Was bedeutet es, wenn eine Laserkabine sicher ist?

Anlagen, mit denen Autoteile geschweißt werden, können eine Gefahr darstellen. Diese Gefahr wird jedoch durch international festgelegte Normen reguliert. Man könnte glauben, dass dies eine eher langweilige Aufgabe ist, doch für Erwin Heberer, einer der Pioniere bei der Weiterentwicklung der Laserschutzkabinen, war es eine große Leidenschaft.

Laser beeindrucken Heberer. Ohne dass Menschen es wahrnehmen können, bündelt der Laser das Licht, was eine enorme Energie erzeugt. Diese Energie lässt Metall schmelzen, birgt aber auch Risiken. „Ein Problem mit den Lasern wird immer bleiben, dass sie reflektieren. Es bilden sich Hotspots, die können sich überall reinbrennen“, so Heberer. Laser werden heute oft in der Industrie, beispielsweise im Autobau, verwendet, denn diese ersetzen viele klassische Schweißarbeiten. Doch mit dieser Technik steigen auch die Sicherheitsanforderungen, denn diese Hotspots sind gefährlich und können sich sogar in Wände, Optiken oder Metallteile einbrennen – und im schlimmsten Fall auch in menschliche Haut.

Am Hauptsitz des Anlagenbauers FFT in Fulda werden, wie auch anderswo, rund um die Laserschweißanlagen Schutzkabinen aufgebaut. Heberer betritt eine der grauen Kabinen, in der zwei Autotüren mit hydraulischen Spannern befestigt sind. Zwei orangefarbene Industrieroboter von Kuka beugen sich über diese Teile, an deren Spitzen sich Würfel mit Linsen befinden. Diese Optiken fokussieren den Laserstrahl, der die Autoteile miteinander verschweißt. Kabel, die entlang der Roboterarme verlaufen, führen den Schweißdraht und transportieren die Laserstrahlen.

Heberer ist seit über 20 Jahren Sachverständiger für Lasersicherheit und hat zahlreiche Laserschutzkabinen weltweit überprüft – bei großen Autoherstellern in Deutschland, aber auch in Tschechien, Spanien, den USA und China. Die Kabinen mögen geografisch weit auseinanderliegen, aber der grundlegende Aufbau der Schutzkabinen ist weltweit gleich, da die physikalischen Eigenschaften des Lasers überall dieselben sind. Zur Bestimmung der Sicherheit von Laserkabinen wird dabei meist eine einheitliche Norm verwendet: Die 60825-4, die von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) festgelegt wurde.

Die Norm verlangt, dass die Laseranlagen alle acht Stunden überprüft werden. Heberer stellt sicher, dass die Kabinen innerhalb dieser Zeitspanne sicher sind, indem er die Strahlung außerhalb der Kabine misst. Diese darf nicht mehr als 50 Watt pro Quadratmeter betragen. In der Norm sind zudem detaillierte Vorschriften enthalten, beispielsweise wie geprüft wird, ob die Schutzwand dem Laser standhält. Heberer überprüft viele Aspekte, darunter die Türkonstruktion und die Lüftung, aber auch Details wie die richtige Kennzeichnung der Rückseite der Laserschutzwand. Solche Kleinigkeiten sind entscheidend, da sie darüber bestimmen können, ob die Wand den Laserstrahlen standhält. Wer sich an die Norm hält, kann sicher sein, den aktuellen Sicherheitsstandards zu entsprechen. Das fördert das Vertrauen der Hersteller, Kunden und der Mitarbeiter, die mit den Lasern arbeiten.

Normen haben auch rechtliche Bedeutung. So gelten die Normen des IEC und die des  Deutschen Instituts für Normung (DIN) nicht nur für Lasertechnologie

In den 1980er- und 1990er-Jahren, als Industrielaser zunehmend günstiger wurden und daher breiter eingesetzt wurden, gab es auch Fortschritte in den Vorschriften für deren sicheren Einsatz.. Der 76-jährige Erwin Heberer gelernte Schlosser begann 1989 in seinem kleinen Unternehmen mit dem Bau von Laserschutzkabinen, als ihn ein Unternehmen aus München damit beauftragte. Heberer fragte sich schnell, ob diese Kabinen auch wirklich sicher waren. Und so begann die Entwicklung.

Bei Tests in Aachen und Kopenhagen zeigte sich, dass die Kabinenwände viel häufiger durchbrachen als erwartet. Heberer entdeckte auch, dass herkömmliche Prüfmethoden nicht der Praxis entsprachen. Zusammen mit Joachim Franek stellte er fest, dass der Wärmefluss von der Laserbrennstelle zur Seite bisher nicht genug berücksichtigt wurde. Die meisten Tests wurden mit kleinen Lasern durchgeführt und das Ergebnis wurde anschließend linear auf Industrielaser hochgerechnet. „Für Laser größerer Leistung war das aber nicht praxistauglich, die verhielten sich anders. Sie sind fleckgrößenabhängig“, berichtetet er.

Heberer machte sich außerdem stark dafür, die Gefahren der Reflexionen der Laser hervorzuheben. Er zeigte Bilder von verbrannten Gewebeproben und wies so auf die Gefahren hin, die von der Streuung des Laserstrahls ausgehen. In der Laserkabine von FFT in Fulda zeigt er heute noch eine Metallplatte mit Einbrennspuren. Auch heute können noch Löcher durch unvorhergesehene Hotspots entstehen. Doch mittlerweile ist man besser auf diese Gefahren vorbereitet.

Heberer, der auch schon vor seiner Arbeit im Laserschutzbereich in Normungsgremien für Schallschutz tätig war, setzte sich intensiv für die Reform der Lasernorm ein. In den 1990er Jahren, als er mit der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) zusammenarbeitete, wurde die Reform des Prüfungsprozesses für die Laserkabinen zu seinem großen Anliegen. Im Jahr 2000 wurde sein Vorschlag in Mailand schließlich angenommen.

Die Normungsarbeit ist ein langwieriger Prozess, wie Heberer anhand einer Liste von Änderungsvorschlägen erklärt. Für ihn war diese Arbeit eine Leidenschaft, da sie ihm half, wichtige technische Herausforderungen zu lösen und die Sicherheit der Laserkabinen weltweit zu verbessern. Er ermutigt auch heute noch dazu, sich aktiv an Normungsprozessen zu beteiligen. Denn durch die Mitarbeit kann man nicht nur den neuesten Stand der Technik mitgestalten, sondern auch sicherstellen, dass die eigenen Produkte international als Standard anerkannt werden.

Heberer kritisiert jedoch, dass einige große Unternehmen in Deutschland sich weniger in Normungsgremien engagieren, da sie befürchten, der Konkurrenz Einblicke in ihre Innovationen zu geben. Doch er ist überzeugt, dass es langfristig ein Vorteil ist, mitzuarbeiten.

Durch die privat organisierte Normung hat Deutschland während des Wirtschaftswunders eine führende Rolle als Normgeber eingenommen. Für Unternehmen, die auf den europäischen und globalen Markt ausgerichtet sind, bleibt dies von großer Bedeutung. Das deutsche „Bottom-up“-Modell gewährleistet zudem, dass Normen entwickelt werden, für die tatsächlich ein Bedarf besteht.

Erwin Heberer betrachtet das chinesische Engagement in den internationalen Normungsorganisationen nicht grundsätzlich negativ. Wenn bedeutende Unternehmen in der Normung mitwirken, wird die globale Interoperabilität gestärkt, wovon alle profitieren. Aus diesem Grund lautet sein abschließender Appell: „Arbeitet in der Normung mit!“

Quelle: Frankfurter Allgemeine Zeitung, S. 16, Nr. 65 (18. März 2025)