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Nexans / Trumpf Volles Rohr, halber Preis

Redakteur: Peter Reinhardt

Injektionsnadeln sind Wegwerfprodukte. Mit Diodenlasern und einem cleveren Rohrformprozess aus der Technologie von Tiefseekabeln will ein Hersteller die Kosten um 50 Prozent senken.

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Die Kosten halbieren: Ralf Egerer von Nexans setzt auf effiziente Diodenlaser, um das Piksen preiswerter zu machen.
Die Kosten halbieren: Ralf Egerer von Nexans setzt auf effiziente Diodenlaser, um das Piksen preiswerter zu machen.
(Bild: Nexans/Zimmermann)

Belastbare Zahlen gibt es keine, aber alleine in Deutschland stechen Mediziner, Pfleger und Patienten täglich mehrere Millionen Nadeln durch die Haut. Und werfen sie dann weg. Weltweit dürften es über eine Milliarde sein.

Injektionsnadeln ähneln Tiefsee- und TK-Kabeln

Da werden Cent-Beträge plötzlich zu gewaltigen Posten. Ralf Egerer, Director Machine & Cryogenic Systems bei Nexans, hakt hier ein: „Medizintechnik ist teuer, auch bei vermeintlichen Billigprodukten. Wir arbeiten daran, dass sie günstiger wird.“ So sollen Injektionsnadeln bald nur noch die Hälfte kosten. Die Maschine, mit der Egerer das erreichen will, steht am Nexans-Standort Hannover. Die Nano Wema formt extrem dünne Edelstahlbänder zu Röhrchen und schweißt sie dann per Laserstrahl.

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Eigentlich stellt Nexans Kabel her und zählt mit über 25.000 Mitarbeitern zu den Riesen, die die Welt mit Tiefseekabeln, Industrie- und Telekommunikationsleitungen vernetzen. Mit der Nano Wema transferiert Nexans Know-how aus seinem Kerngeschäft in einen neuen Markt: „Injektionsnadeln sind gar nicht so weit weg von Kabeln. Um die Leitungsbündel in Tiefseekabeln vor dem Wasserdruck zu schützen, hüllen wir sie in dünnwandige Ummantelungen, sodass wir also Erfahrung mit der Herstellung kleiner, langer Metallrohre haben. Bei der Nano Wema haben wir den Prozess weiterentwickelt für Wandstärken von 0,05 und Durchmesser von 1,8 mm“, erklärt Egerer.

Nicht verspröden, sondern formbar bleiben

Konventionell werden so kleine Röhrchen WIG-geschweißt. Doch Egerer schränkt ein: „Da gibt es Grenzen, was Stahlmenge und Wandstärke angeht. Gegenüber lasergefügten Röhrchen haben sie eine dreimal so dicke Wandstärke und den doppelten Durchmesser.“ Um diese Maße zu reduzieren, werden die Röhrchen über eine Mandrille gezogen und durch einen dünneren Ring hindurchgezwängt. Ungewollter Nebeneffekt: Der Edelstahl verhärtet, wird dichter und spröde.

Für die weitere Bearbeitung muss der Stahl aber formbar bleiben. Also glüht man die kilometerlangen Röhrchen in fünf Reduktionsstufen und drei Glühschritten voll durch. „Ein ungeheurer Aufwand an Energie und Arbeitskraft“, konstatiert Egerer. „Mit dem Diodenlaser fertigen wir die Röhrchen nahe an ihrer finalen Dimension. So ersparen wir unseren Kunden gleichermaßen kosten- wie flächenintensive Schritte zur Nachbearbeitung.“

Fünf Kilometer Schweißnaht in nur einem Zug

Die Nano Wema wickelt ein dünnes, 5 km langes Metallband vom Coil und fettet es. Dann arbeitet sie es in mehreren Schritten mittels Formrollen zu einem perfekt gerundeten, offenen Röhrchen. Die Bandkanten – zuvor außen – stehen zum Schluss parallel voreinander. Die feine Naht setzt voraus, dass der Laser mit 0,2 mm Fokus exakt trifft. Nexans führt dafür nicht den Laserfokus nach, sondern fixiert die Fügestelle so, dass sie genau unter dem Fokus hindurchgleitet.

Fünf Kilometer Schweißnaht in einem Zug

Die Maschine zieht das aufgebogene Blech durch einen engen Ring, den sogenannten Schließstein. Eine kleine Finne ragt im Inneren des Rings in den Fügespalt. Sie hält die Naht mittig in der Spur. Das Laserlicht kann nun mit sturem Fokus seine fünf Kilometer lange Naht von oben herab schweißen – in einem Zug. Unterdessen wickelt die Maschine das Langrohr sogleich auf eine Spule. Nach vier Stunden kann der Diodenlaser kurz Luft holen. „Wir knipsen den Laser an und ziehen ein kilometerlanges Rohr darunter durch, dann knipsen wir ihn wieder aus. So simpel ist das“, sagt Egerer. „Aber damit das auch wirklich funktioniert, braucht es jahrelange Prozessexpertise. Das macht uns so schnell keiner nach.“

Der Laser arbeitet beim kilometerlangen Dauerschweißen mit 20 m/min Fügegeschwindigkeit. Das ist doppelt so schnell wie beim WIG-Schweißen. Zudem treten keine Verschmutzungen am Material auf, die man später entfernen müsste. „In den letzten zehn Jahren ist die Lasertechnik viel günstiger geworden. Wir bekommen deutlich mehr Leistung pro Euro. Und das bei viel höherem Wirkungsgrad“, erklärt Egerer. „Wenn man all diese Faktoren zusammenrechnet, kommen wir bei der Nano Wema mit Diodenlaser auf halb so hohe Stückkosten pro Röhrchen wie bislang üblich.“

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