisionsdesign optischer Systeme).

Auswirkungen in der Praxis: Der Luft- und Raumfahrtkunde von OPMT erreichte eine Zykluszeitverkürzung von 66% durch Femtosekundenbohren, wodurch thermische Schäden vollständig vermieden wurden – Fähigkeiten, die mit Standardmaschinen unmöglich sind.

Die technische Grundlage von OPMT: 302 Patente und 5 Forschungszentren

ODM-Fähigkeiten erfordern fundiertes technisches Know-how, nicht nur Fertigungskapazität. Die technische Infrastruktur von OPMT umfasst:

Forschungs- und Entwicklungsinfrastruktur

Zusammensetzung des Ingenieurteams

• 113 technische Spezialisten, darunter 7 promovierte Wissenschaftler und 7 Ingenieure mit Masterabschluss.
• Fachgebiete: Laserphysik, Feinmechanik, Bewegungssteuerung, Industriesoftware
• Doktoranden untersuchen neuartige Verarbeitungsphänomene
• Erfahrene Ingenieure setzen Entdeckungen in produktionsreife Systeme um.

Patentportfolioanalyse

Die Konzentration der Erfindungspatente ist für ODM von größter Bedeutung – diese Patente repräsentieren neuartige Lösungen, die aus kundenorientierten Projekten hervorgehen und Fähigkeiten erfordern, die kommerziell nicht verfügbar sind:

• Femtosekundenlaser-Integrationsmethoden
• RTCP-Kompensationsalgorithmen
• Multi-Laser-Synchronisationstechniken

Produktionsstätte: 30.000 m² speziell dafür errichtete Kapazitäten

Ausrüstung zur vollständigen Validierung des Designs:

• Laserinterferometriesysteme: Positionsverifizierung ±0,001 mm
• Klimakammern: Prüfung der thermischen Stabilität
• Hochgeschwindigkeitskameras: Prozessvisualisierung
• Werkzeuge zur Materialcharakterisierung: Validierung laserinduzierter Modifikationen

Phase 1: Übersetzung der Anforderungen und Prüfung der technischen Machbarkeit

Die ODM-Entwicklung beginnt mit einer strukturierten Anforderungserfassung, die sich grundlegend von Vertriebsberatungen unterscheidet. Die Anwendungsingenieure von OPMT ermitteln die entscheidenden technischen Details im Dialog:

Anforderungsextraktionsprozess

Beispiel: „Präzisionsschneiden von Titanimplantaten“ wird zu:

• Materialspezifikation: Ti-6Al-4V Grad 5 vs. CP Grad 2 (unterschiedliche Laserabsorption)
• Kantenqualität: Gratfrei für Biokompatibilität?
• Toleranzvorgabe: ±0,01 mm vs. ±0,001 mm (Entscheidung bezüglich der Systemarchitektur)
• Produktionsvolumen: Prototyp vs. 10.000/Jahr (Automatisierungsanforderungen)

Materialanalyseprotokoll

Wir bitten um repräsentative Proben für umfassende Laserwechselwirkungstests:

Entscheidende Erkenntnis: Materialien, die optisch identisch erscheinen, verhalten sich unter Laserbestrahlung unterschiedlich. Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe mit identischem Aussehen weisen je nach Harzmatrixchemie und Faserorientierung dramatisch unterschiedliche Verarbeitungseigenschaften auf.

Technische Anforderungsspezifikation (TRS)

Die Machbarkeitsphase mündet in ein TRS-Dokument mit messbaren Erfolgskriterien:

• Positioniergenauigkeit mittels Laserinterferometrie verifiziert
• Prozessgeschwindigkeit anhand von Produktionsmustern demonstriert
• Kantenqualität quantifiziert durch Mikroskopie
• Thermische Effekte, charakterisiert durch metallurgische Querschnitte

IP-Rahmenwerk: Vor der Designverpflichtung festgelegt

Phase 2: Technischer Entwurf und Systemarchitektur

Das Konzeptdesign übersetzt validierte Anforderungen in mechanische Layouts, optische Konfigurationen und Steuerungsarchitekturen.

Modulare Designphilosophie

Der Ansatz von OPMT legt Wert auf zukünftige Anpassungsfähigkeit bei gleichzeitiger Erfüllung der aktuellen Anforderungen. Plattformen der Light 5X-Serie Dies demonstrieren:

• Standardisierte Maschinenbettkonstruktion
• Linearmotorantriebsmodule
• NUM CNC-Grundlagen
• Unterstützung für verschiedene Laserquellen, Workstation-Konfigurationen und Automatisierungsintegration

Bewertung konkurrierender Architekturen

Fallstudie: Werkzeugprojekt für die Automobilindustrie, das die Bearbeitung von PKD-Wendeschneidplatten mit einer Profilgenauigkeit von <0,005 mm erfordert.

Kundenspezifisches optisches Systemdesign

Die anspruchsvollsten kundenspezifischen Konstruktionsarbeiten. Beispiel: Die Texturierung gekrümmter Formoberflächen mit Femtosekundenlasern erfordert:

• Konstanter Fokusabstand bei 5-achsiger Werkstückrotation
• Kundenspezifische Galvanometerintegration mit RTCP-Kompensation
• Fokusgenauigkeit <1μm über einen Werkstückwinkelbereich von ±110°

Der Micro3D L530V Femtosekundensystem Dies wird durch iterative optische Modellierung und experimentelle Validierung erreicht.

Proprietäre GTR-Software

Entstanden aus ODM-Kundenanforderungen, die Standard-CAM-Pakete nicht erfüllen konnten:

• Direkter Import von 3D-Werkzeugmodellen
• Automatische kollisionsfreie Werkzeugweggenerierung
• Simulation des kompletten Bearbeitungszyklus
• Adaptive Echtzeit-Parameteranpassung

Jedes ODM-Projekt trägt neue Module bei:

• Schmuck: Analyse der Spaltebene von Diamanten
• Luft- und Raumfahrt: Algorithmen zum Schutz vor thermischen Grenzwerten bei Verbundwerkstoffen

Phase 3: Prototyping mit serienreifer Hardware

OPMT fertigt funktionsfähige Prototypen mit Komponenten in Serienqualität – keine Labormodelle. Höhere Anfangskosten, aber deutlich kürzere Entwicklungszeit, da das Phänomen „Im Labor funktioniert, in der Produktion versagt“ vermieden wird.

Systematische Validierungstests

Prozessfähigkeitsstudien

Beispiel: Anwendung beim Schleifen von Hartmetallwerkzeugen

• 48 Testbedingungen: Laserleistung (60-100W) × PRR (20-80kHz) × Scangeschwindigkeit (5-25 m/min) × Durchgangstiefe (0,01-0,05mm)
• Dokumentierte optimale Parameter für Produktionsprozessverfahren

Einbindung der Kundenvalidierung

Die Ingenieure des Kunden begleiten die Tests, untersuchen Musterbauteile, werten Daten aus und schlagen Verbesserungen vor. Diese Zusammenarbeit deckt Anwendungsnuancen auf, die bei der Anforderungserfassung übersehen wurden.

Phase 4: Produktionsumstellung und Integration des Qualitätssystems

Die Produktionstechnik wandelt validierte Prototypen in serienreife Produkte um.

Implementierung des Qualitätsrahmens ISO 9001

Fertigungsdokumentation

Komplexe Arbeitsabläufe erfordern detaillierte Arbeitsanweisungen:

• Fotos und wichtige Maßangaben
• Drehmomentvorgaben und Ausrichtungsverfahren
• Qualitätskontrollpunkte in aufeinanderfolgenden Phasen
• Beispiel: Optische Ausrichtung in 17 Schritten mit 4 Zwischenprüfungen

Lieferantenqualifizierung

Für spezielle, im Handel nicht erhältliche Bauteile:

1. Bewertung des Prototypenteils
2. Standortprüfungen zur Überprüfung der Fertigungskapazitäten
3. Prüfkriterien mit CMM-Verifizierung
4. Dokumentation des zugelassenen Lieferanten
5. Duale Beschaffung zum Schutz der Versorgung

Erstmusterprüfung (FAI)

Formaler Übergang von der Entwicklung zur Produktion:

• Vollständige Maßprüfung
• Funktionstests
• Leistungsvalidierung
• Beispiel: 247-seitiges FAI-Paket, das alle Systemaspekte abdeckt.

Phase 5: Installation, Schulung und Produktionsqualifizierung

Anforderungen an die Baustellenvorbereitung

Kundenspezifische Lasersysteme können Folgendes erfordern:

Installation & Inbetriebnahme

Beispiel: Werkzeugsystem für die Automobilindustrie

• Durch systematisches Unterlegen wurde eine Bettnivellierung von 0,02 mm/m erreicht (3 Tage).
• 48-stündige thermische Stabilisierung vor der optischen Ausrichtung

Bedienerschulung (1 Woche Intensiv)

Schwerpunkt ist die Vermittlung der zugrundeliegenden Prinzipien – warum Parameter die Kantenqualität beeinflussen, wie thermische Effekte die Genauigkeit beeinflussen –, um den Anwendern die Anpassung der Verfahren an zukünftige Anwendungen zu ermöglichen.

Produktionsqualifizierung: Statistische Prozessvalidierung

Typischerweise Produktionslose von 30 Stück mit vollständiger Maßprüfung:

Beispiel: Oberflächenbehandlung von Titanimplantaten für medizinische Zwecke

• Anforderung: Cpk ≥1,67 für Bohrungsdurchmesser (4,000 mm ±0,010 mm)
• Erreicht: Cpk = 1,89, Prozesszentrierung bei 4,001 mm, σ = 0,0016 mm

Ferndiagnosefunktionen

Sichere VPN-Verbindungen ermöglichen:

• Prozessparameterüberwachung
• Fehlerprotokollprüfung
• Einstellung der Fernbedienung
• Integrierte Kamerabeobachtung

Fallstudie: Luft- und Raumfahrt-Verbundwerkstoffbohren mit Femtosekundentechnologie

Die Herausforderung

Kunde: Tier-1-Zulieferer der Luft- und Raumfahrtindustrie
Anwendung: Kühlbohrungen in 2,6 mm Siliziumkarbid-Keramikmatrix-Verbundwerkstoffen für Turbinenkomponenten

Herkömmliche Methoden versagten:

• Herkömmliche Bohrverfahren: Starke Delamination und Mikrorissbildung
• Wasserstrahlschneiden: Unzureichende Präzision
• EDM: Kann nichtleitende Keramik nicht bearbeiten

Technische Analyse

Technische Lösung

Integriertes System kombiniert:

• Femtosekundenlasertechnologie (Pulsdauer <500 fs)
• 5-Achsen-RTCP-Bewegungssteuerung
• Galvanometer-Scan zur Überprüfung der Rechtwinkligkeit gekrümmter Oberflächen
• Kundenspezifische Strahlführungsoptiken
• Synchronisierte Bewegungssteuerung zwischen mechanischen und optischen Achsen
• Echtzeit-Fokuskompensation

Prozessentwicklung

8 Wochen systematischer Experimente:

• 156 Parameterkombinationen getestet
• Variablen: Laserleistung, PRR, Scanstrategie, Art/Druck des Hilfsgases, Fokusversatz
• Wichtigste Erkenntnis: Spiralbohren mit progressiver Durchmesservergrößerung minimiert die innere Spannung

Ergebnisse

Rahmen für den Schutz geistigen Eigentums

Dreistufige IP-Klassifizierung

Betrieblicher IP-Schutz

• Isolierter Netzwerkspeicher mit verschlüsseltem Zugriff
• Zutritt beschränkt auf bestimmtes, unbedingt notwendiges Personal
• Getrennte Projektbereiche in der Fertigungshalle
• Kommunikation mit dem Lieferanten: Nur Spezifikationen, kein Anwendungskontext

Patententwicklung aus ODM-Kooperationen

Wenn neuartige Lösungen auf breite Branchenbedürfnisse eingehen:

• Kundeningenieure erhalten eine Nennung als Erfinder
• Die Eigentumsverhältnisse richten sich nach vertraglichen Rahmenbedingungen.
• Die kommerzielle Nutzung erfordert gegenseitiges Einvernehmen.

Lebenszyklusunterstützung: Mehr als nur die Geräteauslieferung

Umfassende technische Dokumentation

Jedes kundenspezifische System umfasst:

• Vollständige elektrische Schaltpläne
• Pneumatikdiagramme
• Dokumentation des Software-Quellcodes
• Illustrierte Wartungsverfahren
• Ersatzteillisten mit Lieferanteninformationen
• Kalibrierungsprotokolle

Wartungsplan

Beratung zur Prozessoptimierung

Mit der Weiterentwicklung der Anwendungen:

• Entwicklung neuer Teilefamilienparameter
• Anpassung der Materialverarbeitung
• Unterstützung für die Skalierung der Produktion

Reaktionszeiten des technischen Supports

Starten Sie Ihr individuelles ODM-Projekt

Qualifikationskriterien

OPMT bietet kostenlose Machbarkeitsstudien für qualifizierte Projekte an. Reichen Sie Ihre Anfrage über unser Portal ein. technisches Anfrageportal:

• Anwendungsbeschreibungen
• Materialspezifikationen
• Qualitätsanforderungen
• Durchsatzziele
• Repräsentative Materialproben (wenn möglich)

Zeitplanerwartungen

Typischer ROI: 18-24 Monate für Produktionsanwendungen mit hohem Verarbeitungsvolumen.

Definition der Erfolgskriterien

Abnahmestreitigkeiten lassen sich durch die Festlegung messbarer Anforderungen vermeiden:

• Maßtoleranzen durch CMM-Prüfung verifiziert
• Prozessgeschwindigkeiten, die anhand von Serienteilen demonstriert wurden
• Kantenqualität quantifiziert mittels Mikroskopie
• Zuverlässigkeit charakterisiert durch Langzeittests

Vermeiden Sie vage Zielsetzungen wie „besser als bestehende Methoden“ – verwenden Sie stattdessen numerische Spezifikationen mit definierten Messverfahren.

Technische FAQ

Wie lange dauert die Entwicklung eines kundenspezifischen ODM-Lasersystems in der Regel?

Standardzeitraum: 6-12 Monate, abhängig von Komplexität und Entscheidungsfristen:

• Machbarkeitsprüfung: 3-4 Wochen
• Konzeptentwicklung und Überprüfung: 6-8 Wochen
• Prototypenbau und -validierung: 10-14 Wochen
• Fertigungsplanung: 4-6 Wochen
• Herstellungszeit: 6-10 Wochen
• Installation/Schulung: 2-3 Wochen

Plattformbasierte Projekte können auf 4-6 Monate verkürzt werden; neuartige Systeme können sich auf 15 Monate und mehr erstrecken.

Welche Schutzmaßnahmen für geistiges Eigentum setzt OPMT um?

Mehrschichtiger Schutz:

• Formale Vertraulichkeitsvereinbarungen vor technischen Gesprächen
• Projektspezifische Zugangskontrollen (nur für unbedingt notwendiges Personal)
• Verschlüsselte, sichere Server für die Designdokumentation
• Klare Kategorien für geistiges Eigentum in Verträgen
• Getrennte Fertigungsmontage
• Lieferantenkommunikation (nur Spezifikationen)

Kann OPMT völlig neuartige Lasersysteme entwickeln?

Ja. Unsere fünf Forschungszentren, darunter das gemeinsame Labor für Ultrakurzpulslaserbearbeitung (mit der Chinesischen Akademie der Wissenschaften), betreiben Grundlagenforschung, die neuartige Bearbeitungsverfahren ermöglicht. Zu den jüngsten bahnbrechenden Entwicklungen gehören:

• Femtosekundenlaser mit 5-Achsen-RTCP-Steuerung für das Bohren von Verbundwerkstoffen
• Wassergeführte Lasersysteme für wärmeempfindliche Materialien
• Synchronisierte Multi-Laser-Architekturen für komplexe Texturierung

Welche Qualitätsvalidierung stellt sicher, dass kundenspezifische Systeme die Spezifikationen erfüllen?

ISO 230-konforme Validierungsprotokolle:

• Laserinterferometrie: ±0,005 mm lineare Positioniergenauigkeit
• Kugelstab-Kreisprüfung: Dynamische Leistungscharakterisierung
• Drehachsenkalibratoren: Überprüfung der Winkelpositionierung
• Strahlprofiler: Bestätigung der optischen Qualität
• Statistische Stichproben: Cpk-Fähigkeitsstudien mit 30 Teilen

Wie verhalten sich die Entwicklungskosten bei ODM-Herstellern im Vergleich zu Standardausrüstung?

Anfangsprämie: 30-50% für erste Systeme (Entwicklung, Prototyping, Validierung)

ROI-Treiber (typischerweise 18-24 Monate):

• Eliminierung von Sekundäroperationen
• Prozessgeschwindigkeit (200% ist im Beispiel mit PKD-Werkzeugen schneller als EDM)
• Reduzierung von Ausschuss (Eliminierung der 100%-Delamination in der Luft- und Raumfahrt)
• Wettbewerbsdifferenzierung ermöglicht Premiumpreise

Durch die Serienproduktion werden die Entwicklungskosten amortisiert – die Preise für nachfolgende Einheiten nähern sich dem Standard an.

Welche Unterstützung bietet OPMT nach der Installation an?

Komplettpaket:

• Vollständige technische Dokumentation
• Einwöchige intensive Bedienerschulung
• 24/48/72-Stunden-Vor-Ort-Service (regional)
• Ferndiagnosefunktionen
• Programme zur vorbeugenden Wartung
• Beratung zur Prozessoptimierung
• Regionaler Ersatzteilvertrieb

Sind bestehende EDM-Programme mit kundenspezifischen Lasersystemen kompatibel?

Ja. Die von OPMT entwickelte GTR-Software ermöglicht Folgendes:

• Direkter Import von EDM-Projektdateien
• DXF-Geometrie und 3D-CAD-Modellkonvertierung
• Automatische laserspezifische Optimierung (Fokuskompensation, Wärmemanagement, Mehrfachdurchgänge)
• 2-3 Tage Einarbeitungszeit für erfahrene EDM-Programmierer

Was bestimmt die Machbarkeit kundenspezifischer Laseranwendungen?

Die Machbarkeit hängt ab von:

• Fundamentale Laser-Material-Wechselwirkungen
• Erreichbare Genauigkeit vs. Anforderungen
• Durchsatzökonomie
• Integrationsbeschränkungen

Mögliche Herausforderungen:

• Positioniergenauigkeit feiner als ±0,002 mm
• Materialien, die für verfügbare Wellenlängen transparent sind
• Durchsatz jenseits der Physik der Laserablation

Das Anwendungslabor von OPMT führt empirische Tests durch, die zuverlässiger sind als theoretische Analysen. Neuartige Ansätze (unterschiedliche Wellenlängen, Pulsdauern, Hybridverfahren) überwinden mitunter scheinbare Einschränkungen.

Über OPMT Laser

Guangdong Original Point Intelligent Technology Co., Ltd. ist spezialisiert auf mehrachsige CNC-Laserbearbeitungssysteme für die Präzisionsfertigung.

Sind Sie bereit, Ihre Anforderungen an ein individuelles Lasersystem zu besprechen? Kontaktieren Sie das Anwendungstechnik-Team von OPMT. für eine kostenlose Machbarkeitsstudie und einen ersten Projektvorschlag.

Haftungsausschluss
Dieser Inhalt wurde von OPMT Laser auf Grundlage öffentlich verfügbarer Informationen zusammengestellt und dient ausschließlich zu Referenzzwecken. Die Erwähnung von Marken und Produkten Dritter dient dem objektiven Vergleich und stellt keine kommerzielle Verbindung oder Billigung dar.