Trumpf, laser a Intech 2011

Společnost Trumpf spojená již s počátky zavádění laserů na evropském kontinentu, dnes představuje výrobce celé široké škály laserů pro průmyslové užití i laserových systémů včetně robotizovaných pracovišť. Přitom to není jediná výrobní komodita koncernu, který je i známým výrobcem tvářecích strojů, elektrického ručního nářadí a v neposlední řadě speciální zdravotnické techniky a elektroniky. Za dobu od svého založení si společnost vybudovala rozsáhlou síť 58 zahraničních zastoupení, včetně výrobních závodů. Nás může těšit, že přímou podporou pro naše zákazníky i uživatele systémů Trumpf se v této síti stala i dceřiná firma Trumpf, s. r. o., Praha.

Pro návod, jak se k takovým úspěchům přichází, je vhodné si alespoň částečně přiblížit historii nynějšího koncernu, spojenou s počátky zavádění výroby laserové techniky, z které logicky plyne další vývoj koncernu. V mnohém nám bude připomínat obdobný proces s naším zlínským Baťovým koncernem, pražskou ČKD, plzeňskou Škodovkou nebo mnoha dalšími, s vývojem na základě odbornosti, znalostí, nadšení a odpovědnosti, tedy s atributy dnes často podceňovanými.

Již v roce 1923 získala Leibingerova rodina, předkové dnešních majitelů firmy Trumpf, podíl v mechanické dílně v Ditzingenu. Pro uvažování o jejím vstupu do oboru laserové techniky byla podstatná ale až cesta následníka zakladatele firmy a jejího pozdějšího představitele Bertholda Leibingera do USA v roce 1978. Studijní cesta do země, kde v roce 1960 byl objev laseru patentován. Jejím výsledkem kromě nadšení z nové laserové technologie byla i snaha vyrábět laserové systémy pro opracování materiálů ve vlastním podniku. K tomu došlo už od následujícího roku 1979, i když ještě první laserové řezací stroje značky Trumpf byly vybaveny americkými 500W a 700W typy CO2 laserů. Od roku 1985 už ale Trumpf staví své vlastní 1kW CO2 lasery. Pro další vývoj koncernu bylo důležité v roce 1992 převzetí firmy Carl Haas z nedalekého Schrambergu, kde se už od roku 1971 zabýval Paul Seiler myšlenkou vývoje pevnolátkových laserů pro výrobu hodinářských dílů a dílů jemné mechaniky a firma Carl Haas už i postupně vyvíjela i kW pevnolátkové lasery a optické kabely pro vedení laserového paprsku. Dynamický rozvoj laserové techniky od 90. let minulého století a i další vývoj už v našem novém tisíciletí, jsou pak po vytvoření nového koncernu Trumpf ve znamení celé škály nových variant technologických laserů, ať už jsou to CO2 lasery s koaxiální formou elektrod nebo u pevnolátkových typů lasery s deskovou formou krystalu, kotoučové lasery s aktivním médiem ve tvaru tenkého kotouče, vláknové lasery nebo multikilowattové polovodičové lasery nové generace. Pro jejich další vývoj může být přínosem i dnešní spolupráce koncernu Trumpf s firmou Jenoptik v oblasti prvků pro laserové systémy. V současné době je na světě na 20 tisíc CO2 a 15 tisíc pevnolátkových laserů značky Trumpf. Jejich rozdílný význam je možné rámcově spatřovat v užití pro různé druhy technologií, CO2 lasery pro zpracování silnějších plechů do tloušťky 30 mm, pevnolátkové pro zpracování tenkých plechů. Bližší určení je odvislé od řady dalších technických a ekonomických faktorů. Příslibem nové éry využití laserů pro opracování materiálů jsou lasery s ultrakrátkými pulzy, ale přitom už s dostatečným výkonem pro opracování kovů, dnes v některých výkonových řadách už i komerčně dostupné. Celý dosavadní vývoj firmy Trumpf je tak spojen se jménem zakladatele jejího laserového oboru – prof. Bertholdem Leibingrem. Za své celoživotní mimořádné dílo, nejen ve své profesionální činnosti, ale i ve společenském životě byl ostatně oceněn nejvyšším uznáním v kategorii Lebenswerk cenou Deutscher Gründerpreis 2008. Letos v říjnu získal v USA i ocenění Schawlow Award, nejvyšší ocenění v oblasti laserového výzkumu.

Ale vraťme se ke dnešním dnům. Zaměření každého podniku na vícero komodit odpovídá logickému trendu pro udržení stability podniku při případném poklesu poptávky v některé z nich. Přesto ale krizové období z let 2009 a 2010 v rámci celosvětové hospodářské krize znamenalo i pro koncern Trumpf silný pokles obratu. Perspektivu vybraných výrobních oborů a zvláště pak laserových technologií se ukázalo následně, kdy ve finančním roce 2010/2011 se podařilo prakticky během jednoho roku překlenout ztráty v předchozím dvouletém krizovém období a oproti stavu 2009/2010 dosáhnout nárůstu obratu o celých 51 %. Objem zakázek ve výši 2,22 miliardy eur překročil doposud všechny rekordy. Přitom z uváděných oborů největší dynamiku zaznamenala právě laserová technika – nárůst o 56 %. Současnou výkonnost hodnotí prof. Berthold Leibinger, zakladatel firmy a dnes po předání koncernu svým nástupcům předseda její dozorčí rady, zajímavým, pro ekonomy dostatečně vypovídajícím procentuálním ukazatelem efektivnosti podniku v podobě obratové renty, tedy jako stonásobku poměru zisku k obratu. Tato hodnota – dnes u fy Trumpf 9,2 % – staví koncern mezi podniky s  vůbec nejvyšší rentabilitou. I přes nepříznivé prognózy dalšího hospodářského vývoje na evropském kontinentu uveřejňované v médiích v poslední době předpokládá Trumpf pozitivní nárůst i v dalším roce. S nárůstem se počítá zvláště v Číně, kde Trumpf podstatně zvyšuje už na jaře roku 2012 své výrobní kapacity. Z 13 tis. m2 výrobní plochy na téměř dvojnásobnou – 23 tis. m2. Čína je koneckonců i místem největšího odbytu tvářecích strojů koncernu s celými 22 % jejich výroby. Přitom samotná Čína je pouhou předzvěstí dalšího dynamického rozvoje v Indii, jihovýchodní Asii nebo Brazílii.

Po majetkové stránce představuje koncern Trumpf rodinný podnik. Funkci předsedy představenstva vykonává dcera původního majitele Nicola Leibinger-Kammüller, funkci odborného náměstka pro výzkum a vývoj syn Peter Leibinger. Právě na dobře řízené a organizované výzkumně-vývojové základně staví Trumpf svůj úspěch. V současné době (k závěru výroční zprávy k 30. 6. 2011) má Trumpf celkem 8 546 zaměstnanců (o rok dříve 7 928). Na nových technologiích pracuje, od vědeckých pracovníků po techniky, na 1 157 zaměstnanců. Oproti předchozímu období se 129 mil. eur se na dnešní vývoj přidalo 22 % s konečnou roční sumou 158 mil. eur, přesto však podíl nákladů na výzkum a vývoj vzhledem k značnému nárůstu obratu vykázal pokles na 7,8 %. Možno ještě zmínit kompletní personální náklady ve sledovaném roce 2010/2011, jež se zvýšily o 20 % na 551 mil. eur oproti předchozímu finančnímu roku.

ři řezání plechu CO2 laserem se může jít až do tloušťky plechu 30 mm. Při testování hraničních možností se podařilo řezat plech i o tloušťce až o  10 mm větší.

Dnes vyrábí Trumpf celou širokou škálu laserových zdrojů a systémů pro průmyslové využití na principu CO2 laserů, pevnolátkových laserů i laserů diodových. V typových CO2 řadách TruFlow až do výkonu 20 kW s kompaktní čtvercovou strukturou rezonátoru, trvalým oběhem laserového plynu a klasickým chlazením a řadě TruCoax do 2 kW s difuzním chlazením. Z pevnolátkových laserů pak vyrábí řadu diskových laserů TruDisk do výkonu až 16 kW a vláknových laserů TruFiber do výkonu 400 W (v přípravě pro rok 2012 je 1kW varianta). Nanejvýš energeticky efektivní jsou diodové lasery nové generace TruDiode (do 3 kW), s vysokou účinností a kvalitou paprsku srovnatelnou s paprskem u lampou buzených pevnolátkových laserů. Základní nabídku doplňuje v účelovém zaměření pevnolátkových laserů pak řada TruPulse s krátkými energeticky silnými pulzy, TruMicro s krátkými až ultrakrátkými pulzy pro mikrozpracování a TruMark pro popisování s výběrem všech relevantních vlnových délek.

Tato v krátkosti uvedená současná nabídka laserů zahrnuje už dostatečně široké spektrum typů pro uplatnění ve všech v úvahu přicházejících technologiích. Volba mezi těmito typy se může zdát pro budoucího investora zpočátku až příliš široká, zvláště pak v případech, kdy pro záměry podniku je možné užít i různých typů laserů s odlišnými investičními i provozními náklady. Tady platí jako jediná dobrá rada projednat celou záležitost přímo s výrobcem laserů, v případě firmy Trumpf se zastoupením prostřednictvím Trumpf Praha.

Z některých zajímavých diskusí kolem volby vhodného laseru se zástupci mateřského podniku Trumpf přímo na Intech 2011 jsme zaznamenali:

1. doporučení
Při tavném řezání nerezové oceli při tloušťce 2 mm se doporučuje pevnolátkový laser, který při srovnatelné kvalitě řezu s CO2 laserem dosahuje řezné rychlosti o 120 % vyšší. U 10 mm silného nerezu je při užití pevnolátkových laserů horší kvalita řezu a k tomu řezná rychlost je o 10 % menší. U termického řezu za asistence O2 se citlivost k vlnové délce laseru neprojevuje a u obou typů laserů nedochází ani k zásadním rozdílům v řezné rychlosti nebo kvalitě řezu při stejných výkonech zdrojů.

2. doporučení
Je vhodné uvědomit si, že cena laseru roste s jeho výkonem, někdy více než proporcionálně, přičemž maximální výkon nakupované investice se nemusí vždy plně využít. Např. u CO2 laserů, zatím stále ještě nejvíce užívaných laserů u strojírenských technologií, kde pro práci s plechem je přínosem dobrá kvalita řezu při všech tloušťkách plechu, rostou investiční náklady přibližně už o 50 % při samotném zdvojení výkonu laseru.

3. doporučení
Většina prací s plechem probíhá při tloušťkách jen 1 až 6 mm, kdy postačí výkon laseru přibližně do 3 kW a není nutné zatěžovat rozpočet nákupem neúměrně výkonnější varianty. Kde jde spíše o zpracovávání tenkých plechů, je vhodné volit typy pevnolátkových laserů, včetně diskových a vláknových, kde se vedle možnosti vedení i rozdělování paprsku optickým kabelem na vícero pracovišť dosahuje vyšší pracovní rychlosti a tím i poklesu výrobních nákladů.

4. doporučení
Z provozu nového řezacího stroje TruLaser 5030 fiber s 3kW diskovým laserem a porovnání obdobného řezání s CO2 laserem, vyplynuly rozdíly v kvalitě řezu a produktivitě při různých tloušťkách plechu. Při vlnové délce pevnolátkového laseru se dosahuje při tavném řezu u menší tloušťky plechů vyšší rychlosti řezu i vyšší kvality. Od tloušťky plechu 4 mm jsou ale už zřejmé přednosti CO2 laseru, zvláště pokud jde o kvalitu řezu.

Příště se zaměříme na jednotlivé inovace laserových technologií.

Ing. Jiří Šmíd
Ditzingen

S pojmem Trumpf se nesetkáváme nejen při výrobě laserové techniky. V rámci koncernu je nadace Berthold Leibinger Stiftung, založená v roce 1992, i silnou společenskou podporou a v neposlední řadě podporou obecného rozvoje vědy a techniky. Od roku 2000, pravidelně ob dva roky, oceňuje v rámci mezinárodní soutěže Berthold Leibinger Innovationspreis špičkové výsledky laserového výzkumu i jeho praktických aplikací finančně dotovanou inovační cenou. Oceňují se první tři místa – s dotací 30, 20 a 10 tis. eur a vyhlašuje se i cena pro nejlepší námět využitelný v budoucnosti. Tematiku, s čím se dá do soutěže přijít, mohou napovědět výsledky za rok 2010, vyhlášené v pololetí letošního roku. 1. cenu získali Thorsten Trupke a Robert Bardos z Austrálie za komercializaci laserové luminiscenční imaginace, druhé ceny byly udělené hned dvě – jednu získal Karsten König za klinickou multifotonovou tomografii a vývoj laserových diagnostických přístrojů pro medicínu, další pak vývojoví pracovníci firem Coherent a Bruker za uplatnění UV excimerové laserové technologie pro pulzní laserovou depozici při výrobě vysokoteplotních supravodičů. Třetí cenou byl poctěn Majid Ebrahum-Zadeh za španělský vývoj přeladitelných femtosekundových laserů v oblasti viditelného světla. Cena Zukunftpreis byla udělena Federicovi Capassovi z Harvardovy univerzity za vývoj kvantových kaskádových laserů.
V těchto dnech se už blíží uzávěrka dalšího ročníku Berthold Leibinger Stiftung 2012 s termínem 31. prosince 2011. Žádost o ocenění, kterou mohou podávat i naši odborníci, se předkládá v německém nebo anglickém jazyce, poštou nebo elektronicky. Příští uzávěrka je
pak za další dva roky.

Tab. II
Průběh výše zakázek v posledních letech

Tab. III
Zaměstnanost ve výzkumu a vývoji

Tab.IV
Průběh vyložených nákladů na rozvoj

Tab. V
Průběh daňového zatížení

smid@gmail.com