Leseprobe laden - Digital Engineering Magazin

Transcrição

1/12 Dezember/Januar
Eine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG
D: Euro 14,40 CH: SFr 24,50 A: Euro 14,90
ISSN 1618-002X
Innovative Lösungen für Konstrukteure, Entwickler und Ingenieure
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PROMOTION
N ic h t l in e a r e S tr u k t u roptimi e r u n g
Realistische Simulationen mit SIMULIA
Rapid Prototyping
S. 20
3D-Drucker effektiv und
gewinnbringend einsetzen
Werkzeug- und Formenbau
S. 54
Industrielle Fertigungsprozesse trotz Losgröße 1
Cloud Computing
S. 60
Visualisierung + Berechnung
ohne Hardware-Grenzen
Die Welt wird einfacher.
CAD-Datenmanagement:
Es lebe die Freiheit!
Nieder mit dem Systemzwang!
Reibungslose Entwicklungsprozesse leben von Produktdaten, die ungehindert fließen können:
zwischen Werkzeugen, Systemen, Mitarbeitern und Partnern. Geschlossene Datensilos und
geheime Datenformate rauben den Unternehmen dagegen die Möglichkeit, ihre Prozesse
optimal zu gestalten. Initiativen wie der ProSTEP iViP „Codex of PLM Openness“ unterstreichen,
wie wichtig offene Systeme für innovative Unternehmen heute sind. Offene Systeme sichern
Handlungsfreiheit! Erfahren Sie mehr unter www.contact.de/open
Editorial
CAM/CAD Kompetenz
im Werkzeug- und
Formenbau
Liebe Leser,
die EuroMold, traditionell die letzte große Fachmesse im
Jahr, steht unmittelbar vor der Tür und damit neigt sich 2011
auch schon dem Ende zu. Trotz Staatsschulden- und Euro-Krise war dieser Jahrgang eigentlich ein guter. Viele Unternehmen haben nach wie vor Auftragsbücher, die sich sehen lassen können, und auch der Auftragseingang hält sich wacker.
So vermeldete Anfang November der Verband VDMA für
September 2011 eine Steigerung beim Auftragseingang im
deutschen Maschinen- und Anlagenbau von plus einem Prozent gegenüber dem schon guten Ergebnis vom Vorjahr. Ein
deutlicher Rückgang – wie von einigen Wirtschaftsexperten
erwartet – im durch Schulden- und Euro-Krisen belasteten
Ordermonat September blieb damit aus. Die Branche wächst
erfreulicherweise weiter. Im von kurzfristigen Schwankungen weniger beeinflussten Dreimonatsvergleich Juli bis September 2011 ergibt sich insgesamt sogar ein Plus von acht
Prozent im Verhältnis zum Vorjahr, bei den Inlandsaufträgen
ein Plus von 13 Prozent und bei den Auslandsaufträgen ein
Plus von fünf Prozent. Sie sehen, die Wirtschaft läuft weiterhin rund und gibt sich überraschend stabil gegenüber den
Störimpulsen seitens der Finanzmärkte.
Die Chancen für einen erfolgreichen Jahresausklang stehen
gut, denn mit den Fachmessen SPS/IPC/DRIVES und EuroMold
finden zum Jahresende zwei bedeutende Veranstaltungen für
die gerade in Deutschland so wichtigen Industriebranchen
Automatisierung, Antriebstechnik und den Werkzeug- und
Formenbau statt. Hier werden die Weichen für das neue Jahr
gestellt und die Produkte und Lösungen geordert, die bis
weit in das neue Jahr produziert und ausgeliefert werden.
Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau kann jedenfalls
auch für 2012 optimistisch sein und sollte sich nicht zu sehr
von so manch trüber Konjunkturaussicht die Laune verderben lassen, sondern weiterhin seine hohe Innovationskraft
ausspielen.
Passend zur EuroMold haben wir auch unser Fokus-Thema
ausgewählt. Bei „Rapid Prototyping“ steht insbesondere der
vielseitige Einsatz von 3D-Druckern im Mittelpunkt. Auf zehn
Seiten finden Sie alles Wissenswerte rund um Geräte, Kosten
und Materialien. Anwendungsbeispiele zeigen, wie sich heutzutage Prototypen schnell und relativ kostengünstig herstellen lassen. Mehr Informationen finden Sie ab Seite 20.
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4
Inhalt
Fokus Rapid Prototyping: 3D-Drucken als effektives Werkzeug im Wettbewerb um Marktanteile
und Kunden. Firmen erschließen sich mit den
neuen, schnellen und farbigen Rapid-Prototyping-Maschinen wirtschaftlichen Mehrwert.
Anwendungsbeispiele wie der Schuhhersteller
Clarks machen dies deutlich. (Seite 20).
Aktuell
Technologie-Lösungen
Aktuelle Wirtschaftsmeldungen
Menschen und Märkte
30
Kundenkonferenz von Siemens PLM
Software präsentierte neue DigitaleFabrik-Anwendungen in Tecnomatix 10. 43
32
Premium-Produkte besser erklären
mit 3DVIA Composer: Einführung des
neuen Winterreifens von Dunlop.
46
Fluid-Förderung mit Mikrozahnringpumpen: elektronisch kommutierte
DC-Kleinstantriebe von FAULHABER.
34
Praxisbericht Werner Weitner:
fertigungsgerechtes CAD-System
und integrierte FEA-Simulationen.
48
Bürsten für industrielle Anwendungen: Neues Testcenter von Kullen.
36
50
20
CIREX setzt zum Richten und
Kalibrieren von Gussteilen auf VierSäulen-Pressensysteme von
TOX PRESSOTECHNIK.
CR-8000 von Zuken:
Neue Lösung für das MultiboardDesign auf Systemebene.
37
22
Deutsche Edelstahlwerke produzieren
Spezialstähle für die Herstellung von
Hochdruckrohren. 38
6
Fachmesse EuroMold erwartet 1.500
Aussteller und 60.000 Fachbesucher.
10
Aktuelle Technikmeldungen
Trends und Technologien 12
Veranstaltungskalender
18
Im Fokus
Rapid Prototyping
3D-Drucken ist ein effektives
Werkzeug im Wettbewerb um
Marktanteile und Kunden.
Kürzere Entwicklungszyklen, mehr
Innovation durch 3D-Drucken bei
Schuhhersteller Clarks.
Vorteile eines Inhouse-3D-Druckers
im Vergleich zur Nutzung von
Druckdienstleistern.
3D-Drucker unterstützt Span
Architects bei der Konzept- und
Angebotspräsentation.
Entwicklung des elektrischen
Zweirads Gocycle mit Hilfe von
Schnellspritzguss-Prototypenteilen.
1/2012
24
Maschinensicherheit: durchgängige
Lösungskonzepte von Pilz in der
Sicherheitstechnik.
CAD & Design
KUKA.CNC kombiniert die Vorteile
eines Industrieroboters mit denen
einer CNC-Steuerung.
Simulation & Visualisierung
26
Integrative Werkstoffmodellierung
von Kunststoffen: Materialien effizienter
und durchgängig simulieren.
40
28
Europäische COMSOL-Konferenz
informierte über neue Entwicklungen
in der multiphysikalischen Simulation. 42
Management
Neue Lösung der DAXware-Produktfamilie von Huengsberg für EngineeringDatenkommunikation bei Meiller.
52
Reibungslose Migration
einer Projektmanagement-Lösung
bei Garner CAD Technic.
54
3D-CAD Daten
dreidimensional drucken
3D-Drucker
Von durchgängigen Lösungskonzepten in der Sicherheitstechnik bis hin zu Spezialstählen
für die Herstellung von Hochdruckrohren in der Chemie-Industrie – finden Sie innovative
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Der Einsatz von Cloud
Computing im Maschinenbau schafft mehr
Flexibilität und Freiheit
für Ingenieure. Private
und Public Clouds bieten
Rechenleistungen als unbegrenzten Service aus
der Streckdose für Simulation und Visualisierung.
(Seite 60).
Branche
Tebis für mehr Fertigungskapazität:
Industrielle Fertigungsprozesse
trotz Losgröße 1.
56
Aktuelle VISI-Version bei Maschinen& Formenbau Leinetal MFL:
Hohe Zeitersparnis bei Konstruktionsänderungen.
58
EDITORIAL
3
TITELBILD-HINWEIS
6
IMPRESSUM
65
VORSCHAU
66
DIGITAL ENGINEERING-Marktplatz
17
Viewer
Performance native-3D CAD-Viewer
Viewer für Präsentation und CAD-Animation
� Universalviewer 2D + 3D
� freie 3D CAD-Viewer
� Autoren-Werkzeuge
� Publishing
�
�
Professionelle
2D Drucklösungen
für CAD/GIS und Grafik
Titelthemen
Special
Redaktionell erwähnte Firmen
in dieser Ausgabe
Cloud Computing und Engineering
RealityServer von NVIDIA: Visualisierungsservice aus der Steckdose.
60
„STAR-CCM+ Power-on-Demand:
Flexibler Service für Strömungssimulation in der Cloud von CD-adapco.
62
Autodesk Cloud bietet Software as a
Service für mehr Mobilität, neue Viewing- und Kommunikationsfunktionen.
64
AKON S. 30, ANSYS S. 16, Autodesk S. 12, 64, B&R
S. 15, CADFEM S. 16, 40, CD-adapco S. 62, Cenit
S. 14, CIREX S. 37, COMSOL Multiphysics S. 42,
Clarks S. 22, Dassault Systèmes S. 12, DEMAT S. 10,
Deutsche Edelstahlwerke S. 38, Deutsche Messe
S. 6, Dunlop S. 46, e-Xstream S. 40, Faulhaber S.
34, Frimo Sontra S. 56, GCT S. 54, Horn Systemhaus S. 22, HP S. 26, Hüngsberg S. 53, Invenio
S. 8, Karbon Kinetics S. 28, Kisters S. 20, KUKA
S. 32, Kullen S. 36, Mastercam S. 12, Mecadat S.
58, Meiller S. 53, Messe München S. 8, MFL S. 58,
Missler Software S. 14, MSC Software S. 16, NVIDIA S. 60, Objet S. 24, Pilz S. 30, Procad S. 6, Proto
Labs S. 28, Schwindt S. 14, 46, Siemens S. 9, 43,
48, SimuForm S. 9, SolidWorks, S. 14, Spaceclaim
S. 12, Span Architects S. 26, , The Project Group S.
54, Tebis S. 56, TOX PRESSOTECHNIK S. 37, Werner
Weitner S. 48, ZUKEN S. 50.
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6
Aktuell
Macher und Märkte Im Einsatz
Titelbild: SIMULIA von
Dassault Systèmes
Der internationale Motorenhersteller Perkins verwendet zur Optimierung des Designs seiner industriellen Motorenkomponenten solidThinking Inspired von Altair
Engineering. Perkins hat 2011 in die dreidimensionale Konzeptdesignsoftware solidThinking Inspired investiert, um damit
seine Entwürfe in kürzester Zeit visualisieren, untersuchen und beurteilen zu können. Die Möglichkeit, die Pro-EngineerGeometrie direkt zu nutzen, war zusammen
mit der einfachen Handhabung der Software der Schlüsselfaktor für die Entscheidung von solidThinking Inspired.
bofrost, europäischer Anbieter im Direktvertrieb von Eis- und Tiefkühlspezialitäten,
hat sich für IBM Cognos als Business-Intelligence-Lösung entschieden. Im Rahmen eines Proof of Concept konnten IBM Deutschland und der Business-Partner CENIT AG
die Entscheider auf Seiten von bofrost von
den Möglichkeiten und der Leistungsfähigkeit der IBM-Cognos-Business-IntelligencePlattform überzeugen. Im nächsten Schritt
ist es geplant, die BI-Plattform im Rahmen
eines Implementierungsprojekts in die bestehende IT-Infrastruktur zu integrieren und
sukzessive die Anforderungen aus den Bereichen Vertrieb und Controlling an das Berichtswesen sowie die detaillierte Analyse
umzusetzen. CENIT unterstützt mit den Lösungen im Bereich Business Optimization &
Analytics (BOA) Firmen in der Unternehmenssteuerung sowie dem Management
von Chancen und Risiken, Geschäftsprozessen, Projekten und Daten. Das Angebot umfasst Business-Intelligence- und Performance-Management-Lösungen auf Basis
führender Technologie-Anbieter wie IBM
Cognos bis hin zu hochwertiger Management-Beratung.
COMAC, die chinesische staatseigene
Commercial Aircraft Corporation of China,
verfolgt das Ziel, zu einem der weltweit führenden Hersteller von Passagierflugzeugen
zu werden. Eine wesentliche Etappe auf
dem Weg dorthin stellt die Optimierung
der abteilungs- und standortübergreifenden Zusammenarbeit in der Entwicklung
und in der Produktion sowie die Optimierung des Automatisierungsprozesses dar.
Nach einem intensiven Benchmark unter
den gängigen PLM-Anbietern hat sich COMAC für PTC als Partner entschieden. Windchill, die PTC-Plattform für das Produktlebenszyklus-Management (PLM), wird nun
unternehmensweit für die Entwicklung der
großen Passagierflugzeuge eingeführt. Damit knüpft COMAC an die erfolgreiche Zusammenarbeit mit PTC im Bereich der kleineren Passagierjets ARJ21 CPC und C919
an.
1/2012
SIMULIA ist die Marke
für realistische Simulation von Dassault
Systèmes, dem PLMWeltmarktführer für
Lösungen zur virtuellen Produktentwicklung und für virtuelle
Produkterlebnisse.
SIMULIA bietet Werkzeuge, die Simulation als integralen Bestandteil der Produktentwicklung ermöglichen. Hierzu gehören Abaqus Unified FEA für
anspruchsvolle lineare und nichtlineare Berechnungen, alleinstehend oder in CATIA integriert, Simulation Lifecycle Management (SLM) für das Verwalten
von Simulationsdaten und -prozessen sowie Isight
zur Automatisierung des Berechnungsprozesses und darauf aufbauend zur Untersuchung von
Designvarianten bis hin zur Parameteroptimierung.
Als neueste Erweiterung ist in Abaqus Topologieoptimierung integriert, die es unter Berücksichtigung nichtlinearer Randbedingungen wie etwa
Kontakt oder Plastizität ermöglicht, bereits in einer
frühen Entwurfsphase optimierte Designvarianten
zu ermitteln.
Dassault Systemes Deutschland GmbH
Büro Aachen
Elisabethstr. 16
52062 Aachen
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Mail: [email protected]
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PROCAD
Auszeichnung mit dem Microsoft Award für innovative
v. l: Stephan
Cloud-Software
Harms (MiIm Rahmen der diesjährigen MicrosoftPartnerkonferenz wurde Procad mit
dem begehrten Microsoft Cloud Service Partner Excellence Award ausgezeichnet. Das Gewinner-Produkt heißt
PROOM und nutzt Microsofts CloudLösung Windows Azure, damit Unternehmen XXL-Dateien schnell und einfach austauschen können. „Der Anstoß für PROOM kam
von unseren Kunden aus dem Maschinen- und
Anlagenbau, die mit ihren Entwicklungspartnern
häufig riesige CAD-Modelle austauschen oder
Hunderte von Zeichnungen für Montagegruppen irgendwo auf der Welt bereitstellen“, erklärt
PROCAD-Geschäftsführer Volker Wawer. E-Mail-,
DVD- und FTP-Server sind für den schnellen und
sicheren Datenaustausch in Unternehmen nicht
geeignet. Auch herkömmlichen FilesharingPlattformen fehlen wichtige Kontrollmöglichkeiten, beispielsweise Zugriffsberechtigungen oder
Informationen zur Dateiverwendung.
crosoft), Till
Pleyer, Stefan
Kühner (PROCAD), Bernd
Stopper (Microsoft).
Bild: Frank Ossenbrink
Die preisgekrönte Lösung von Procad schafft
hier Abhilfe und unterstützt Unternehmen
darin, extrem große Dateien auszutauschen
und in virtuellen Projekträumen gemeinsam
an diesen Dateien zu arbeiten. Bernd Stopper,
Mitglied der Geschäftsleitung von Microsoft
Deutschland, betonte bei der Übergabe der
Auszeichnung die große Bedeutung der Microsoft-Partner und ihrer innovativen Lösungen für die deutsche Industrie.
Procad setzt seit 15 Jahren auf neueste Microsoft-Technologien und steht Jahr für Jahr
als Gold-Partner auf der höchsten Stufe des
Microsoft-Partnermodells.
H a n n over M esse
Digital Factory mit neuem Standort in Halle 7
Die Digital Factory, Internationale Leitmesse für integrierte Prozesse und IT-Lösungen,
erhält von 2012 an auf der HANNOVER MESSE eine neue Heimat. Ihr künftiger Standort
in Halle 7 befindet sich in direkter Nachbarschaft zu den Prozessautomationsthemen
der Industrial Automation. Nördlich der Digital Factory kommen die Themen rund um
industrielle Zulieferlösungen und Leichtbau
mit der Industrial Supply hinzu. Auf der Di-
gital Factory zeigte sich in diesem Jahr deutlich, dass der Einsatz von IT mittlerweile weit
über die üblichen Standardsoftwarethemen
hinausgeht. Die Industrie-IT bestimmt heute
die Produkte an sich und zunehmend auch
die Produktions- und Entwicklungsprozesse
sowie die dazugehörigen Dienstleistungen.
Die neue Positionierung in Halle 7 bildet die
Basis für das Zentrum der IKT-Lösungen innerhalb der HANNOVER MESSE.
29. November bis 02. Dezember 2011
in Frankfurt / Main
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© 2011 Hewlett-Packard Development Company, L.P.
Aktuell
Macher und Märkte i n ve n io gr ü n det
i n ve n io V irtual
T ech n ologies G mb H
Markt für digitale
Absicherung wächst
In den letzten 25 Jahren hat
sich invenio als anerkannter Partner für EngineeringDienstleistungen auf dem
Markt etabliert. Heute deckt
das Unternehmen alle Phasen im Produktentwicklungsprozess ab: von der ersten
Idee bis zur Serienfertigung.
invenio setzt seit langem auf
die digitale Produktabsicherung, um den Kunden bestmögliche Ergebnisse liefern
zu können. Mit der Gründung
der invenio Virtual Technologies GmbH am 1. Oktober
2011 unterstreicht das Unternehmen die Relevanz dieses
Bereichs. Als Geschäftsführer
der Gesellschaft agieren Dipl.Ing. Kai F. Wißler und Dipl.-Ing.
Hermann Gaigl. Gemeinsam
mit den anderen invenio-Gesellschaften ist die invenio Virtual Technologies GmbH unter dem Dach der invenio AG
zusammengefasst. Damit will
das Unternehmen seinen Anspruch als Premiumanbieter
festigen.
productro n ica 2 0 1 1 set z t M a S S st ä be i n der B atterieproduktio n
Präsentation des Produktionsumfelds
von Hochleistungsbatterien
Die productronica, Weltleitmesse für innovative Elektronikfertigung, präsentiert in enger
Zusammenarbeit mit dem Fachverband Productronic im VDMA, der RWTH Aachen, dem
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie und führenden Unternehmen eine eigene Sonderschau „Batteriefertigung und
Leistungselektronik“. Erstmals wird damit
im Rahmen einer Messeveranstaltung das
komplette Produktionsumfeld von Batterien
gezeigt – von der Beschichtung des Elektrodenmaterials bis hin zum fertigen Modul. Auf
200 Quadratmetern Fläche stellen Digatron
Industrie-Elektronik, ERSA, F&K Delvotec, IBG
Automation, KUKA Roboter, KMS Automation, M+W Group, Manz, o.m.t, Reis Robotics,
Siemens, ULT und Viscom ihre innovativen
Lösungen innerhalb der Prozesskette aus.
Die Sonderschau findet in der Halle B2 der
productronica statt.
Ab Herbst 2012 erweitert die Messe München ihr Portfolio im Geschäftsbereich „Neue
Technologien“: Mit der neuen, zukunftsstarken Messeveranstaltung Energy Storage wird
die gesamte Wertschöpfungskette innovativer Batterie- und Energiespeichertechnik
abgebildet. Die Energy Storage findet jährlich parallel zu den Weltleitmessen electronica oder productronica auf dem Gelände der
Neuen Messe München statt. Begleitend zu
der Fachmesse wird ein mehrtägiger Kongress durchgeführt. Die neue Energy Storage
2012 öffnet erstmals vom 13. bis 16. November 2012 ihre Pforten.
Bild: Messe München
8
N euer web - auftritt
Übersichtliche Gestaltung
Auf der Startseite finden Sie die Top-News sowie
die Themen-Rubriken, in denen die Meldungen
und Beiträge – zur besseren Übersichtlichkeit – einsortiert werden. Dies sind CAD/CAM/Design, PDM
& PLM, Simulation, Visualisierung & VR, Digitale
Fabrik, Rapid Prototyping, Hardware, Dienstleistungen, Antriebstechnik, Automatisierung, Elektrotechnik, Fluidtechnik, Konstruktionselemente,
Verbindungstechnik und Werkstoffe.
Neuer HTML-Newsletter
In unserem neuen, wöchentlichen HTML-Newsletter präsentiert Ihnen die Redaktion des DIGITAL ENGINEERING Magazins die interessantesten News aus den Bereichen CAD, CAM, PLM,
Hardware, Veranstaltungen, Forschung, Konstruktionskomponenten und Werkstoffe. Unter der
Rubrik „Newsletter“ können Sie den Newsletter schnell und unkompliziert abonnieren.
1/2012
Aktuell
Macher und Märkte S ieme n s
S imu F orm
Deutscher Maschinenbau
im Konstruktions-Chaos
Bis zu 20 Prozent werden deutsche Konstruktionsserver von
Bauteil-Dubletten
ausgelastet,
schätzt ein Drittel der deutschen
Experten in der Metallbearbeitung. Das ergab eine Studie des
Dortmunder Softwarespezialisten
SimuForm im Rahmen der EMO
Hannover 2011, der Werkzeugmaschinenindustrie-Leitmesse.
Weitere 27 Prozent der knapp 150
befragten Fachkräfte schätzen die
Dublettenzahl auf bis zu 30 Prozent in Ihrem Unternehmen. Trotz
vernetzter Arbeitswelt, auch in
Unternehmen scheitert der Vorsprung an der Kollaboration – nur
in wenigen Unternehmen gibt es
eine Knowledge Base über die
Entwicklungen der vergangenen Jahre. Tatsächlich nutzen 78
Prozent der befragten Unternehmen kein Werkzeug zum geometrischen Abgleich von neu zu
entwickelnden Teilen mit bereits
konstruierten Bauteilen. Lediglich
sechs Prozent verfügen über eine
solche Lösung. SimuForm bietet
im Rahmen einer GeoSearch-Suite die technische Lösung zur Indizierung und Vernetzung aller
CAD-relevanten Daten und Informationen aus einer heterogenen IT-Landschaft eines Kunden.
Somit sind alle relevanten Daten
auf Fileservern, in Datenbanken,
im ERP- und PDM-System nahezu
in Echtzeit aus einer homogenen
Software zugreifbar. Mit einer so
gestrafften Konstruktionsvorstufe
wird Wissen verfügbar gemacht,
zudem lernt das System mit.
36 Prozent der Befragten sind
daher der Meinung, neben Systemen zur globalen Verwaltung
von Unternehmensprozessen –
die Warenwirtschaft steht hier als
Beispiel für eine effiziente Integration – sei auch eine Wissensbasis
im technischen Sinn nötig. Nur bei
18 Prozent der Unternehmen sind
die CAD-Daten in einer beliebigen Form durchsuchbar. Effizienz
gewinnen die Prozesse nicht nur
durch die Beschleunigung in der
Umsetzung. Intelligente Verknüpfungen mit Bestandsdaten, auch
aus der Kostenrechnung und der
Angebotsabteilung, helfen bei
Systemen wie der GeoSearch-Suite rund um die Ähnlichkeitssuche
SimuForm Similia auch bei der Angebots- oder Kalkulationserstellung. Mehr als ein Drittel der Unternehmen verfügen laut eigener
Aussagen über keinerlei Schnittstelle zwischen Warenwirtschaft
oder Kalkulation und den CADDaten. Gerade bei international
agierenden Unternehmen ist eine
konsistente, zentrale Datenablage
kaum möglich. Hier kann die GeoSearch-Suite hohen Mehrwert generieren.
Verstärkung bei Industriesoftware durch CFK-Simulation
Durch die Übernahme von Vistagy mit Sitz in Walt
ham, Massachusetts, USA, erweitert Siemens sein
Industriesoftware-Portfolio mit einer speziellen
Software für das Design und die Fertigung moderner Verbundwerkstoffe (CFK). Eine entsprechende Vereinbarung wurde Anfang November unterzeichnet. Mit dieser Akquisition kann Industry
Automation, eine Division des Siemens-Sektors
Industry, seine Position Industriesoftware-Sektor
weiter ausbauen.
Die Übernahme soll noch in diesem Kalenderjahr
erfolgen. Anbieter und Verarbeiter von Verbundwerkstoffen wie etwa Karbonfaser-Teilen stehen vor
der Aufgabe, die Kosten zu senken und die Zeit bis
zur Markteinführung ihrer Produkte weiter zu verkürzen, um die Wettbewerbsvorteile von Verbundwerkstoffen, die bereits großflächig für Komponenten in
der Luftfahrt oder in Windkraftanlagen eingesetzt
werden, gegenüber anderen Materialien zu nutzen.
Genau dieses Ziel verfolgt Siemens durch die Integration der industriespezifischen EngineeringSoftware in sein Industrie-Portfolio für Product Lifecycle Management (PLM). Siemens gehört bereits
heute zu den Technologieführern bei der Automatisierung von Produktionslinien für KarbonfaserKomponenten. Durch die Akquisition von Vistagy
wird Siemens zum weltweit einzigen Unternehmen,
das den gesamten Wertschöpfungsprozess für Karbonfaser-Teile von der Produktdefinition über die
Entwicklung bis hin zur Fertigung durchgängig mit
seinen Softwaretools unterstützen kann.
Vistagy hat seinen Sitz in Waltham, Massachusetts, USA. Weltweit setzen rund 300 Kunden die
Software-Lösungen des Unternehmens ein. Die
Anwendungsfelder erstrecken sich von der Entwicklung, dem Design und der Fertigung komplexer Verbundwerkstoff-Komponenten und großen
Flugzeug-Bauteilen bis hin zum Design und der Fertigung von Sitz-Systemen und Ausstattungs-Komponenten. Siemens plant, den Software-Anbieter
in die Business Unit Siemens PLM Software zu integrieren, die zur Siemens-Division Industry Automation gehört. Die Siemens-Business-Unit stellt die
weitere Betreuung aller Vistagy-Kunden sicher.
Während der letzten Jahre hat die Siemens-Division Industry Automation bereits mit dem USamerikanischen Unternehmen UGS (2007), Innotec
in Deutschland (2008), Elan Software Systems in
Frankreich (2009) und Active SA in Brasilien (2011),
jeweils in ihren Bereichen führende Industriesoftware-Anbieter übernommen. Weitere Informationen im Internet unter:
www.siemens.com/automation
1/2012
9
10
Aktuell
EuroMold 2011, 29. November bis 2. Dezember
W eltmesse f ü r W erkzeug - und F ormenbau , D esign und P roduktentwicklung
Auf geht’s zur EuroMold
Die 18. EuroMold, Weltmesse für Werkzeug- und Formenbau, Design und Produktentwicklung, findet vom
29. November bis 2. Dezember 2011 statt. Bis zu 1.500 Aussteller aus 45 Ländern und 60.000 Fachbesucher
werden erwartet. Auch die Ausstellungsfläche verzeichnet einen Zuwachs um 4,1 Prozent – zahlreiche Aussteller haben ihre Stände vergrößert. Mit dem Gastland Korea und innovativen Sonderschauen zeigt die EuroMold zahlreiche Highlights und baut damit ihre Position als internationale Leitmesse der Produktentwicklung weiter aus.
A
uf rund 75.000 Quadratmetern Ausstellungsfläche zeigt die EuroMold
in den Messehallen 8, 9, 11 und der
Galleria neueste Entwicklungen in sämtlichen Bereichen der Produktentwicklung. Highlights der EuroMold 2011 sind
neben dem Gastland Korea die Sonderschauen „Innovationen durch Werkzeugund Formenbau“ und „E-Production für jedermann“ sowie Konferenzen, Foren und
Workshops.
Gastland Korea
Das Gastland Korea spielt inzwischen als
asiatische Industrienation eine wichtige
Rolle. Auf der EuroMold 2011 werden sich
neben koreanischen Unternehmen auch
staatliche koreanische Forschungseinrichtungen und relevante Fachverbände wie
KODMIC präsentieren. Ein wichtiger Meilenstein in der Beziehung zwischen Korea
und Europa ist das Freihandelsabkommen, das am 1. Juli 2011 vorläufig in Kraft
tritt. Die Beziehungen zur Europäischen
Union, die bereits jetzt schon nach China
der zweitwichtigste Handelspartner Südkoreas ist, werden dadurch sicherlich noch
weiter verstärkt. Für einen Großteil der Exportgüter aus der EU nach Südkorea entfällt durch das Freihandelsabkommen der
Zoll. Davon sollten vor allem der deutsche
Maschinen- und Anlagenbau und weitere
Industriebereiche profitieren.
Highlights und Sonderthemen
Die EuroMold 2011 greift neueste Entwicklungen in der Branche auf und trägt
diesen mit innovativen Sonderschauen und Workshops Rechnung. Das Sonderthema „E-Production für jedermann“
findet bereits zum dritten Mal auf der EuroMold statt und hat sich seit seiner Premiere zu einem Besuchermagnet in der
Halle 11 entwickelt. Auf der EuroMold
2011 gibt diese Sonderschau einen detaillierten Einblick in Trends und künftige Einsatzmöglichkeiten der additiven
Verfahren. Neu auf der EuroMold 2011
ist die Sonderschau „Innovationen durch
Werkzeug- und Formenbau“ in der Halle 8.0.
Mit dem Slogan„Deutscher Formenbau
– Wir schaffen Werte“ werden auf etwa
400 Quadratmetern besondere Exponate präsentiert und der Werkzeug- und
Formenbau als Schlüsseltechnologie
mit besonderer Bedeutung für Deutschland als Industriestandort dargestellt. Ergänzt wird die Sonderschau durch einen
Bildungsbereich, in dem die verschiedenen Ausbildungsmöglichkeiten im
Werkzeug- und Formenbau aufgezeigt
werden. Ebenfalls neu auf der EuroMold
2011 ist die Sonderschau „EngineeringDienstleister“.
Halle 11 als „House of Creation“
Die architektonisch eindrucksvolle Halle 11 bildet als „House of Creation“ ein
weiteres Highlight der EuroMold 2011.
Die Themenbereiche „design + engineering“, „Werkstoffe“, „Simulation + VR“ sowie „Rapid Prototyping und Manufacturing“ sind hier vereint.
1/2012
Internationale Konferenzen,
Foren und Workshops
Bereits zum 13. Mal findet auf der EuroMold die internationale „Wohlers Conference“ statt – 2011 unter dem Motto
„Design Innovation from Additive Manufacturing“ (Donnerstag, 1.12.2011). Neu
sind drei Konferenzen, die in Kooperation mit dem Haus der Technik in Essen
angeboten werden: Die zweitägige Konferenz Spritzgießwerkzeuge (29.11 bis
30.11.2011), die Konferenz „Entwickeln
mit Kunststoffen (30.11.2011) sowie die
Konferenz „Vorkalkulation von Spritzgießwerkzeugen“ (01.12.2011). Erstmals präsentiert die EuroMold zudem
die Konferenz „Strategien und Trends
im Werkzeug- und Formenbau“, die am
30.11.2011 in Kooperation mit dem Süddeutschen Kunststoffzentrum Würzburg
veranstaltet wird.
Darüber hinaus bietet die EuroMold
2011 traditionell das Forum „design +
engineering“ in Halle 11.0 mit den Sessions zu den Themenbereichen „Design
+ Engineering“, „Simulation und VR“ „Rapid Prototyping“ und „Industriedesign“.
Im Rahmen das Gastlandes Korea finden
das zweitägige Forum Korea in Halle 9.0
statt. Die Teilnahme an diesen Foren ist
für EuroMold-Besucher kostenfrei. Die
EuroMold unterstützt zudem den internationalen
Konstruktionswettbewerb
Formula Student bereits zum vierten Mal
mit einem Konstruktions-Workshop am
2.12.2011.
Das erfolgreiche Messekonzept überträgt der EuroMold-Veranstalter DEMAT
GmbH verstärkt in attraktive ausländische
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Märkte.
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12
Aktuell
EuroMold Austeller M astercam – H alle 8 , S ta n d F 1 1 3
Mastercam-X6-Version
Mastercam X6 wird allen interessierten Anwendern und
Kunden auf der diesjährigen
EuroMold in Frankfurt präsentiert. Inhaltlich liegt der
Fokus vor allem auf der Präsentation der neuen Bearbeitungsstrategien der kommen-
den
Software-Generation.
Die deutsche Version wird
unter anderem die neue Zusatzapplikation Mastercam
Blade Expert enthalten, ein
Produkt, das zahlreiche Bearbeitungsstrategien im Bereich Mehrachsen beinhaltet und unter anderem auf
die Bearbeitung von Impellern abzielt. Als zusätzliches
Highlight stellt die Intercam
SA, der europäische Distributor des Mastercam Zusatzprodukts Robotmaster, gemeinsam mit dem deutschen
Vertriebspartner, der unicam
Software GmbH, einen KUKA-Fräsroboter mit der neuen KUKA-CNC Steuerung (KR
C4) vor.
A utodesk – H alle 1 1 , S ta n d E 2 4
Entwicklungsprozess für Kunststoffprodukte abgedeckt
Autodesk präsentiert sein
Portfolio für das Digital Prototyping, die neuen Autodesk-Cloud-Dienste sowie
die Produkte für den Werkzeug- und Formenbau. Gezeigt werden die verschiedenen Autodesk Suites,
Autodesk Inventor, Inventor
Tooling, die Industrie-Design-Lösung Autodesk Alias, Autodesk Showcase zur
Visualisierung sowie Autodesk Moldflow für die Simulation von Spritzgussprozessen. Besucher können
live vor Ort die Herstellung
von Kunststoffteilen erleben: Eine Vertikalmaschine
der Firma Babyplast produziert Büroklammern direkt auf dem Messestand.
Durch die Autodesk-Lösungen wird der gesamte Entwicklungsprozess für Kunst-
1/2012
stoffprodukte abgedeckt:
Angefangen vom Design
der äußeren Form über die
Konstruktion des oft recht
komplexen
Innenlebens
der Kunststoffteile und die
Simulation des KunststoffSpritzgießens bis zur Detail-Konstruktion des Werkzeugs. Vor allem durch die
Simulation von Spritzgussvorgängen können enorme
Zeit- und Kosteneinsparungen erzielt werden. Autodesk wird auf der Messe
zusammen mit den Fachhändlern AURON GmbH,
e4e engineers for engineers
GmbH, Mensch und Maschine Integra GmbH, Mensch
und Maschine Systemhaus
GmbH, MF Software Sales +
Service Group, MOTIVA DVSupport GmbH und MTC
GmbH vertreten sein.
S pace C laim – H alle 1 1 , S ta n d E 6 7
Neue Version SpaceClaim
Engineer 2011+
SpaceClaim zeigt seine aktuelle Version 2011+ des
3D-Direktmodellierers sowie spezielle Funktionen für
Fertigung, Formenbau und
Rapid Prototyping auf der
Fachmesse.
Neben SpaceClaim werden die fünf deutschen Vertriebspartner in Halle 11 am
Stand E67 vertreten sein und
ihr Leistungsprofil präsentieren: Sie zeigen SpaceClaim
als ideales 3D-Tool für die
Geometrieaufbereitung und
den Fremddatenimport. Mit
dem Release 2011+ wird die
Einsatzstärke in der Industrie
weiter ausgebaut, um eine
Lösung zu bieten, die für
kleine Engineering-Dienstleister und Fertigungswerk-
stätten genauso geeignet
ist. Das System ermöglicht
es Ingenieuren, 3D-Geometrie rasch zu entwerfen, zu
bearbeiten oder für Folgeprozesse zu verändern – und
dies ohne ein kompliziertes,
teures CAD-System erlernen
und bedienen zu müssen.
Die neuen Erweiterungen in
Version 2011+, dem achten
Release des Direktmodellierers, umfassen die Konzeptmodellierung, Werkzeuge
zur Modell-Vorbereitung für
die Simulation und für Rapid
Prototyping sowie robuste
Funktionen für die Fertigung
wie etwa NC-Modellvorbereitung, Vorrichtungsbau,
Werkzeugbau und Blechbearbeitung.
D assault S y st è mes – H alle 1 1 , S ta n d C 1 1 0
Außergewöhnliches Produktdesign für
außergewöhnliches Kochgeschirr
Dassault Systèmes, zeigt auf
der diesjährigen EuroMold,
wie Fissler seine gesamte Prozesskette mit Hilfe von PLMLösungen organisiert. Ziel des
Herstellers von Kochgeschirr
ist es, durch innovative Technologien die Entwicklungszeiten
neuer Produktserien – angefangen bei der ersten Produkt
idee über die Vorentwicklung
bis zur marktreifen Produktion
– weiter zu verkürzen.
Auf dem Stand von Dassault Systèmes wird anhand
eines Showcase anschaulich
dargestellt, wie Fissler mit
Softwarelösungen von Dassault Systèmes die gesamte
Prozesskette der Produktentstehung abdeckt. Im Zentrum
stehen dabei vor allem die
Werkzeugkonstruktion und
die Fertigung. Die Besucher
können sich vor Ort aber nicht
nur von der technologischen
und qualitätsbezogenen Vorreiterrolle des Unternehmens
überzeugen, sondern auch
vom hohen Nutzwert der Produkte selbst. Ein Show-Koch
aus Südkorea, diesjähriges
Partnerland der Messe, wird
live am Stand asiatische Spezialitäten in Schnellkochtöpfen von Fissler zubereiten.
Für die Entwicklung und Konstruktion seiner Produktsortimente und den dazu notwendigen Werkzeugen und
Vorrichtungen verwendet das
Unternehmen mit Sitz und
Produktion in Idar-Oberstein
das CAD-/CAM-System CATIA
und die PDM-Lösung ENOVIA
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Aktuell
EuroMold Austeller C E N I T – H alle 8 , S ta n d D 4 6
M issler S oft w are – H alle 8 , S ta n d H 5 6
Fertigungslösungen
zur Prozessautomatisierung
Neue Funktionen
Im diesjährigen EuromoldAuftritt stehen bei CENIT
Automation,
Simulation
und Robotik sowie innovative V6-Technologien im Fokus. Die Vorteile von CATIA
im Werkzeug- und Formenbau zur Realisierung durchgängiger Entwicklungs- und
Fertigungsprozesse sind ein
Schwerpunkt in Frankfurt. Die
Product-Lifecycle-Management-(PLM-)Experten zeigen
Lösungen, die ein klares Ziel
verfolgen: nachhaltige Prozessautomatisierung. Als Value Added Reseller für das
gesamte Dassault-PLM-Portfolio – CATIA V5/V6, DELMIA,
DYMOLA, SIMULIA, ENOVIA,
3DVia Composer – präsentiert
sich CENIT mit seiner Branchenexpertise gerade für den
Werkzeug- und Formenbau.
Dabei spielt die neuartige V6Technologie-Plattform eine
zentrale Rolle. Hierbei werden
alle Aspekte einer durchgängigen Prozesskette beleuchtet. An einem Beispiel aus der
Missler Software stellt exklusiv auf der Euromold die Neuheiten der führenden Software-Produktlinie TopSolid
aus. Als CAD/CAM-Komplettlösung ist die Software für
den Formenbauer das ideale
Mittel, um ein Werkzeug von
der ursprünglichen Planung
bis zur Änderung von kon
struierten Teilen problemlos
zu erstellen. Zu den wichtigsten Punkten der neuen
2011-Version gehören
Eine verbesserte Ergonomie: Neue Toolbar, kontextabhängige
Menüoptionen auf bestimmten
Werkzeugkomponenten
und mehrfaches Vergeben von Bauteileigenschaften geben einen schnellen
Überblick über das Projekt
und erhöhen erheblich die
Produktivität.
Neue Analyse-Hilfsmittel:
Mit TopSolid’Mold können
Formenbauer die Formteildicke und die Bauteilfläche
für die drei Hauptrichtun-
Praxis wird verdeutlicht, wie
Daten und Prozesse – unter
Weiterverwendung von CATIA V5 – mit ENOVIA V6 verwaltet und Teilaufgaben wie
etwa Werkzeugaufbau oder
NC-Programmierung mit V6
bearbeitet werden können.
Auffälliger Blickfang des
Messestandes in Halle 8 ist eine
Roboterzelle mit einem Composite-Bauteil aus dem Motorsport. Diese Live-Präsentation
gibt einen Einblick in das große Potenzial des CENIT-eigenen Softwarebaukastens FASTSUITE. Die speziellen Lösungen
der FASTSUITE-Produktfamilie
unterstützen im Bereich Werkzeug- und Formenbau intuitiv
wie effektiv bei der Simulation
und Automatisierung komplexer Maschinen- und Roboterparks. Dabei ist es zweitrangig, ob es sich um eine Blech-,
Kunststoff- oder CompositeVerarbeitung handelt. FASTSUITE ergänzt dabei die bestehenden Standardlösungen
CATIA und DELMIA.
S C H W I N D T – H alle 1 1 . 0 , S ta n d B 1 0 9
S olidWorks – H alle 1 1 , S ta n d E 0 6
Viele Neuerungen in SolidWorks 2012
Die Dassault Systèmes SolidWorks
Corp. präsentiert mehr als 200 Neuerungen der 3D-Konstruktionslösung
SolidWorks 2012. Geschäftsabläufe lassen sich so produktiver und profitabler
gestalten. Zahlreiche Verbesserungen
in den Bereichen Baugruppen- und
Zeichenfunktionen, integrierte Simulation, Kalkulation, Leitungsführung,
Erstellung von Bildern und Animationen sowie Produktdatenverwaltung
sind die Basis für größere Innovationsfähigkeit sowie Produktivität.
Die Vorteile für Konstrukteure auf einen Blick:
• Automatisierung der am häufigsten
verwendeten Konstruktionsfunktionen
1/2012
gen des Werkzeugs direkt
berechnen und darstellen.
Verbesserungen
von
Normkomponenten
und
Formeinsätzen: Neue Funktionen für geschlossene
Trennflächen und neue Methoden für die Befestigungen zusammen mit einer
verbesserten Anbindung an
und Datenübernahme aus
TopSolid’Design sind wichtige Optimierungen für den
Formenbauer.
Cadmould, dem führenden Simulationssystem für
Spritzguss ist TopSolid’Mold
auch näher gekommen mit
einer Analyse der Teile, Kontrolle der Konstruktion und
der Bauteiländerungen der
Konstruktionen für eine verbesserte Produktivität.
• Erhöhte Leistung und Qualität für einen optimierten Workflow
• Grundlegende Änderung der Produktentwicklungsprozesse für schnellere Konstruktionen
• Erweiterte Funktionalitäten für die
Zusammenarbeit und Teamkonnektivität für mehr Kreativität und Effizienz
Auf dem Design + Engineering-Vortragsforum in Halle 11.0, Stand F 68,
wird Ralf-Dieter Otto, Territory Technical Manager Central Europe bei SolidWorks, am Mittwoch, dem 30. November 2011 um 15.00 Uhr zu dem Thema
„Parallelisierung der Konstruktion und
Produktkommunikation mit SolidWorks
und 3DVIA Composer“ referieren.
Innovativ im
Bereich Fertigung
Als einer der führenden Dassault Systèmes
Value Added Reseller (VAR) für PLM-Lösungen zeigt SCHWINDT CAD/CAM-Technologie GmbH auch in diesem Jahr wieder auf der EuroMold in Frank-furt/Main
zukunftsorientierte Innovationen im Fertigungsbereich. Besucher können über
wichtige Neuerungen und Themen in der
Werkzeug- und Betriebsmittelkonstruktion, sowie in der NC-Programmierung mit
CATIA, DELMIA, ENOVIA und 3DVIA informieren. Wir präsentieren: ENOVIA V6 mit
CATIA V5 und NX ENOVIA V6 ermöglicht im
Multi-CAD-Umfeld die Vereinheitlichung
und Beschleunigung der Entwicklungsprozesse. NC-Programmierung mit CATIA/
DELMIA V6.
Trends und Technologien
B&R
X20 System fit für maritimen Einsatz
Nach umfassender Prüfung durch das
unabhängige Zertifizierungsinstitut Germanischer Lloyd (GL) wurde das B&R X20
System mit dem begehrten Qualitätssiegel für maritime Anwendungen ausgezeichnet. Alle getesteten X20-Module
wie CPUs, I/Os und Bus Controller überzeugten durch hohe Funktionalität und
Betriebssicherheit und konnten so den
Qualitätskriterien im maritimen Bereich
Rechnung tragen. So sind die Komponenten für die Umweltkategorien D und
EMC1 klassifiziert, was den Einsatz unter
Deck (inklusive Brücke und Maschinenraum) mitberücksichtigt. Als international anerkannte Prüfinstanz ist GL unter
anderem zuständig für die Etablierung
technischer Standards im Schiffs- sowie
Offshore-Bereich usw.
Neben dem internationalen Ansehen
GL-geprüfter Komponenten und einer damit verbundenen raschen Schiffsabnahme bietet das Qualitätssiegel umfassende
Information zu Sicherheit und Qualität industrieller Produkte. Als wesentliches Entscheidungskriterium im maritimen Bereich
findet das GL-Siegel aber auch Aufmerk-
SpaceMouse Pro
™
3Dconnexion 6 DoF
Technology
4 Funktionstasten
Das X20 System von B&R wurde kürzlich für
den Einsatz im maritimen Umfeld GL-zertifziert.
Bild: B&R
samkeit bei Maschinenbauern in nichtmaritimen Segmenten. So wird das Prüfsiegel heute bereits von Anwendern aus
unterschiedlichsten Branchen als wichtiges Auswahlkriterium herangezogen.
Das X20 System ist sowohl komplette
Steuerungslösung als auch dezentrales
I/O-System. Die innovative Dreiteilung in
Busmodul, Elektronikmodul und Klemmenblock erlaubt unterschiedliche Bestückungsvarianten auf einer Basisplattform. Mit den ultrakompakten 8-Kanal-,
12-Kanal und 16-Kanal-Modulen profitieren Anwender von Einsparpotenzialen
im Schaltschrank bis zu 50 Prozent.
NEU
Ergonomisch optimiertes
Design
B aumer
Bild: Baumer
Platzsparender und flexibler Kapazitivsensor
Für die sichere Detektion von Objekten
bei engen Platzverhältnissen bringt Baumer den neuen Kapazitivsensor CFDK
25 auf den Markt. Der Sensor zeichnet
sich durch ein sehr flaches Gehäuse und
besonders vielseitige Montagemöglichkeiten aus. Die flache Bauform mit nur 6
Millimetern Bauhöhe ermöglicht einen
einfachen Einbau, beispielsweise unter
einem flachen Förderband. Dort kann
der Sensor bündig eingelassen werden
und benötigt so weit weniger Platz als
optische oder Ultraschall-Sensoren. Um
die Integration des Kapazitivsensors
in Maschinen
und Anlagen
zu erleichtern,
bietet Baumer
passend zum
Sensor einen
innovativen
Montagerahmen an. Über diesen kann
der Sensor nicht nur mit Schrauben,
sondern auch mit Kabelbindern, Klettband oder Kleber befestigt werden.
Aus dem Montagerahmen lässt sich
der Sensor einfach und ohne Werkzeug
entfernen und wieder einsetzen (Snapout/Snap-in).
Diverse fix eingestellte Schaltabstände von 2 bis 25 Millimetern machen
ein Potentiometer überflüssig und den
CFDK 25 zur Plug-and-Play-Lösung. Um
auch in anspruchsvollen Umgebungen eine hohe Produktlebensdauer zu
gewährleisten, besteht das Gehäuse
des Kapazitivsensors aus dem robusten Kunststoff Polyamid 12. Der Sensor ist für platzkritische Anwendungen
in Montage- und Handlingsautomaten
oder in Druck- und Verpackungsmaschinen geeignet.
SpaceMouse Pro verbindet modernes Design
mit intelligenter Funktionalität
Mit der SpaceMouse Pro erweitern wir unser Produktportfolio um ein
weiteres intuitives und intelligentes 3D-Navigationsgerät. Die neue 3DMaus richtet sich an alle professionellen Anwender, die mehrere Stunden
täglich mit ihrer 3D-Software arbeiten und dabei ein ergonomisches
Werkzeug benötigen, mit der sie die Präzision ihrer virtuellen Prototypen
verbessern und den Konstruktionsprozess beschleunigen können.
Die neue SpaceMouse Pro überzeugt durch ihre ergonomische Form und
15 große, programmierbare Funktionstasten, die sich individuell belegen
lassen. Sie beschleunigen die Auswahl von Befehlen, reduzieren das
Umgreifen zwischen Standardmaus und Tastatur und ermöglichen dem
Anwender, sich auf seine Konstruktion zu konzentrieren.
Über das On-Screen Display auf dem Rechnerbildschirm können
Anwender zudem schnell erkennen, welche Befehle den vier intelligenten
Funktionstasten zugewiesen wurden.
Erfahren Sie mehr über die SpaceMouse Pro
™
www.3dconnexion.de/digital
16
Aktuell
Trends und Technologien M S C S oft w are mit n euer V ersio n M arc 2 0 1 1
Nichtlineare Strukturberechnungen und Multiphysics-Analysen
MSC Software hat die neue Version des
Finite-Elemente-(FE)-Programms
Marc
präsentiert. Mit dieser benutzerfreundlicheren und schnelleren Version können
jetzt auch Ingenieure mit weniger Berechnungserfahrung nichtlineare Analysen
sofort produktiv einsetzen. Gleichzeitig
hält die Version 2011 für bereits erfahrene Marc-Anwender zahlreiche neue Funktionalitäten bereit, beispielsweise für die
Berechnung von Rissfortschritt, Bruchmechanik oder Composites.
Eine gänzlich neu gestaltete Benutzeroberfläche mit intuitiver Menüanordnung
sowie erheblich erweiterte CAD-Schnittstellen und Vernetzungsfunktionen geben
dem Anwender ab sofort die Möglichkeit,
sich schnell in das Programm Marc einzuarbeiten und Simulationsmodelle zeitund kosteneffizienter aufzubauen.
Neue Geometrie- und
Vernetzungsfunktionen in
Marc Mentat.
Bild: MSC Software
Mit der neuen Marc-Version lassen sich
sowohl lineare als auch nichtlineare Kontaktprobleme auf einfache Weise modellieren und analysieren. Für letztere steht
erstmals auch der Segment-to-SegmentKontaktalgorithmus zur Verfügung, der
bislang nur für Analysen kleiner Verformungen anwendbar war. Mit seiner Hilfe lassen sich gegenüber der klassischen
Node-to-Segment-Methode wesentliche
Verbesserungen bei der Stetigkeit von
Spannungsverläufen erzielen.
Auch für Multiphysics-Analysen, beispielsweise zum Berechnen von Wärmeausbreitung oder Elektrostatik, hält das
2011-Release neue Funktionalitäten bereit.
Im Bereich Bruchmechanik und Rissfortschrittssanalyse bietet das Release eine
Erweiterung der „Virtual Crack Closure
Technique“ (VCCT) und die Neuimplementierung der Lorenzi-Methode an. Die bisherige Berechnung von Rissfortschritt beruhte auf automatisierter Neuvernetzung,
Aufhebung innerer Zwangsbedingungen
oder Netzauftrennungstechniken entlang
bestehender Elementkanten. Marc 2011
bietet nun eine zusätzliche Technologie
an, mit der ein direkter Schnitt durch die
vom Riss zu durchlaufenden finiten Elemente vorgenommen wird.
Für Composite-Berechnungen bietet die
Version 2011 mit der „Strain Invariant
Failure Technique“ (SIFT) ein neues Versagenskriterium an. Im Bereich der Ergebnisauswertung konnte mit der Einführung zweier neuer Post-Codes die
Möglichkeit eröffnet werden, die insbesondere bei Composites mit großer Lagenanzahl anfallenden Ergebnismengen
deutlich zu reduzieren: Zur Durchführung
harmonischer und transienter Elektromagnetik-Analysen stehen ab jetzt Tetraederund Dreieckselemente zur Verfügung.
Dadurch wird die Vernetzung komplexer
Geometrie durch vergleichsweise einfache Vernetzungsalgorithmen möglich.
Anwendung finden diese Elemente beispielsweise in der Simulation von induktionsbedingten Erwärmungsprozessen.
Marc verfügt über eine hochentwickelte
Solver-Technologie für das parallele Job
Processing auf zwei und mehr Prozessoren und stellt hiermit die Basis für deutlich
verkürzte Rechenzeiten. Die in der Version
2011 neu implementierte Out-of-CoreFähigkeit des Pardiso-Solvers zeigt eine
der In-Core-Lösung vergleichbare Performance und ermöglicht somit Parallelrechnungen von noch größeren Modellen
ohne Mehrkosten für den Anwender.
CADFEM und ANSYS
Über 1.000 Teilnehmer beim Simulations-Anwendertreffen
Auf der „ANSYS Conference“ und dem
„29. CADFEM Users´ Meeting“ konnten
die Veranstalter, die CADFEM GmbH
und ANSYS Germany, in diesem Jahr
über 1.000 Teilnehmer aus Industrie
und Forschung begrüßen. Während der
Anwenderkonferenz, die vom 19. bis
21. Oktober 2011 im Stuttgarter Congresscenter stattfand, präsentierten viele Firmenvertreter von marktführenden
Unternehmen, wie sie Simulationslösungen als ihr Erfolgsrezept verwenden
und sich nach und nach ein wachsendes
Nutzenpotenzial erschließen.
In mehr als 200 Vorträgen sowie 26
halbtägigen Kompaktseminaren wurden die aktuellen Möglichkeiten und
künftige Entwicklungstrends der Simulationstechnologien dargestellt. Neben
den bisherigen Hauptanwendungen der
1/2012
numerischen Simulation – nämlich der
Strukturmechanik, der Strömungsmechanik, der Elektromechanik und Hochfrequenztechnik – rücken Multiphysik
und Systemsimulation immer mehr ins
Zentrum des Anwenderinteresses. Schon
während des Eröffnungsplenums betonte James E. Cashman, CEO von ANSYS,
dass die Strategie seines Unternehmens
gemäß der Devise „Engineering the System“ ausgerichtet ist, um damit die Nutzung von virtuellen Prototypen noch effizienter zu realisieren.
Die folgenden Fachvorträge und Industrie-Sessions beschäftigten sich
unter anderem mit den Anwendungsbereichen der Elektromobilität und
Batterieentwicklung, des Werkzeugmaschinenbaus, der Windkraft und der
Elektronik, aber auch der Biomecha-
nik und Medizin sowie des Bauwesens.
Im Ausstellungsbereich der Konferenz
konnte man mit annähernder Lichtgeschwindigkeit virtuell durch Tübingen
fliegen – relativistische Raumzeit wurde so simuliert und visualisiert. Eine
reale Probefahrt ließ sich dagegen mit
den Elektro-Sportwagen Tesla Roadster unternehmen. Außerdem stand ein
Opel Ampera zur Begutachtung bereit.
Weitere Fahrzeuge präsentierten vier
Studententeams, die sich am Wettbewerb Formula Student beteiligt hatten.
All diese Fahrzeuge wurden mit Hilfe der ANSYS-Software entwickelt und
optimiert. Insgesamt beteiligten sich
über 30 ausstellende Firmen, darunter
die Hauptsponsoren HP, Intel, Fujitsu,
EnginSoft und NVIDIA.
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künstlerische Reliefbearbeitung, 2D- und 3D-Design, Flächen- und Solidmodeling und somit alles für den Werkzeug-, Formen- und Maschinenbau
sowie für die Holz-, Stein- und Kunststoffbearbeitung. Der Vertrieb erfolgt
über ein Netz qualifizierter Partner, die ihren Kunden von kompetenter
Beratung über Hilfestellung bei Installation und Inbetriebnahme des CAD/
CAM-Systems hinaus mit umfangreichen Schulungsangeboten zur Seite
stehen. Mit aktuell über 157.000 Installationen ist Mastercam das weltweit
meisteingesetzte System auf dem Markt PC-basierter CAM-Software.
Camtek GmbH
CAD/CAM-Systeme
Werkstraße 24
71384 Weinstadt
Tel.: 071 51 / 97 92-02
Internet: www.Camtek.de
CAD/CAM-System OPTICAM
Drahterodiersystem integriert in SolidWorks
CAD/CAM-System PEPS Version 7.0
PEPS Bearbeitungsmodule:
2,5 D Fräsen, 3 D Fräsen, 5 Achsen simultan Fräsen,
Drahterodieren, 2-50 Achsen Drehen,
6 Achsen 3D simultan Laser- und Wasserstrahlschneiden, DNC-Systeme,
Direktschnittstellen zu allen gängigen CAD-Systemen und eine Auftragsund Programmverwaltung inklusive Anbindung an SAP-und ERP-Systeme.
DeltaCAD
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F-60280 Venette
Tel.: +33 (0)3 44 90 78 40
Internet: www.gpure.net
DeltaCAD ist ein Anbieter für CAD, PLM, CAE und Workflow Strategien im
Ingenieursbereich.
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Eisenbahn- und Automobil-Industrie händeln. Dank der AutomatisierungsMaschine reduziert es die DMU-Adaptierungskosten wesentlich und sichert
die Reproduzierbarkeit.
Durch die zahlreichen anwendbaren CAD- und Visualisierungs-Import/
Export-Formate und durch die Integrations-Features kann GPure in vielen
PLM/CAD-Systemen genutzt werden.
TAROX Systems & Services GmbH
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Ergebnisse liefern?
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sondern sind je nach Konfiguration in der Lage ein hohes Maß an 3DEffekten, Echtzeit-Animationen, 3D-Modellierungen oder architektonischen
Darstellungen zu generieren. Dem Anwender wird mit dem „Arbeitswerkzeug“ – TAROX Workstation – ermöglicht, diese Ergebnisse in einer möglichst
ruhigen Umgebung und schnell zu erzielen.
Der Grafik kommt hier eine besondere Rolle zu; daher setzt TAROX ausschließlich zertifizierte ATI FirePro oder NVIDIA® Quadro® Grafikkarten und
zugehörige Treiber ein. Diese sind für fast alle professionellen Anwendungen
verfügbar und garantieren eine durchgängig hohe Performance, womit eine
klare Abgrenzung zu herkömmlichen PC-Systemen geschaffen wird.
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Tel.: +49 (5108) 9159-0
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steigert damit die Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig. Gleichzeitig wird die
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Infos und Anmeldung unter
http://www.transcat-plm.com/de/training/kursdatenbank.html
kostenfreie Webseminare
zu wichtigen Themen rund
um CATIA, ENOVIA, SIMULIA,
3DVIA Composer
CADFEM GmbH
ANSYS Competence Center FEM
Marktplatz 2
85567 Grafing b. München
Tel.: +49 (0)8092-7005-0
Fax: +49 (0)8092-7005-77
Internet: www.cadfem.de
Technische Informationstage
ANSYS Strukturmechanik
• 30.11. in Leipzig
• 01.03. in Zürich
on Ingenieur zu Ingenieur und anhand von Beispielen aus
V
der Praxis vermitteln die Veranstaltungen einen technischen
Überblick über die Simulationsmöglichkeiten des Programms
ANSYS in verschiedenen strukturmechanischen Anwendungsbereichen.
Die Teilnahme ist kostenfrei.
www.cadfem.de/strukturmechanik
Weitere Termine
und Themen:
www.cadfem.de/infotage
COMSOL
Multiphysics GmbH
Berliner Straße 4
37073 Göttingen
Tel.: +49-(0)551-99721-0
Fax: +49-(0)551-99721-29
Internet: w
ww.comsol.de
COMSOL Multiphysics Workshops und Trainingskurse
Unsere Software ist ein Werkzeug für virtuelle Produktentwicklung basierend auf der Finite-Elemente-Methode. In unseren
Veranstaltungen erlernen Sie verschiedene Modellierungstechniken und erstellen selbständig Simulationsmodelle. Wir zeigen
Ihnen, wie Sie COMSOL Multiphysics effektiv und produktiv für
Ihr eigenes Aufgabengebiet einsetzen können. Im Mittelpunkt
stehen die vielfältigen Möglichkeiten, physikalische Phänomene
miteinander zu koppeln.
Einführung in die
Multiphysik-Simulation:
www.comsol.de/events
CFturbo® Software &
Engineering GmbH
Unterer Kreuzweg 1
01097 Dresden
Tel.: 0351 / 40 79 04 - 79
Fax: 0351 / 40 79 04 - 80
Internet: w
ww.cfturbo.de
Die CFturbo® Software & Engineering GmbH ist ein Dienstleistungs- und Softwareunternehmen mit Hauptsitz in Dresden
und einem Büro in München. Tätigkeitsschwerpunkte sind CAEBerechnungs- und Entwicklungsdienstleistungen auf dem Gebiet
der Turbomaschinen. Dazu gehören Auslegung, Entwurf, Simulation - insbesondere CFD und FEM, Optimierung, Prototypenbau und Konstruktion von Turboladern, Turbinen, Verdichtern,
Ventilatoren, Gebläsen und Pumpen. Die Firma entwickelt und
vermarktet das Turbomaschinen-Entwurfsprogramm CFturbo®
und führt kundenspezifische Softwareentwicklungen durch.
CFturbo®-Schulungen
14.12.2011, Dresden
18.01.2012, Dresden
08.02.2012, Dresden
14.03.2012, Dresden
18.04.2012, Dresden
09.05.2012, Dresden
CENIT Akademie
Industriestraße 52-54
70565 Stuttgart
Tel.: +49 711 7825-3393
Fax: +49 711 782544-4393
www.cenit.de/akademie
Die CENIT Akademie unterstütz Anwender, Führungskräfte und
Administratoren im Produkt Lifecycle Management (PLM).
Das Angebot umfasst Kurse in den Bereichen CATIA, PDM,
NC, DELMIA, FEM sowie Systemadministration. Aber auch
Branchenkurse für Automobil und Luftfahrt gehören zum
Portfolio.
www.cenit.de/
akademie
GOM - Gesellschaft für
Optische Messtechnik mbH
Mittelweg 7-8
38106 Braunschweig
Tel.: +49 531 39029 0
Fax: +49 531 39029 15
Internet: www.gom.com
GOM Inspect Einführungsseminare
Netzbearbeitung und Inspektion von 3D-Punktwolken
MSC.Software GmbH
Am Moosfeld 13
81829 München
Tel.: 089 / 431 987 0
Fax: 089 / 436 17 16
E-Mail:
[email protected]
Internet:
www.mscsoftware.com
Fatigue Training
CAE Based Fatigue, Durability and Damage Tolerance
29. November - 1. Dezember
2011 in München
Betriebsfestigkeit und Lebensdauer sind Produkteigenschaften
mit zentraler Bedeutung. Mit MSC Fatigue können Ingenieure
alle relevanten kritischen Stellen ermitteln und die Lebensdauer
von Produkten bei jeder beliebigen Kombination von zeit- oder
frequenzabhängigen Belastungsbedingungen schnell und genau
vorhersagen.
Information und
Anmeldung:
http://pages.mscsoftware.
com/AM_FatigueTraining
2011_Home.html
Hier die nächsten CATIA Kurse:
CATIA V5 Basiskurs
CATIA V5 NC Prismatic & Surface Machining
Wir sind Mitausteller auf der EUROMOLD 2011
vom 29.11. - 02.12.2011 in Frankfurt
statisch/dynamisch – linear/nichtlinear – implizit/explizit
oder auf Anfrage unter
Freecall: 0800-CATIAV6
Infos und Anmeldung unter
www.transcat-plm.com/
vera
Trainingskurse:
www.comsol.de/training
http://www.cfturbo.de/
training.html
www.cenit.de/
webseminare
Kostenlose Web-Seminare zu aktuellen PLM-Themen und
Produkten. Beispielsweise zu Dymola, 3D VIA Composer uvm.
Die kostenlose GOM Inspect Software eröffnet den freien
Zugang zur 3D Datenbearbeitung für alle. Anwender aus den
Bereichen RP, CAD/CAM, CAE und CAQ erlernen in diesem
Seminar den Umgang mit GOM Inspect. Die eintägigen GOM
Inspect Einführungsseminare bieten praktische Übungen zu
Datenimport, Netzbearbeitung, 3D-Inspektion, 2D-Inspektion,
GD&T, Prüfberichte, Daten-Export, etc.
GOM Inspect
Einführungsseminare
Netzbearbeitung & Inspektion in Braunschweig
Mo. 12.12.2011
www.gom.com/de/
3d-software.html
Termine
Software Factory GmbH
Parkring 4
85748 Garching bei München
Tel.: 089 / 323 501-10
Fax: 089 / 323 501-53
Internet: www.sf.com
Workshops, Seminare und Consulting zu folgenden Themen:
Entwicklerworkshop Pro/
TOOLKIT, JLink Entwicklerworkshop und Workshop
Windchill Customization
auf Anfrage
Inhouse Workshops auf
Anfrage
Infos auf www.sf.com oder
per Email an [email protected]
• Software-Entwicklung mit Pro/TOOLKIT und J-Link für
Creo Parametric (Pro/ENGINEER)
• Anpassungen von Windchill
• Migration von Pro/INTRALINK 3.x Datenbanken
• Wanddickenprüfung in Creo Parametric (Pro/ENGINEER) mit
WALLCHECK für Creo
Software Factory – die TOOLKIT | EXPERTEN
für Creo und Windchill
Hannover Messe,
23.-27. April 2012
KISSsoft AG
Uetzikon 4
8634 Hombrechtikon
Switzerland
Tel.: +41 55 254 20 50
Fax: +41 55 254 20 51
Internet: www.KISSsoft.AG
Die KISSsoft AG stellt Maschinenbau-Berechnungsprogramme
für die Nachrechnung, Optimierung und Auslegung von
Maschinenelementen (Zahnräder, Wellen, Lager, Schrauben,
Federn, Passfedern, Presssitze und andere) her.
KISSsoft bietet auf der Grundlage von internationalen
Berechnungsstandards (ISO, DIN, AGMA, FKM, VDI etc.)
weitgehende Optimierungsmöglichkeiten. Die Anwendung
erstreckt sich vom einfachen Maschinenelement bis zur automatischen Auslegung von kompletten Getrieben. Schnittstellen zu allen wichtigen CADs runden dieses Angebot ab.
13.-14.12.
Zahnrad & Welle
Einsteigerschulungen
DSC Software AG
Am Sandfeld 17
76149 Karlsruhe
Tel.: 07 21/ 97 74-1 00
Fax: 07 21/ 97 74-1 01
Internet: www.dscsag.com
DSC Lösungen erweitern den Leistungsumfang von SAP in den
Bereichen Product Lifecycle Management und DokumentenManagement um:
• eine intuitive und effiziente Bedienoberfläche
mit intelligenter Prozessunterstützung
• die Integration von Produktentwicklung und
Fertigungsplanung
• zahlreiche praxisnahe Zusatzlösungen,
Integrationen für CAx, Office und vieles mehr
Aktuelle Veranstaltungen
finden Sie auf
www.dscsag.de
Megatech Software GmbH
Standorte:
• Hamburg
• Berlin
• Düsseldorf
www.megacad.de
Die Megatech Software GmbH entwickelt seit 25 Jahren CADKonstruktionsprogramme und ist damit einer der ältesten und
erfahrensten Anbieter dieser Art auf dem deutschen Markt.
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Visualisierungs- und Optimierungssoftware kommt bei der Konzeption variantenreicher und komplexer Produkte zum Einsatz
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1/2012
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PLZ
19
Aktuell
20
Im Fokus
Rapid Prototyping Überblick ü ber den vielseitigen E insatz von 3 D - D ruckern
„3D-Drucker“– in aller Munde
V on J ochen D auber
Das Thema 3D-Druck und der Einsatz dieser Technologie ist heutzutage schon sehr vielseitig. Jedoch taucht
auf der anderen Seite immer noch sehr häufig die Frage auf, welche wirtschaftlichen Mehrwerte sich denn
nun wirklich für Firmen, die diese neuen, schnellen und farbigen Rapid-Prototyping-Technologien einsetzen,
erschließen. Über Stellenwert und den Einsatz von 3D-Druckern in diversen Anwendungsbeispielen informiert dieser Bericht.
3
D Drucken ist „in“, und die Berichte
über das Thema 3D-Drucken häufen
sich, aber meist geht es darum, was
alles in der Zukunft möglich sein könnte.
Warum nicht einen 3D-Drucker auf den
Mond stellen und eine neue Raumstation ausdrucken oder die defekte Kaffeemaschine einfach durch den Ausdruck
einer neuen ersetzen? Gerade wegen
dieser fantastischen Visionen wird häufig
übersehen, dass bereits heute branchenübergreifend 3D-Drucker in Unternehmen gewinnbringend eingesetzt werden. So bauen innovative und führende
Unternehmen auf diese neuen generativen Techniken und fertigen (drucken)
3D-Prototypen, um sie in allen Unternehmensprozessen von der Idee bis zum fertigen Produkt zu nutzen, um Fehler zu
vermeiden und Kosten zu senken.
3D-Drucken ist keine Vision, sondern
ein effektives Werkzeug im Mitbewerb, in
den immer schneller agierenden Märkten
von heute. Man erkennt Parallelen zwischen der Evolution der 3D-Drucker, die
haptische Modelle aus 3D-Daten erstellen
und den Bürodokumentendruckern. Die
Techniken werden schneller, die Materialfolgekosten sinken, der vollfarbige Druck
ist verfügbar und die Ausgabequalität
wird perfektioniert.
1/2012
Außerdem sind die Geräte einfacher
zu bedienen und immer bürofreundlicher. Die bereits dritte Generation der
3D-Drucker befähigt heute viele Firmen,
sich von Unternehmensrestriktionen wie
mangelnder Zeit und mangelndem Budget zu befreien. So konnten diese Firmen
Dank der eingesetzten 3D-Drucker ihre
Kommunikation mit Kollegen und externen Partnern verbessern, Kosten reduzieren, Prozesse straffen und zugleich ihre
Wettbewerbsfähigkeit deutlich steigern.
Ingenieure skizzieren einfach ihre Ideen im CAD-System, drucken diese mit einem Klick aus, und zeigen diese im Unternehmen herum. So einfach ist es jetzt,
Endscheider zu inspirieren und den besten Entwurf zu identifizieren.
Anwendungsbeispiele für
den Einsatz von 3D-Druckern
Noch nie war es für Ingenieure und Designer leichter, Innovationen transparent
und verständlich durchzusetzen. Und
dies über die Bereiche der Konzeption,
Detailplanung, Test und Fertigung hinaus bis in die Unternehmensbereiche
Vertrieb und Marketing. Fanden sich ursprünglich Rapid-Prototyping-Technologien überwiegend in den fertigenden
Unternehmen, haben die schnellen 3D-
Drucker inzwischen auch führende Unternehmen aus den Bereichen Design,
Architektur, GIS, Medizin usw. erobert.
Mehr als nur eine Vision sind 3D-Drucker
als Innovationsmotor im täglichen Einsatz.
Die Cisco Consumer Business Group (CBG)
in Dänemark nutzt schnelle, vollfarbige 3DDrucker bei der Herstellung ihrer eleganten Unterhaltungselektronikprodukte. Die
Fähigkeit von CBG, einen Prototyp nach
dem anderen herzustellen, ermöglicht es
dem Unternehmen, die ehrwürdige skandinavische Designtradition zu bewahren
– funktional, minimal und erschwinglich –
und diese mit der rasanten Geschwindigkeit der heutigen Verbraucherelektronikwelt in Einklang zu bringen.
Der Schuhhersteller Timberland verwendet 3D-Drucker, um farbige SohlenPrototypen zu erstellen. So kann der
Schuhhersteller den Komfort, die Performance und die Marktfähigkeit neuer Designs besser beurteilen. Prototypen, deren Herstellung Timberland früher 1.200
Euro gekostet hat, können jetzt mit einem
schnellen 3D-Drucker für nur 35 Euro erstellt werden. Dabei wurde die Herstellungszeit für einen Prototyp von einer
Woche auf 90 Minuten gesenkt. Diese
Kombination aus Geschwindigkeit und
geringen Kosten ermöglicht eine enge-
Rapid Prototyping re Zusammenarbeit zwischen Technikern
und Marketingexperten. Der Hersteller
von Elektrowerkzeugen und Zubehörteilen, Maschinenteilen und Heimwerkerprodukten sowie technologiebasierten
Montagesystemen Black & Decker beschleunigt die Entwicklung ästhetischer
und ergonomischer Produkte mit Konzeptmodellen aus dem 3D-Drucker. Die
Fertigungszeit für Modelle konnte so um
bis zu 75 Prozent verkürzt werden. Das
führte zu kürzeren Designzyklen, ästhetischeren und ergonomischeren Produkten und zu schnelleren Markteinführung.
Bei der Denby Pottery Company konnten die Designer mit 3D-Druckern die
Prototypenerstellung von vier Wochen
auf zwei Stunden reduzieren. Auf diese
Weise lassen sich neue Produktreihen
doppelt so schnell wie früher auf den
Markt bringen. Dank genauerer Modelle können Designer ihre Designs besser
intern kommunizieren und Kunden und
Lieferanten leichter überzeugen.
Weitere Einsatzmöglichkeiten finden
sich in der Architektur zum Fertigen ästhetischer und exakter Gebäudemodelle
in nur Bruchteilen der Zeit, die eine Modellerstellung im handwerklichen Musterbau bisher benötigt hat oder in einem
Animationsstudio zur Entwicklung animierter Filmcharaktere. Im Museum of
Modern Art werden die mit 3D-Druckern
erstellten Figuren gezeigt. Ein weiteres
Beispiel ist die Fertigung von haptischen
3D-Karten „on Demand“. Die Geschwindigkeit, erschwingliche Materialien und
die Vollfarb-Druckfähigkeit neuer 3DDrucker machen es möglich, Satellitenbilder in physische 3D-Landschaften zu
verwandeln. Auch Krankenhäuser nutzen 3D-Drucker, um hochkomplizierte
Operationen zu vereinfachen. Die Chir-
urgen können vor der Operation an den
gedruckten 3D-Modellen trainieren.
All diese Beispiele zeigen: 3D-Drucker
sind mehr als nur einen Vision. Vielmehr
versetzen 3D-Drucker Designer und Ingenieure in die Lage. ihre Ideen und Visionen zu kommunizieren und können damit die Basis für den Unternehmenserfolg
legen. Die Stärken der 3D-Drucker, etwa
hohe Geschwindigkeit, Farbfähigkeit,
niedrige Kosten und Bürofreundlichkeit,
sind die maßgeblichen Argumente für
einen 3D-Drucker im eigenen Unternehmen. Immer mehr Unternehmen setzen
auf eigene Rapid-Prototyping-Lösungen
„inhouse“, um so schnell und unabhängig Funktion und Design von Entwürfen
und Konstruktionen zu kommunizieren
und zu prüfen. Das führt zu greifbaren
Renditen.
Materialfolgekosten und
Produktivität
Bei der Auswahl der geeigneten Technologie darf jedoch nicht nur der Anlagenpreis im Vordergrund stehen, vielmehr ist
die Betrachtung der Materialfolgekosten
und der Produktivität einer 3D-Drucktechnik bei der Systementscheidung unabdingbar. Tintenstrahl-3D-Drucker zum
Beispiel drucken ein typisches Handmodell in weniger als zwei Stunden und das
bei Materialkosten von nur rund 0,2 Euro
pro Kubikzentimeter Bauteilvolumen.
Damit können diese Firmen mehr Modelle als bisher bereits im frühen Designprozess einsetzen. Gedruckte 3D-Modelle
lassen sich in den Materialeigenschaften
an ihre Anwendungen anpassen. Sie sind
einfach nachzubearbeiten, zu kleben, zu
galvanisieren oder zu lackieren. Das ermöglicht eine einfache, schnelle und realitätsnahe Modellherstellung für jeden.
Im Fokus
Die heutigen Generationen der 3D-Drucker sind vollautomatisiert. Einige von ihnen recyceln sogar das nicht für den
Druck verwendete Material und führen
es dem nächsten Modelldruck zu. So erreicht man niedrige Materialfolgekosten,
da kein Supportmaterial mehr als Verschnitt in den Papierkorb wandert. Einer
der größten Mehrwerte einiger 3D-Drucker ist die Möglichkeit, vollfarbige 3DModelle zu drucken. Auch hier ist wieder
die Analogie zum normalen Bürodokumentendrucker zu erkennen. So lassen
sich Modelle direkt mit fotorealistischen
Texturen fertigen. Das steigert den Kommunikationswert der Prototypen und
führt zu einem besseren Verständnis für
Funktion und Design, noch bevor teuere
Fertigungsprozesse notwendig werden.
Da viele Produkte, zum Beispiel in der
Konsumgüterindustrie, anspruchsvolle
Farbtexturen, Beschriftungen und auffällige Verpackungen haben, ist es sehr
wichtig, schon in frühen Phasen des De
signprozesses bei der Kommunikation allen Beteiligten das richtige Verständnis
für die Form und das gewünschte Design
zu verschaffen. Das wurde bis vor kurzem
noch mit geränderten Darstellungen am
Monitor gemacht. Nun geht man einen
Schritt weiter und vollfarbige 3D-Drucker
fertigen echte Design-Handmuster. Dabei steht zu beachten, dass nur wenige
3D-Drucker diesen echten Vollfarbdruck
beherrschen und eigentlich nur Einfarbdrucker sind. Auch wenn der Ausdruck
einer ganzen Raumstation oder einer
Kaffeemaschine noch in weiter Ferne
liegt, 3D-Drucker im täglichen Arbeitsbw
umfeld sind keine Vision mehr. Jochen Dauber ist verantwortlich für den Vertrieb von 3D-Druckern bei der Kisters AG.
21
22
Im Fokus
Rapid Prototyping K ü rzere E ntwicklungszyklen , mehr I nnovation bei C larks
Schuhmodelle
in wenigen Stunden
Die Erfindung des Schuhs liegt mindestens 9000 Jahre zurück. Da überrascht es nicht, dass die Schuhbranche äußerst traditionsverhaftet ist. Ganz besonders, da sich ein Verfahren, das im Wesentlichen handwerklicher Natur ist, nur schwer automatisieren lässt. Clarks hat hier einen Paradigmenwechsel vollzogen und
digitale Prototypen entwickelt, die im Zusammenspiel mit rasch ausgedruckten, farbigen 3D-Schuhmodellen enorme Produktivitätsgewinne ermöglichen. So konnte das Unternehmen seine Marktposition
deutlich verbessern.
D
ie traditionelle, von vielen Herstellern auch heute noch gepflegte Vorgehensweise beim Entwurf eines
neuen Schuhs beginnt mit handschriftlichen Skizzen auf Papier. Die so entstandenen Zeichnungen werden dann von
den Designteams so lange überprüft und
überarbeitet, bis der Produktmanager
das Konzept genehmigt. Während dieser
Zeit wird das benötigte Obermaterial bestellt, und schließlich geht das Design an
eine Schuhfabrik, die sich in den meisten
Fällen im Ausland befindet. Dort werden
Muster hergestellt und nach zwei bis drei
Wochen an das Designteam geliefert.
Designer und Produktmanager setzen
sich erneut zusammen, um die Muster
zu überprüfen, notwendige Änderungen zu definieren, weitere Muster zu bestellen und so weiter und so fort, bis sie
schließlich mit dem Ergebnis zufrieden
sind. In einer Branche, die durch schnell
wechselnde Moden gekennzeichnet ist,
ist dies ein extrem zeitaufwändiger und
teurer Prozess.
lung um das digitale Schuhdesign und
die automatisierte Herstellung von Prototypen. Das Ergebnis ist ein 3D-Konzeptionierungsprozess, der weltweit
seinesgleichen sucht. „Durch unsere ingenieurstechnischen Kenntnisse in Verbindung mit 185 Jahren Erfahrung in der
Schuhherstellung konnten wir den gesamten Prozess auf ein völlig neues Niveau heben“, erläutert Ross Authers, Digital Development Manager bei Clarks.
Nach einer ersten Papierskizze werden die Designs sehr schnell in 3D-CADSoftware übertragen, wo sie jederzeit
problemlos modifiziert werden können.
Wenn die Produktmanager mit dem digitalen Konzept zufrieden sind, lassen
sie einen physischen Prototypen herstellen. Die Clarks-Entwickler können mit der
3D-Drucktechnologie der Z Corporation
direkt vom Schreibtisch aus einen Prototypen erstellen lassen – ein einfacher Tastendruck genügt.
Zeit-/Kostensenkung
und Qualitätssteigerung
„Anstatt zwei bis drei Wochen auf einen
kostspieligen Prototypen zu warten, ha-
Vollständige Automatisierung
Zur Reduzierung von Zeit- und Kostenaufwand nahm Clarks eine grundlegende Modernisierung dieses Prozesses vor.
Nach jahrelangen Investitionen in Prozesse und Personal ergänzte das Unternehmen seine bestehenden Abläufe
für die Laufsohlen- und Leistenentwick-
1/2012
Schuhmodelle von Clarks im 3D-Drucker von Z Corp.
Bilder: Clarks
Im Fokus
Rapid Prototyping Innovative Schuhdesigns rasch ausdrucken und die realistischen Modelle bewerten.
Schuhmodell und Verkaufsexemplar.
ben wir nun innerhalb eines einzigen
Tages einen kompletten, mehrfarbigen
Prototypen unseres Designs vorliegen“,
freut sich Authers. „Durch den geringen
Produktions- und Versandaufwand sparen wir erheblich Zeit und Geld. Der effizientere Prozess macht sich auch bei der
Qualität des fertigen Schuhs positiv bemerkbar, den unsere Kunden außerdem
sehr viel früher in den Regalen der Händler vorfinden.“
Ein wichtiges Element der Designprüfung besteht darin, die mittels 3D-Druck
erstellten Modelle tatsächlich in den
Händen zu halten. Auch wenn man 3D-
wir unserem Unternehmen neue Marktsegmente und -regionen erschließen. Wir
stehen vor einer Revolution der Produktionseffizienz und nähern uns einer neuen
Ära, in der Schuhe von A bis Z mit technischer Unterstützung gefertigt werden.
Obwohl wir in einer altehrwürdigen Branche tätig sind und auf eine 185-jährige
Geschichte zurückblicken, spüren wir
deutlich den Wind des Wandels und freuto
en uns darüber!
Fallstudie Clarks
Schnelle, günstige Erstellung von
Farbprototypen
Ergebnisse
• Verkürzung des Design-/Entwicklungszyklus von Monaten auf
Wochen
• Robustere Designstufen ermöglichen
die Produktion von mehr und hochwertigeren Schuhmodellen innerhalb
kürzerer Zeit
• Höhere Produktivität bewirkt die
frühere Markteinführung aktueller
Schuhmoden
• 3D-Druck gibt Designern und Prüfern
noch vor der Produktionsphase einen
besseren Eindruck vom Look & Feel
eines Schuhs
• 3D-Druck ermöglicht die Erzeugung
von Prototypen innerhalb weniger
Stunden anstelle von zwei bis drei
Wochen herkömmlicher Verfahren
• 3D-Druck als Initialzündung für den
Eintritt in eine neue Innovationsära,
die Clarks einen messbaren Wettbewerbsvorteil verschafft
Modelle am Bildschirm nach Belieben
drehen kann, geht nichts über ein Modell, das fühl- und greifbar vorliegt.
„Wenn man ein Modell am Bildschirm
dreht, ist dies ein künstlicher Vorgang,
der von einem festen Blickwinkel aus erfolgt“, ergänzt der Digital Development
Manager. „Dabei sieht man nicht die
feinen Veränderungen, die entstehen,
wenn das Licht aus unterschiedlichen
Winkeln auf das reale Material fällt und
man den Schuh ganz normal in der Hand
hält und ihn bewegt. Bei diesen natürlichen Bewegungen folgt das Auge dem
Schuh in jeder Sekunde, so dass er seine
Form zu ändern scheint. Das ist wichtig,
denn an einem Schuh gibt es bekanntermaßen keine einzige gerade Linie. Daher
muss man ihn in allen drei Dimensionen
betrachten können.“
In Großbritannien erstellt Clarks pro
Tag ein bis zwei 3D-Modelle auf diese
Art; dazu kommen die äußerst populären Miniatur-Schuhmodelle für Marketing- und Vertriebszwecke. Während es
in der Vergangenheit Monate dauerte,
um vom Konzept zum genehmigten Produkt zu gelangen, kann dieser Zyklus mit
der neuen Automatisierungsstrategie
auf wenige Wochen verkürzt werden –
ein wichtiger Vorteil in einer so zeitkritischen Branche. Nach der abschließenden
Genehmigung kann das 3D-Modell dann
in anderen Niederlassungen rund um
den Globus gedruckt werden, was weitere Zeit- und Kosteneinsparungen mit sich
bringt.
„Wir können in Rekordzeit – sehr viel
schneller als unsere Mitbewerber – auf
neue Marktbedingungen reagieren und
gewinnen so wertvolle Zeit für die Entwicklung außergewöhnlicher Designs“,
meint Authers. „Auf diese Weise können
Ihr Dienstleister für
CATIA und PLM
Themen
ENOVIA V6 mit
CATIA V5 und NX
NC-Programmierung
mit V6
Produktpräsentation
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1/2012
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24
Im Fokus
Rapid Prototyping
D ie wichtigsten V orteile eines D esktop - 3 D - D ruckers
Hausintern oder outsourcen?
Die zahlreichen Vorteile von 3D-Druck und Rapid Prototyping sind schon seit Jahren bekannt. Ob Konstruktionsprüfungen, Funktionsprüfungen oder eine schnellere Einführung der neuen Produkte – die Geschäftsführung muss sich selten erst von den Vorteilen überzeugen lassen. Dennoch lagern die meisten Unternehmen 3DModellierung nach wie vor aus, hauptsächlich aus finanziellen Aspekten. Die wichtigsten Vorteile eines 3DDruckers erläutert unser Bericht.
W
as viele Unternehmen nicht wissen:
Die 3D-Druckbranche ist weit vo
rangeschritten. Eine neue Reihe von
qualitativ hochwertigen 3D-Desktop-Druckern zu erschwinglichen Preisen macht
das „Zu-teuer“-Argument mittlerweile zunichte. Dieser Bericht schafft einen Überblick über die Vorteile von hausinternem
Inkjet-basierten 3D-Druck im Vergleich zu
ausgelagertem Prototypenbau.
Schnellere Markteinführung
Ein weit verbreiteter Mythos in Sachen Bearbeitungszeit beim Outsourcen ist, dass es
„nur zwei bis drei Tage dauert, bis die Modelle fertig sind. Das trifft allerdings nur
sehr selten zu. Tatsächlich dauert das Erstellen eines 3D-Modells bei einem Dienstleister von der Einsendung bis zum Erhalt etwa
eine Woche.
Die meisten Verzögerungen finden
schon statt, bevor eine Modellbestellung
abgegeben wird. Ein häufiger Grund sind
die hohen Kosten von ausgelagertem Prototypenbau. Eine typische Antwort wäre
beispielsweise „Bestellen wir kein Modell,
solange wir nicht weit genug mit der Kon
1/2012
struktion fortgeschritten sind, damit sich die
Kosten rentieren.“
Wenn wir jetzt auch
noch die internen Konstruktionsprüfungen,
Bestellungen, Genehmigungsprozesse und
andere Verfahren in
Betracht ziehen, kann
die tatsächliche Verzögerungszeit der Konstruktion fünf bis zehn Mal so lang sein
wie die eigentliche Bearbeitungszeit von
einem Dienstleister. In vielen Fällen muss
dieser Prozess zwei oder drei Mal wiederholt werden, bevor ein Produktdesign für
die Produktion freigegeben wird, was zu
Verzögerungen bei der Markteinführung
führt. Verzögerte Markteinführungszeiten sind nicht der einzige Nachteil. Obwohl einige Schritte parallel ausgeführt
werden können, geht ein Großteil der
Zeit mit Warten auf die Rückkehr der Modelle von einem Dienstleister verloren.
Im Vergleich dazu benötigt ein interner 3D-Drucker nur wenige Stunden, um
ein Prototypmodell herzustellen. Ganz zu
schweigen von weiteren Zeiteinsparungen
durch Drucken über Nacht oder am Wochenende, wenn niemand im Büro ist. Das
spart Zeit in der Einführung von neuen Produkten am Markt. Und da die Entwicklung
in der Regel während der Zeit, in der sich
die Konstruktion bei einem Dienstleister
befindet und nachdem das Modell zurückgekommen ist, weitergeht, werden Kon
strukteure häufig mit einer Verzögerung
bei der Entwicklung konfrontiert. „Dieses
Detail kann ignoriert werden, im Endprodukt sieht es sowieso anders aus...“, hört
man häufig bei internen Meetings und so-
gar bei externen Marketingpräsentationen.
Durch die Möglichkeit, 3D-Modelle innerhalb weniger Stunden zu drucken, können
Entscheidungen getroffen werden, die auf
korrekten Prototypen und Daten basieren
und nicht auf dem Vorstellungsvermögen.
In einer Umfrage unter über 1.000 Besitzern von Objet-3D-Druckern hat knapp
ein Drittel von einer Verkürzung der Produkteinführungszeiten von 25 Prozent
oder mehr berichtet, etwa die Hälfte der
Befragten konnte eine Verkürzung der Produkteinführungszeiten von mindestens 10
Prozent oder mehr bestätigen (siehe Diagramm oben).
Prototypenbau schafft Wettbewerb
Neue Produkte und Innovationen sind
zweifellos mit Wettbewerbsvorteilen verknüpft. Aufgrund der verkürzten Produktlebenszyklen müssen Unternehmen neue
und bessere Produkte noch schneller auf
den Markt bringen, um konkurrenzfähig
zu bleiben. Eines der größten Hindernisse
bei der Einführung von neuen Produkten in
Unternehmen ist der Produktentwicklungszyklus, der oft lang und mühsam ist. Früher
und häufiger Prototypenbau mithilfe eines internen 3D-Drucksystems bildet die
Basis für effektivere Produkteinführungen
Im Fokus
Rapid Prototyping und die Unternehmen können neue Innovationen vor ihren Konkurrenten präsentieren. Überlegen Sie mal: Wenn ein Bild
tausend Worte spricht, wie viele tausend
Worte spricht dann wohl eine lebensechtes 3D-Modell? Konstrukteure können
sämtliche Produktideen schnell visualisieren, ohne von langwierigen Prozessen,
Budgetentscheidungen und Genehmigungen zum Outsourcen aufgehalten zu
werden. Innovative Designideen lassen
sich mit 3D-Modellen effektiv kommunizieren, wodurch sichergestellt wird, dass
keine guten Ideen übergangen werden,
nur weil Teammitglieder und Manager
die Erklärungen des Designers möglicherweise nicht verstehen.
Weniger Herstellungsfehler
Prototypenbau reduziert Herstellungsfehler
und spart Kosten, da Konstruktionsdetails
verfeinert werden können, bevor teure Formen hergestellt werden. Dies trifft sowohl
auf die Herstellung von Prototypen durch
Dienstleister als auch durch hausinterne
3D-Drucker zu. Wenn der Prototypenbau
jedoch direkt verfügbar ist und mehrfach
wiederholt werden kann, ohne enorme
Kosten zu verursachen, sinkt die Fehlerwahrscheinlichkeit erheblich. Konstrukteure können verschiedene Ideen testen, bis
sie die optimale Konstruktion finden, und
kleine Abweichungen lassen sich modellieren und auf ihre Funktionalität prüfen.
In einer aktuellen Umfrage bei über 1.000
Besitzern von Objet-3D-Druckern konnte
knapp ein Drittel der Befragten mithilfe eines hausinternen 3D-Druckers von Objet
die Wiederholungen um mindestens 25
Prozent reduzieren, etwa die Hälfte der Befragten konnte von einer Reduzierung von
mindestens 10 Prozent oder mehr berichten (siehe Diagramm oben).
Geringe Kosten
Ein ausgelagerter Prototyp kann zwischen
mehreren hundert US-Dollar für eine einfache Konstruktion und mehreren tausend
US-Dollar für komplexere Modelle kosten.
Den gleichen Prototyp auf einem hausinternen 3D-Drucker zu erstellen, ermöglicht
es, Kosten erheblich einzusparen.
Es ist nicht ungewöhnlich, dass ein ausgelagertes Bauteil drei- bis fünfmal Mal so
teuer wie ein hausintern gedrucktes ist.
Größere Diskretion
Ein weiterer Vorteil des hausinternen 3DDruckens liegt in der Sicherheit des geisti-
gen Eigentums. Auf dem hart umkämpften
Markt kann eine preisgegebene Konstruktion eine verlorene Chance bedeuten, was es
sehr wichtig für Unternehmen macht, dass
ihre Konstruktionen absoluter Geheimhaltung unterliegen. Sobald detaillierte Kon
struktionen das Unternehmensnetzwerk
und -gelände verlassen, besteht ein potenzielles Risiko, dass Konstruktionsdetails in
die falschen Hände gelangen.
Modellgenauigkeit und -qualität
Unabhängig davon, wie ein Prototyp produziert wird, ist das Ziel, ein reales Produkt
genau zu simulieren. Hochwertige, präzise
Modelle sind in jedem Bereich wichtig für
Passform-, Form- und Funktionsprüfungen.
Qualitativ hochwertige, Inkjet-basierte Desktop-3D-Drucker, die ultradünne
Schichten jetten, bieten eine funktionelle
und visuelle Genauigkeit,** die SLA-Prototyping in nichts nachsteht und es teilweise sogar übertrifft. Sie können die kleinsten Bauteile und genausten Details, glatte
Oberflächen und sogar bewegliche Bauteile in einem einzigen Arbeitsschritt drucken.
Und durch eine Auswahl an Modellmaterialien und verschiedenen Nachbearbeitungsoptionen ist das Erstellen von Modellen
möglich, die dem Endprodukt in Optik und
Haptik sehr ähneln.
Mit den modernen kostengünstigen Inkjet-basierten Objet-Desktop-3D-Druckern
kann die benötigte Genauigkeit und Qualität dank dem fortschrittlichen 3D-Prototyping erreicht werden, und zwar zu geringeren Kosten und bequemer als durch
Outsourcen zum SLA-Dienstleister.
verbesserte Innovation, mehr Diskretion, produktivere Designprozesse, qualitativ hochwertigere Konstruktionen und
schnellere Markteinführungszeiten auf
langfristige Vorteile ausdehnen.
Die neue Objet-Familie der Desktop3D-Drucker bietet alle Vorteile des hausbw
internen 3D-Drucks.
*Preise gelten für Europa. Internationale Preise können
abweichen. Preise zuzüglich optionales Zubehör, Versandkosten, lokale Steuern und Zollgebühren.
**Die aktuelle Benchmark-Studie der T.A. Grimm & Associates, Inc., zu 3D-Druckern hat ergeben, dass die Objet
Alaris30 (heute als Objet24/30 auf dem Markt) die beste
Qualität mit Bestnoten für Langlebigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und Formstabilität bietet.
Fazit
Hausinterne, qualitative Inkjet-basierte 3DDruckmöglichkeiten bieten enorme Vorteile für den gesamten Produktentwicklungszyklus. Prototypenbau, der nur Stunden
anstelle von Wochen dauert und nur einen
Bruchteil der Kosten für das Outsourcen
verursacht, während es vergleichbare beziehungsweise bessere Qualität und Genauigkeit bietet, ermöglicht eine frühe und
häufige Modellierung von Konstruktionsänderungen. Kreativität und Innovation wird
so gefördert und eine genaue Konstruktionsprüfung ermöglicht, bevor kostspielige
Vorproduktionen durchgeführt werden.
Ein hausinterner Desktop-3D-Drucker
rentiert sich in der Regel schnell, selbst
wenn der Bedarf an ausgelagerter Modellierung gering ist. Die kurzfristigen
wirtschaftlichen Erträge lassen sich durch
1/2012
25
26
Im Fokus
Rapid Prototyping A rchitekturentw ü rfe besser pr ä sentieren mit physischen 3 D - M odellen
Schnell und automatisch
im Büro erstellen
In der Architektur ist es gang und gäbe, neben einer Konstruktion am Computer auch physische Modelle zu
fertigen, mit denen ebenfalls futuristische Architekturentwürfe präsentiert werden können. Um jedoch zügig auf spezifische Kundenanfragen reagieren zu können, ist ein schneller Modellbau von Vorteil, auch gegenüber Wettbewerbern. Dank des Einsatzes von HP-3D-Printern ließen sich bei Span Architects in kürzester
Zeit schnell und kostengünstig Modelle erstellen und zugleich neue Projekte in die Wege leiten.
D
as Architekturbüro Span Architects
in Wien wurde 2003 von Sandra
Maninger und Matias del Camp gegründet. Im Moment arbeitet Span Architects an einem Hochhaus in China.
Die Modelle hierfür sind komplex und
zeitintensiv; Präzision ist hier ganz besonders wichtig. „Ein Modell manuell in
dieser Art und Qualität herzustellen, ist
meiner Meinung nach nahezu unmöglich“, so Matias del Camp. „Im Normalfall
wird aus diesem Grund heutzutage der
Modellbau ausgelagert, was wiederum
hohe Kosten verursacht.“
Maßstabsgetreu und schnell
physische Modelle anfertigen
Brauchte man beispielsweise für ein Modell in der Größe eines Schuhkartons
bisher etwa vier bis sechs Tage, werden
mit dem Einsatz eines HP-3D-Printers lediglich 24 Stunden benötigt und das bei
derselben Größe. Früher wurden Model-
le noch per Hand gebaut, auch komplexe Geometrien mit vielen Kurvenlinien und komplizierten Details, was
enorm viel Zeit in Anspruch nahm.
Dank der schnellen automatischen
Modellfertigung innerhalb weniger Stunden mit modernster 3DTechnologie lassen sich maßstabgetreue, physische Modelle
anfertigen, die perfekt die Entwürfe der Architekten ebenso
wie die Wünsche des Kunden
umsetzen. Zugleich können
jede Menge an Ressourcen
eingespart werden – sowohl an Zeit als auch an
Kosten. Durch den Einsatz von HP-3D-Drucklösungen im Büro dauert es nicht mehr Tage
oder gar Wochen bis
zur Erstellung eines
Modells. Mit dem
„Unser architektonisches Design zeigt typischerweise kurvenlineare Formen, inspiriert von organischer
Baukunst. Die Modelle, die wir mit dem HP Designjet 3D Printer vollautomatisch erstellen, vermitteln
unseren potenziellen Kunden einen hervorragenden
Eindruck von unseren Design-Konzepten; Sie können
die architektonischen Ideen sofort erfassen“,
erklärt Matias del Campo, Principal, SPAN Architecture and Design.
Rapid Prototyping ABS-Kunststoff, der in den
HP-3D-Printern zum Einsatz kommt, lassen sich
mühelos ineinandergreifende Teile arrangieren,
mit anderen Materialien
kombinieren und auch
eine Vielfalt von Oberflächengestaltungen anwenden.
Entwürfe in Form
von robusten,
leichten Modellen
HP-Designjet-3D-Drucker
erstellen Modelle mit
ABS, einem häufig verwendeten Kunststoff mit hoher Schlagbiegefestigkeit, der sich nahezu ideal für
die Umsetzung von Designentwürfen
eignet. ABS vergilbt oder verformt sich
auch nach längerer Zeit nicht und wird
nicht spröde, sodass die Modelle jahrelang präsentiert und aufbewahrt werden können. Modelle, die mit einem HPDesignjet 3D-Drucker gedruckt wurden,
sind außerdem so leicht, dass sie bequem
und sicher zur Kundenpräsentation transportiert werden können. Die mit den HPDesignet-3D-Druckern erzeugten physischen Modelle können zu 100 Prozent
recycelt werden, was die Auswirkungen
des Druckens auf die Umwelt reduziert.
Der verwendete Modellträger ist nicht
toxisch und lässt sich bedenkenlos über
den Abfluss entsorgen.
Bedienungsfreundliche
3D-Tischdrucker von HP
Die Bedienung eines HP-Designjet-3DDruckers erfordert keine spezielle Schulung. Die intuitiv nutzbare Software und
die voreingestellten Konfigurationen ermöglichen ein problemloses Drucken
der meisten 3D-Dateien, die mit BIM-/
CAD- und Entwurfs-Visualisierungssoftware erstellt wurden, sodass man sich
vollständig auf die Entwürfe konzen
trieren kann. Die 3D-Drucklösungen von
HP sind sauber und einfach zu bedienen:
Nach dem Drucken wird der Vorgang automatisch beendet; Bedienereingriffe
sind kaum nötig.
HP-Designjet-3D-Drucker sind dafür
konzipiert, über hunderte von Stunden
physische Modelle in höchster Qualität
ohne Wartung zu drucken. Der selbstreinigende Drucker wurde für Büroumgebungen entwickelt und ist in der Lage,
die Wünsche der Kunden exakt umzubw
setzen.
28
Im Fokus
Rapid Prototyping
E ntwicklungsprozesse beschleunigen mit S pritzgussverfahren
Voll in Fahrt mit Gocycle
V on M att B aile y
Der unaufhaltsame Aufstieg des Elektrofahrzeugs scheint sich tatsächlich abzuzeichnen. Bis 2030 werden
voraussichtlich fast acht Milliarden Menschen in Ballungsgebieten leben. Der Ruf nach einem kostengünstigen, effizienten und sauberen Verkehrsmittel ist hier kaum zu überhören. Speziell dafür wurde das elektrische Zweirad Gocycle von der britischen Firma Karbon Kinetics konzipiert und hergestellt. Entwickelt wurde
das Fahrzeug teilweise mithilfe eines innovativen Verfahrens von Protomold, dem Schnellspritzguss-Dienst
von Proto Labs.
S
tädtische Pendler auf der ganzen
Welt sind zunehmend über die
schlechte Verkehrsinfrastruktur, die
ständig steigenden Fahrtkosten und
das Vorgehen von Stadtverwaltungen
zur Reduzierung von Verkehrsstaus frus
triert. Mit dem leichten zweirädrigen Serien-Elektrofahrzeug der Firma Karbon
Kinetics lassen sich Transportierbarkeit,
Design und Elektroantrieb kombinieren, daneben bietet es dem Fahrer die
gesundheitlichen Vorteile des Fahrradfahrens und gleichzeitig eine mühelose,
emissionsfreie Art der Fortbewegung auf
Knopfdruck. Die zweite Generation des
preisgekrönten Elektrofahrzeugs verwendet einen leistungsstarken Elektromotor, der diskret in der Vorderradnabe
versteckt ist. Gocycle wird nicht nur leiser und ruhiger sein, sondern darüber
hinaus auch über einen leistungsstärkeren Antrieb verfügen, mit dem der Fahrer
schnell Geschwindigkeiten bis zu 25 Kilometer pro Stunde erreichen und mit einer Aufladung der neuen und leichten Lithiumbatterie eine Strecke von bis zu 64
Kilometern zurücklegen kann – das Fahrzeug fährt damit doppelt so weit und ist
um ein Kilogramm leichter als die erste
Generation.
Obwohl das traditionelle Fahrrad in
den letzten Jahren eine Renaissance erlebt hat, ergab eine Zielgruppenstudie,
dass es nicht jedem liegt, in die Pedale zu
treten. So scheuen beispielsweise viele
Zentralrahmen des Gocycle.
Bilder: Matt Bailey
1/2012
Pendler die Anstrengungen, die erforderlich sind, um längere Strecken zurückzulegen, insbesondere jedoch die Unannehmlichkeiten, wenn sie auf dem Weg
ins Büro ins Schwitzen geraten. Gocycle
reagiert auf diese Probleme und bietet
Pendlern ein Fahrzeug, das modern und
ansprechend gestaltet wurde.
Mit dem Ziel, leichte Elektrofahrzeuge –
von kleinen Stadtautos bis hin zu Elektromotorrädern – zu entwickeln und zu vertreiben, wurde das Unternehmen Karbon
Kinetics im Jahr 2002 von Richard Thorpe
gegründet, der zuvor direkt und indirekt
als Konstrukteur für die weltweit namhaftesten Motorsportfirmen, darunter
McLaren Cars, Bentley, Audi, Ferrari und
Mercedes, gearbeitet hatte. Am Anfang
stand das Gocycle, ein leichtes Elektrofahrrad, das über den ersten in Spritzguss
angefertigten Rahmen aus Magnesiumlegierung der Geschichte verfügt. Angesichts seiner Berufserfahrung ist es keine Überraschung, dass Thorpe bei der
Entwicklung des Gocycle klar definierte,
hohe Ansprüche an die Fertigung stellte.
Diese setzen die sorgfältige Auswahl und
die Beauftragung von Technologielieferanten und Dienstleistern voraus, die den
Anforderungen gewachsen waren.
„Wir haben die besten Fertigungsmöglichkeiten gewählt, die weltweit zur Verfügung standen“, so Thorpe. „Proto Labs
stellte unseren Produktentwicklern einen
einzigartigen Service zur Verfügung, mit
dem unser Entwicklungsprozess deutlich
beschleunigt wurde. Nach dem Hochladen eines 3D-CAD-Modells in das automatisierte Online-Angebotssystem Pro-
Im Fokus
Rapid Prototyping Richard Thorpe, Konstrukteur
von Gocycle und Gründer von
Karbon Kinetics.
toQuote erhält man innerhalb weniger
Stunden Preise, Optionen und Tipps für
eine bessere Formbarkeit.“
Während der Rahmen des Gocycle
aus Magnesium hergestellt wird, wird
für wichtige mechanische Teile wie die
Hinterradaufhängung ein speziell entwickelter, mit langen Glasfasern gefüllter
Nylon (Polyamid) verwendet. Protomold
verfügte über die Expertise im Spritzgießen dieses leichten und dennoch stabilen Materials, das zu 60 Prozent aus Glas
besteht. Dem Geschäftsführer des Unternehmens John Tumelty zufolge, haben
die leitenden Ingenieure des Unternehmens nie zuvor mit einem Material mit
derart hohem Glasgehalt in einem Teil
gearbeitet, bei dem die kosmetischen
Oberflächenanforderungen besonders
hoch waren. Aus diesem Grund war man
sich unsicher, wie gut das Material beim
Spritzgussverfahren fließen würde. „Verformungen sind in der Regel häufiger,
wenn glasgefüllte Kunststoffe zum Einsatz kommen“, so John Tumelty. „Mit steigendem Glasgehalt vermehren sich oft
auch die Probleme.“
In enger Zusammenarbeit mit Karbon
Kinetics hat das Team von Protomold
die CAD-Geometrie aller Bauteile untersucht, die gefertigt werden sollten. Die
gewonnenen Daten wurden in die interne Software zur Füllanalyse, Protoflow,
eingegeben, um eine optische Prognose des Spritzgussverfahrens erstellen zu
können. Das Ingenieurteam des Unternehmens nutzte die Prognose zum Test
verschiedener Anspritzpunkte für den
Kunststoff in den Formhohlraum (be-
die Oberfläche des Bauteils und letztendlich sieht man den schwarzen Kunststoff
hinter Glasfaser. Dieser merkwürdige Silbereffekt ist alles andere als attraktiv.“
Da der wachsende Markt für Elektrofahrräder heiß umkämpft sein wird, ist es
von entscheidender Bedeutung, Produkte schnell entwickeln zu können.
„Unsere Untersuchungen zeigen, dass
der Markt für elektrische Zweiräder im
kommenden Jahrzehnt voraussichtlich
zweistellige Wachstumsraten aufweisen
wird“, so Richard Thorpe. „Protomold hat
unseren Produktentwicklern eine einfache, schnelle, reaktionsfähige und kostengünstige Methode zur Verfügung gestellt,
um voll funktionsfähige Spritzgussprototypen und -teile aus Kunststoff zu erhalten. Durch die Skalierbarkeit des Fertigungsprozesses können wir die Stückkosten von Gocycle bei steigendem Verkaufsvolumen senken. Langfristig wird die
Design- und Fertigungstechnologie von
Gocycle in der Lage sein, ein Einsteigerfahrzeug zu einem Preis von 1.000 Euro
anzubieten und dabei traditionelle Elek
troräder, was Wert und Leistung betrifft, in
bw
den Schatten zu stellen.“
kannt als Anguss) und analysierte die
unterschiedlichen Druck- und Temperaturbedingungen, die für das erfolgreiche
Fertigen eines Bauteils notwendig sind.
Am Ende des Projekts hatte Protomold
insgesamt 47 individuelle Spritzgusswerkzeuge entwickelt, die dann für die
Herstellung der benötigten Teile verwendet wurden.
Ein besonders wichtiges Designkriterium beim Gocycle war die Langlebigkeit.
Daher war es sehr wichtig, Prototypen
aus dem für die Produktion vorgesehenen
Material zu gewinnen, an denen die Kon
strukteure Tests durchführen konnten.
Protomold konnte Werkzeuge entwickeln,
die das Auftreten potenzieller Schwachstellen für den Fall beseitigen würden,
dass der Materialfluss beim Spritzgussvorgang ungleichmäßig ausfallen würde. Auch das Aussehen und die sichtbare
Fertigungsqualität von Gocycle standen
ganz oben auf der Liste der Designkriterien. Die meisten Teile des Fahrzeugs besitzen ein gleichmäßiges,
schwarz glänzendes
Ober flächen-Finish.
Die Ingenieure von
Protomold erreichten
dies, indem sie die genaue
Geschwindigkeit bestimmten, mit
der das Material in das
Werkzeug eingespritzt
werden musste. Ein
elles
nicht perfektes Oberindividu
ls
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h
c
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flächen-Finish würde
Gerne a
atei.
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das Aussehen und die
te
s
Mu
Haptik von Gocycle im
oberen Marktsegment
beeinträchtigen.
„Bei Teilen, bei denen
die Ästhetik eine große Rolle spielt, kommt
es durch eine plötzliche Materialbeschleunigung leicht zu Abweichungen der Farbe
und der Oberflächenbeschaffenheit“, so Tumelty. „Unterläuft beim
Formen von MateriaAm Helgenhaus 15-19
lien mit sehr hohem
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Glasanteil ein Fehler,
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30
Automatisierung
Maschinensicherheit Pilz bietet ein komplettes Paket an
Dienstleistungen: von der Risikobeurteilung über das Sicherheitskonzept
und -design bis hin zur Systemintegration und Validierung.
G anzheitliche B etrachtung hilft bei der U msetzung der E N I S O 1 3 8 4 9 - 1
Sicherheit auf ganzer Linie
von A lexander H ein
Die Umsetzung der EN ISO 13849-1 unter der neuen Maschinenrichtlinie stellt Maschinenbauer vor Herausforderungen. Unternehmen sind gezwungen, ihre bestehenden Sicherheitskonzepte zu überdenken und anzupassen. Um die Normen sicher und effizient umzusetzen, hat sich der sächsische Sondermaschinenbauer
AKON schulen und beraten lassen und vertraut bei der Sicherheitstechnik auf möglichst durchgängige Lösungskonzepte von Pilz.
U
m den hohen Engineering-Aufwand
für neue Anlagen zu minimieren, legen Maschinenbauer großen Wert
auf durchgängige Lösungen. Ziel ist es,
wiederkehrende Anforderungen und Problemstellungen möglichst effizient und
schnell lösen zu können. Das gilt auch für
das Thema Maschinensicherheit.
Mit dem Inkrafttreten der EN ISO
13849-1 unter der neuen Maschinenrichtlinie rückt dieses Thema für Kon
strukteure und Entwickler stärker in den
Vordergrund. Maschinenbauer sind gezwungen, bestehenden Sicherheitssysteme und Bestände neu zu bewerten.
Nur dann können sie gewährleisten, dass
auch nach dem endgültigen Auslaufen
der alten EN 954 ihre Maschinen allen
Anforderungen in Sachen Sicherheit entsprechen.
Die AKON Konstruktionsbüro GmbH &
Co. KG aus Geringswalde im Städtedreieck Dresden, Leipzig und Chemnitz hat
1/2012
sich diesen Herausforderungen früh gestellt. „Wir wollten rechtzeitig handeln
und haben uns daher bereits frühzeitig
mit der neuen Maschinenrichtlinie auseinandergesetzt“, erinnert sich Roland Leonhardt, Elektro-Konstrukteur bei AKON.
Klare Linie beim
Safety-Design gesucht
AKON konzipiert und baut Sondermaschinen und Werkzeuge insbesondere im
Bereich Automotive. Das sächsische Unternehmen bietet ein umfassendes Portfolio von der Planung, Projektierung und
Entwicklung bis hin zur Konstruktion von
Spritzgieß-, Druckgieß- und Stanzwerkzeugen sowie von Montageautomaten
und Sondermaschinen. Auch Programmierung und Herstellung der Maschinen
führt AKON komplett im eigenen Haus
durch. Der Sondermaschinenbauer liefert sowohl komplette Montagelinien als
auch einzelne Montageautomaten.
Bis dato hatte AKON unterschiedliche Sicherheitstechnologien und -systeme verwendet. „Der Einsatz von Komponenten
verschiedener Hersteller hat uns bei der
Entwicklung von neuen Maschinen immer wieder vor Herausforderungen gestellt. Es fehlte eine klare Linie beim Safety Design“, weiß Elektro-Konstrukteur
Carsten Richter.
Um den Anforderungen der neuen Maschinenrichtlinie gerecht zu werden und
dabei trotzdem künftig den administrativen und planerischen Aufwand in Grenzen zu halten, griff AKON auf die Beratungs- und Schulungsleistungen von Pilz
zurück. Der Lösungsanbieter für sichere
Automation begleitete bei der Umstellung auf die neue Norm.
Gemeinsam zur Maschinensicherheit
Im ersten Schritt erhielten die Ingenieure von AKON individuelle Schulungen zur
neuen Maschinenrichtlinie und den Än-
Automatisierung
Maschinensicherheit Das konfigurierbare Steuerungssystem
PNOZmulti mini von Pilz steuert und überwacht Sicherheitsfunktionen wie Not-Halt,
Schutztüren und Lichtschranken.
Weil PNOZmulti Mini kompatibel zu Automatisierungskomponenten anderer Hersteller ist, setzt AKON das Steuerungssystem als Sicherheitsstandard für alle Maschinentypen ein.
derungen der EN 13849-1. In gemeinsamen Workshops wurden ganz allgemein
die Anforderungen an die Sicherheitsfunktionen für die Maschinen definiert.
„Wir wollten unser allgemeines Knowhow in Bezug auf die Maschinensicherheit auf den neuesten Stand bringen“, erläutert Carsten Richter.
Darauf aufbauend erarbeiteten AKON
und Pilz dann spezifische Sicherheitskonzepte für die einzelnen Maschinentypen.
Der Zusammenarbeit liegt eine definierte Struktur zugrunde: In einem KickoffMeeting wird zunächst das Layout der
Maschine besprochen und die notwendigen Anforderungen an die Sicherheitstechnik ausgelotet. Als Basis dient die Risikobeurteilung. Aus dieser entwickelt Pilz
zusammen mit dem Maschinenbauer ein
gezieltes Sicherheitskonzept. Dazu gehört
insbesondere die Festlegung der geforderten Eigenschaften für jede Sicherheitsfunktion. Danach folgt die Bestimmung
des erforderlichen Performance Levels
(PL). Dabei gilt: Je höher das Risiko, desto größer sind die Anforderungen an das
Steuerungssystem und damit den PL. Die
Funktionen werden so laufend präzisiert
und Produkte für die Sicherheitstechnik
ausgewählt und validiert.
Für die Planung und die Verifikation
der sicherheitstechnischen Ausrüstung
seiner Maschinen setzt AKON den Safety
Calculator PAScal von Pilz ein. Mit diesem
lassen sich die Sicherheitslevels für die
verschiedenen Sicherheitsfunktionen bestimmen und die benötigten Sicherheitsfunktionen mit den Einzelkomponenten
aus Herstellerbibliotheken modellieren.
Mithilfe von PAScal konnte AKON die
notwendigen Komponenten für die Sicherheitsfunktion auswählen. Allerdings
kommt es bei der sicherheitstechnischen
Ausstattung von Maschinen nicht nur auf
einzelne Komponenten an, sondern auf
deren Zusammenspiel: Komplettlösungen mit exakt aufeinander abgestimmten Komponenten aus sicherer Sensorik
und sicherer Steuerungstechnik bieten
ein hohes Potenzial für Einsparungen.
Komplettlösungen mit Vorteilen
Entsprechende Sensoren und Auswerteeinheiten von einem Hersteller arbeiten mit abgestimmten Schnittstellen
zwischen den Komponenten. Der Anwender muss keine Datenblätter prüfen
oder aufwändige Testberichte einsehen,
um sicherzustellen, dass die ausgewählten Komponenten auch in der Praxis reibungslos zusammenarbeiten.
Je nach Anforderung kommen verschiedene Sensortypen zum Einsatz, darunter
berührungslos codierte Näherungsschalter PSENcode, magnetische Sicherheitsschalter PSENmag oder auch SicherheitsLichtschranken, -vorhänge und -gitter
PSENopt für den Finger- und Handschutz.
Sie schützen den Werker, wenn er zu Wartungs- oder Rüstzwecken in den Produktionsprozess eingreifen muss.
Steuerungssystem setzt Standards
Die entsprechende Auswertung der Sensoren und die Steuerung der Maschinen
erfolgt bei allen Anlagen mit dem konfigurierbaren Steuerungssystem PNOZmulti Mini von Pilz. Dieses steuert und überwacht Sicherheitsfunktionen wie Not-Halt,
Schutztüren und Lichtschranken. Das
Basisgerät PNOZ mm0.1p ist für die Auswertung mehrerer Sicherheitsfunktionen
konzipiert und arbeitet unabhängig von
der eingesetzten Betriebs- oder Standard-
Klein und flexibel in der Montage – magnetischer Sicherheitsschalter PSENmag.
Bilder: Pilz
steuerung. Das Steuerungssystem ist in
der Lage, bis zu 8 der 20 Eingänge sowie
die vier Testtakte in Standardausgänge
umzukonfigurieren. Mit diesen konfigurierbaren Kontakten ist die Kommunikation einzelner Informationen zu einer Betriebs- oder Standardsteuerung direkt
über das sicherheitsgerichtete Auswertegerät möglich, ohne dass der Anwender in
eine Feldbus- oder Ethernet-Schnittstelle
investieren muss. Weil PNOZmulti Mini
kompatibel zu Automatisierungskomponenten anderer Hersteller ist, setzt der
Maschinenbauer das Steuerungssystem
als Sicherheitsstandard für alle Maschinentypen ein. AKON kann somit eine passende Betriebssteuerung wählen, ohne
sich über die Anbindung der Sicherheit
Gedanken machen zu müssen.
Dank der konsequenten Umstellung
auf neue gesetzliche und normative Anforderungen hat sich AKON rechtzeitig auf
die Anforderungen der EN ISO 13849-1
vorbereiten können. Durch die Zusammenarbeit mit Pilz hat der Sondermaschinenbauer inzwischen genug Know-how
aufgebaut, um die sicherheitstechnische
Ausstattung seiner Maschinen selbst planen und umsetzen zu können. Bei Fragen
jedoch steht das Unternehmen aus Ostfildern noch beratend zur Seite. „Wir sind
nun für die neue Norm gerüstet und profitieren obendrein von einem schlüssigen
Sicherheitskonzept, auf das wir uns bei
der Konstruktion und Entwicklung unserer Anlagen verlassen können“, berichten
Roland Leonhardt und Carsten Richter
to
übereinstimmend. Alexander Hein,
Technisches Büro Dresden,
Pilz GmbH & Co. KG.
31
1/2012
32
Automatisierung
Robotersteuerung mit integriertem CNC-Kern KUKA.CNC
Ohne Umwege
von A lexander B a y
Mit KUKA.CNC bietet sich die Möglichkeit, CNC-Programme
nach DIN 66025 direkt mit der Robotersteuerung abzuarbeiten. Durch die Einbindung des CNC-Kerns auf der Robotersteuerung wird der Industrieroboter zu einer Bearbeitungsmaschine mit offener Kinematik, die die Vorteile eines Industrie
roboters mit denen einer CNC-Steuerung kombiniert.
D
as Bearbeiten mit Industrierobotern ist eine weit verbreitete Anwendung. Die Flexibilität eines Industrieroboters ermöglicht einen großen
Einsatzbereich, den man bisher vor allem
für die Nachbearbeitung von Serienprodukten nutzte. Wasserhähne und Armaturen werden robotergeführt geschliffen
und poliert, Spritzgussteile von einem
Roboter besäumt und zugeschnitten
und Gussteile nachbearbeitet, geputzt
oder entgratet.
Zwar gibt es viele Systeme zur OfflineProgrammierung von Robotern auf Basis
von CAD/CAM-Systemen, bisher fehlte
aber die Durchgängigkeit der Prozessdaten bis zur Robotersteuerung. Grundvoraussetzung für die Bearbeitung der
Programme war bislang die Übersetzung
der CNC-Programme in die jeweilige Robotersprache mit Hilfe eines angepassten
Postprozessors. Dabei kam es automatisch zu Informationsverlusten, da stets
Funktionen aus dem CNC-Programm in
den unterschiedlichsten Robotersprachen nicht unterstützt wurden.
Diese Einschränkung gibt es mit KUKA.
CNC nicht mehr. Durch die direkte Integration eines CNC-Kerns auf der Robotersteuerung werden für das Roboter-Bearbeitungssystem zusätzliche Funktionen
frei Haus mitgeliefert.
Mit KUKA.CNC bietet die KUKA Roboter
GmbH die Möglichkeit, CNC-Programme
nach DIN 66025 direkt mit der Robotersteuerung abzuarbeiten. Der komplette
Standardcode-Umfang kann über KUKA.
CNC interpretiert und vom Roboter um-
1/2012
gesetzt werden (G-Funktionen, M/H/T- fläche, Werkzeugradiuskompensation,
Funktionen, lokale und globale Unterpro- große Punktevorausschau, erweiterte
gramme, Steuersatzstrukturen, Schleifen, Spline-Bahnplanung und komfortable
usw.). Durch diese Möglichkeiten erwei- Werkzeugverwaltung kombiniert.
Die CNC-Kern-Einbindung ermöglicht
tern sich die Einsatzgebiete eines Industrieroboters vor allem für die folgenden zudem eine direkte Verarbeitung des
CNC-Programms auf der RobotersteuAnwendungsfelder:
• Fräsen von Formteilen aus weichen/mit- erung. Sowohl CAD/CAM-Programmietelfesten Materialien wie Holz, Kunst- rer als auch CNC-Maschinenbediener
stoff, Aluminium, Verbundmaterialien können somit mit ihrem bestehendem
usw.
• Polieren und Schleifen
von Formteilen
• Beschichten und Oberflächenbehandlung
komplexer
Bauteil
oberflächen
• Besäumen und Beschneiden komplexer
Bauteile und Bauteilkonturen
• Laser-, Plasma-, Wasserstrahlschneiden von
komplexen Bauteilen
Durch die direkte Einbindung des CNC-Kerns
auf der Robotersteuerung wird der Roboter
zu einer Bearbeitungsmaschine mit offener
Mit KUKA.CNC ist die direkte Verarbeitung von G-Code auf
Kinematik, die die Vorder Robotersteuerung möglich. Dies erlaubt der integrierte
CNC-Kern.
teile eines Industrieroboters, zum Beispiel der
große Arbeitsbereich, die hohe Flexibili- Know-how einen Industrieroboter protät, niedrige Investitionskosten und die grammieren und bedienen.
Neben der grundsätzlichen Möglichsechsachsige Bearbeitung mit den Vorteilen einer CNC-Steuerung wie G-Code- keit, über den in der Robotersteuerung
Programmierung,
CNC-Benutzerober- integrierten CNC-Kern entsprechende
Automatisierung
Robotersteuerung mit integriertem CNC-Kern Der CNC-Modus bringt vor allem für
Bahnprozesse große Vorteile. Bearbeitungsprogramme mit einer großen Anzahl an Bahnpunkten können über den
CNC-Kern und dessen Unterfunktionen
genauer und mit reduzierten Taktzeiten
abgearbeitet werden. Diese Genauigkeits- und Taktzeitverbesserungen sind
durch die erweiterten Bahnplanungsfunktionen im CNC-Kern begründet.
Die Bahnplanung mit einer Punktevorausschau von mehr als 500 Punkten
ermöglicht es dem Roboter, im Bearbeitungsprozess vor allem Geschwindigkeiten konstant zu halten und Beschleunigungs- und Bremsrampen optimal zu
planen. Aber auch die Bahngenauigkeit
wird durch diverse Spline-Interpolationen im CNC-Kern verbessert. Akima- und
B-Spline-Berechnungen stellen sicher,
dass der Roboter möglichst genau seine
Sollbahn abfährt. Diese typischen CNCFunktionalitäten werden mit den herkömmlichen Funktionen einer Robotersteuerung verbunden und schaffen ein
optimales Bearbeitungsergebnis.
Aber auch der Einsatz eines Roboters
im Umfeld von herkömmlichen CNCBearbeitungsmaschinen wird durch die
Möglichkeit der G-Code-Verarbeitung
neu definiert. In automatisierten Bearbeitungsanlagen kann künftig neben der
Werkzeugmaschine auch der Roboter per
DIN-66025-Code programmiert und bedient werden. Dies erleichtert die Roboterintegration und bietet vor allem dem
Bediener an der Maschine einen wesentlichen Vorteil. Dieser muss künftig nicht
mehr roboterspezifische ProgrammierKenntnisse haben, sondern kann mit vorhandenem CNC-Wissen auch den Roboter bedienen.
Bearbeitungsmaschine und
Automatisierungsanlage
verschmelzen zu einer Einheit
Ein Sonderfall der automatisierten Bearbeitung ist die Bearbeitung von Bau-
Beziehen Sie Position!

Rahmen druckt mit!
Vorteile für Bahnprozesse
teilen, die vom Roboter
gehandhabt
werden.
Die Kombination von
Bearbeitung und Handhabung macht diese
Prozessvariante besonders effizient. Da der Roboter die Bauteile fasst,
an eine Bearbeitungsstation führt, dort die
Bearbeitung durchführen lässt und anschließend einem Ablagesystem übergibt, ist keine
weitere Transport- oder
Handhabungskinematik für die ProzessautoDer CNC-Modus bringt vor allem für Bahnprozesse große Vorteile.
Bilder: KUKA
matisierung notwendig.
Bearbeitungsmaschine
und Automatisierungsanlage verschmel- wird die Prozesskette geschlossen und
zen in einem solchen Beispiel zu einer kompakt gehalten. Umwege in PostproEinheit, was einen großen Einfluss auf zessorwerkzeuge sind nicht nötig und
durch die direkte Anbindung an das CAD/
das Thema Kosteneffizienz hat.
Durch die CNC-Programmierung eröff- CAM-System lassen sich Optimierungen
net sich der Robotik eine Vielzahl neuer auf jeder Prozessebene vornehmen. r t
Programmiersysteme. Der Markt an CAD/
CAM-Systemen bietet für unterschied- Alexander Bay ist Produktmanager bei der
lichste Bearbeitungsanwendungen ent- KUKA Roboter GmbH.
sprechende Speziallösungen.
Dadurch
werden sich auch künftig die Möglichkeiten
der Roboterprogrammierung und -verwendung entsprechend
vervielfältigen.
Zunehmend mehr CAD/
NORTEC 2012: Präsentieren Sie Ihr
CAM-Systeme haben
Unternehmen den Entscheidern des Nordens.
diese Entwicklung ernortec-hamburg.de
kannt und statten ihre
Softwaresysteme mit
entsprechenden Modulen zur Roboterprogrammierung und Simulation aus.
Gerade die Kombination und Durchgängigkeit der kompletten Prozesskette aus
dem CAD-System über
ein angeschlossenes
CAM-Modul bis hin zur
roboterspezifischen
Bahn- und Prozessplanung ist der große Vorteil dieser Lösung.
Durch das direkt angeschlossene Robotersystem samt CNC-Kern
HMC00D1007A NORTEC 2012 Ausstelleranzeige, Anzeige 90x130 mm
4c, ISO coated v2, Satzspiegel-AZ, nw 16.08.11
Programme abzuarbeiten, bietet KUKA
weiterhin den vollen Funktionsumfang
einer Robotersteuerung an. So lässt sich
für unterschiedliche Anwendungen zwischen einem CNC-Betrieb und einem herkömmlichen Roboter-Betrieb umschalten.
Dadurch kann man für den jeweiligen Prozess die ideale Steuerungs-, Programmierund Bedienumgebung auswählen.
33

1/2012
34
Automatisierung
Mikrozahnringpumpen Bild 1: Die neue,
hermetisch dichte
Mikrozahnringpumpe fördert
fast pulsationsfrei.
Bild: HNPM
L anglebige K leinstantriebe f ü r die dosierte F luid - F ö rderung
Kleine Kraftzwerge
V on A ndreas Z eiff und D ietrich H omburg
Moderne Elektronik und Präzisionsmechanik erlaubt es heute, viele Dinge des Alltags und der Arbeitswelt zu
miniaturisieren. Das spart nicht nur Platz, sondern schont in Zeiten hoher Rohstoffpreise auch den Geldbeutel und die begrenzten Ressourcen. Ein gelungenes Beispiel für die Miniaturisierung im Bereich der FluidFörderung sind Mikrozahnringpumpen. Ihr einfacher ventilloser Aufbau erlaubt kompakte Maße bei nahezu
pulsationsfreiem und gut regelbarem Förderstrom. Als Antrieb für solche Fluid-Maschinen eignen sich besonders elektronisch kommutierte DC-Kleinstantriebe.
J
e kleiner man ein Gerät bauen kann,
umso einfacher ist es zu transportieren, aufzustellen oder in vorhandene
Anlagen zu integrieren. Die präzisen Fertigungsverfahren für Bauteile aus Metall,
Keramik oder Kunststoff erlauben zudem
enge Passungen und Spalte, was sich besonders vorteilhaft auf den Wirkungsgrad
bei kleinen und kleinsten Fluid-Maschinen, zum Beispiel Verdrängerpumpen,
auswirkt. Die HNP Mikrosysteme GmbH
aus Parchim bei Schwerin nutzt diese
neuen Chancen und fertigt eine kompakte, dabei hermetisch abgeschlossene Mi-
1/2012
krozahnringpumpe für die kontinuierliche Dosierung auch aggressiver Medien
(Bild 1). Um einen in Baugröße und Leistungsabgabe an die Fördercharakteristik
der Pumpe ideal angepassten Antrieb
zu finden, arbeiteten die Pumpenspezialisten mit den Antriebsexperten von
FAULHABER aus Schönaich bei Stuttgart
zusammen. So entstand ein kompaktes
Förderaggregat aus Pumpe und Antrieb,
das sich für eine Vielzahl auch exotischer
Anwendungen eignet.
Einsatzbereiche, bei denen die gezielte Dosierung kleiner Flüssigkeitsmengen
gefordert wird, sind vielfältig. Kommen
dann noch Anforderungen nach langjährigem Betrieb und einem dichtungslosen
Pumpenaufbau hinzu, ist Hightech gefragt. Einsatzgebiete solcher Kraftzwerge sind beispielsweise die Förderung
kristallisierender, luftempfindlicher oder
ausgasender Medien sowie der Einsatz
bei Brennstoffzellen, die Förderung von
Harnstofflösung (AdBlue) zur Abgasentstickung bei Dieselmotoren oder die Dialyse- und Analysetechnik.
Der hermetisch abgeschlossene Pumpenkopf wird über eine starke Seltener-
Automatisierung
Mikrozahnringpumpen den-Magnetkupplung angetrieben; das
vermeidet Leckagen auf der Antriebsseite. In Verbindung mit den zur Verfügung
stehenden Werkstoffen wie nickelbasiertem Hartmetall, Edelstählen, Keramik auf
Aluminium- oder Zirkonoxidbasis oder
Siliziumcarbid und Kunststoffen wie
PTFE, PEEK und FKM lassen sich die Pumpen den unterschiedlichen, auch korrosiven Förder-Medien anpassen. Die nur
22 Millimeter im Durchmesser bei 69 Millimeter Baulänge große Pumpe für 24
Volt Betriebsspannung wiegt rund 100
Gramm und kann 4,8 bis 72 Milliliter pro
Minute bereitstellen bei bis zu fünf bar
Förderdruck. Die förderbare Viskositätsbandbreite reicht, dank der Zahnringausführung (Bild 2), von 0,3 bis 100 mPas.
Dabei betragen die Pulsation zirka sechs
Prozent und der Differenzdruckbereich
null bis fünf bar. Das ventillos arbeitende Zahnringprinzip garantiert geringste
Scherkräfte bei der Förderung.
Kompakte Kleinstantriebe
Als Antrieb der Pumpe dient ein elektronisch kommutierter Gleichstrommotor
mit integriertem Speed Controller (Bild 3).
Durch die bürstenlose Ausführung steigt
die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des
Antriebs. Eine an den Motor angepasste Drehzahlregelung wird über einen im
Durchmesser mit dem Motor identischen
Speed Controller garantiert, der hinten
am Motor angebaut ist. Der Anwender
kann die Drehzahl daher leicht über einen
analogen Eingang mit null bis zehn Volt
regeln. Ein digitaler Eingang legt die Drehrichtung fest. Der digitale Frequenzausgang liefert für weitere Überwachungsfunktionen ein 15-mA-Ausgangssignal
mit sechs Impulsen pro Umdrehung. Die
Versorgungsspannung der Antriebe liegt
bei 12 oder 24 VDC, dabei leisten die
22-Millimeter-Motoren rund neun Watt
und bis zu 59,9 mNm Drehmoment. Der
Speed Controller wird über ein separates
Flachbandkabel mit fünf bis 28 VDC versorgt. Der hohe Wirkungsgrad des Motors
mit etwa 68 Prozent sowie der Regelelektronik mit über 95 Prozent erlauben lange
Betriebszeiten selbst in akkugestützten,
mobilen Geräten. Das robuste Gehäuse
aus Edelstahl und der weite Temperaturbereich von -40 bis +85 Grad Celsius erlauben auch Outdoor-Einsätze, zum Beispiel bei Umweltmessungen im Gelände.
Dem kommt die kurzzeitige erhebliche
Überlastbarkeit der Kleinstantriebe ent-
35
Bild 2: Der geschlossene, ventillose
Pumpenkopf mit magnetischer Kupplung
vermeidet Leckagen
auf der Antriebsseite.
Bild: HNPM
gegen; so können die erhöhten Losbrechmomente der Pumpe, beispielsweise
nach nächtlichem Temperaturabfall und
damit einhergehender gestiegener Viskosität des Fördermediums, gut überwunden werden.
Moderne Kleinstantriebe in bürstenloser Ausführung stehen für lange wartungsfreie Lebensdauer bei sehr guter Dynamik. Je nach Anwendung lässt sich der
Antrieb dabei mit integriertem Speedoder Motion Controller als Kompakteinheit oder als noch kleinerer Antriebsmotor vor Ort und externem Steuerungsmodul
verbauen. In beiden Fällen wird die geräteinterne Steuerung von schnöden Regelungsaufgaben am Motor entlastet. So
lassen sich die kleinen Kraftzwerge problemlos und schnell sowohl in neue als
auch in bestehende Anlagen einbinden.
Das spart Entwicklungszeit und Kosten
und beschleunigt die Time to Market.r t
Funktionsprinzip
der Mikrozahnringpumpen
Die Mikrozahnringpumpen, auch Gerotorpumpen
genannt, eignen sich als so genannte Verdrängerpumpen zur Förderung flüssiger Medien ohne
partikelhaltige Verunreinigungen. Die kompakte
Blockbauweise mit magnetischer Kupplung des
inneren Pumpenrotors reduziert die Baulänge. Die eigentliche Pumpe besteht aus einem
außenverzahnten Innenrotor und einem innenverzahnten Außenrotor, die leicht exzentrisch
zueinander gelagert sind. Die Rotoren befinden
sich mit ihren zykloidenförmigen Verzahnungen in kämmendem Eingriff. Durch die Rotation
entstehen so mehrere, gegeneinander abgedichtete Förderkammern (Bild 5). Der Zu- und Ablauf
des Mediums wird über nierenförmige Schlitze
im Pumpengehäuse gesteuert. Bei der Rotation
entstehen auf der Saugseite durch die Exzentrizität sich vergrößernde Förderkammern, während
auf der Druckseite sich die Kammern verkleinern
und das Medium aus der Pumpe herauspressen.
Durch die Form beziehungsweise Lage der Rotoren und Steuerschlitze kann die ventillose Pumpe
bei geringem Totvolumen einen kontinuierlichen
quasi pulsationsfreien Förderstrom aufbauen.
Bei Bedarf wird durch Drehrichtungswechsel der
Förderstrom der selbstansaugenden Pumpe auch
umgedreht. Je nach Materialauswahl für Gehäuse
und Rotoren (Metalllegierungen oder Keramik
beziehungsweise Kunststoff ) lassen sich auch
extrem korrosive Medien präzise fördern.
Dipl. Chem. Andreas Zeiff und Dipl.-Ing. (FH)
Dietrich Homburg arbeiten als Fachjournalisten beim Redaktionsbüro Stutensee.
Bild 3: Der elektronisch kommutierte Kleinstmotor mit
integriertem Speed Controller
lässt sich leicht in eigene Anwendungen einbinden.
Bild: FAULHABER
1/2012
36
Komponenten
Bürsten für industrielle Anwendungen
N eues T est C enter von K ullen
Bürsten auf dem Prüfstand
V O N M ichael G rupp
Bürsten sind überall: Sie entgraten massive Motorblöcke und befördern empfindliche Tomaten, sie reinigen
Backbleche und dichten Türen ab. Jede Bürste ist anders – und Kullen geht der optimalen Bürste gründlich an
die Borste. Mit wissenschaftlicher Akribie und im neuen TestCenter.
Erprobung der Abtragleistung, abhängig von
Bauteil, Werkstoff und
Besatzmaterial.
D
ie Welt der Bürsten ist grenzenlos.
In der Automobil-Industrie werden ganz andere Ansprüche an
eine spanlos arbeitende Bürste gestellt
als zum Beispiel in der Lebensmittel-Industrie, wo Hygiene eine dominierende Rolle spielt. Dementsprechend viele
Bürsten gibt es auf dem Markt: von der
Drahtbürste über Kunststoffbürsten bis
hin zu Modellen mit Naturborsten. Typische industrielle Anwendungen sind
zum Beispiel die Kantenverrundung von
Schneidwerkzeugen nach dem Schleifprozess oder die Entfernung von Graten
an Gussteilen.
Einblick in das
neue Kullen-TestCenter. Bilder: Kullen
1/2012
Über 141.000 unterschiedliche Bürsten
bietet Kullen an – und damit StandardBürsten aus einem so breiten Produktportfolio wie wohl kein anderer Wettbewerber. Dazu kommen die zahlreichen
Möglichkeiten von kundenspezifischen
Entwicklungen. Der optimalen Bürsteneigenschaft geht der Reutlinger Hersteller
systematisch auf den Grund – in seinem
neuen TestCenter. „Natürlich haben wir
schon früher kundenspezifische Bürsten
entwickelt und getestet. Aber im neuen
TestCenter haben wir jetzt das technische Equipment plus Anwendungsmaschinen an einer Stelle im Unternehmen
zentralisiert“, erläutert Marketingleiter
Frank Hakh.
Bürsten für die Industrie
Kullen beschäftigt weltweit rund 500
Mitarbeiter. Im Stammwerk in Reutlingen sowie in den zwei Tochterfirmen
in Großbritannien (R.I.B., Llandovery
und Kleeneze Sealtech, Bristol), bei
Beilun, dem chinesischen JointVenture, und bei HK-Entgrattechnik,
dem Spezialisten für mechanisches
Entgraten (ebenfalls Sitz in RT).
Das Produktionsprogramm von Kullen
umfasst mehr als 141.000 Bürstentypen und wird in über 74 Länder
exportiert. Die Hightech-Fertigung
unterstützt maßgeschneiderte Bürstenlösungen wie auch wirtschaftliche
Großserien für nahezu alle Anwendungsbereiche.
Praxisnahe Dauererprobung
Neben zahlreichen Prüfgeräten befindet
sich hier auch ein modernes CNC-Center,
mit dem die Bürste nach Einzeltests der
praxisnahen Dauererprobung ausgesetzt
wird. Vorher stehen aber üblicherweise
der Test und die Optimierung einzelner
Bürsteneigenschaften auf dem Plan. Welches Material, welche Bürstenform, welche Borstenlänge und -form kommen in
Frage? Gerade in der Fertigung ist Kullen
besonders flexibel. Das Portfolio reicht von
hohen und damit wirtschaftlichen Auflagen
bis hin zu handgearbeiteten
Kleinserien für
Spezialanwendungen.
„Lösungen für
Neukunden sind
bei uns oft auch
Neu-Entwicklungen“ erklärt Frank Hakh
weiter. „Natürlich bieten wir auch unsere Standard-Bürsten an, aber von Kullen
kommen vor allem auch die optimierten
Bürsten. Denn es gibt immer etwas zu
verbessern – die Standzeit, die Gründlichkeit, die Wirtschaftlichkeit.“
Und so laufen gerade im Dauertest
Kullen-Bürsten, mit denen Dichtflächen,
Ausfräsungen, Taschen und Bohrungen
von Getriebegehäusen entgratet werden. Diese speziell für den Kunden entwickelten Teller- und Pinselbürsten sind
exakt an die Konturen des Bauteils angepasst und für den Nass-Einsatz geeignet.
Ziel der Tests ist die Verkürzung der Taktzeit bei gleichzeitiger Optimierung der
Prozess-Sicherheit.
„Durch unsere Erfahrung können wir
Testserien und Testdauer im Normalfall
kurz halten“, da ist sich Hakh sicher. „Aber
auf Kundenwunsch testen wir auch schon
mal über die gesamte Lebensdauer einer
Kullen-Bürste. Und das kann dauern.“ r t
Komponenten
Pressensysteme R ationelles R ichten von G ussteilen
Produktiver pressen
Das niederländische Unternehmen CIREX – die weltgrößte Wachsausschmelz-Gießerei – setzt zum Richten und Kalibrieren von Gussteilen
auf Vier-Säulen-Pressensysteme von TOX PRESSOTECHNIK.
G
eht es um Gussteile, die nach dem
Wachsausschmelzverfahren hergestellt werden, gilt der niederländische Spezialist CIREX international gesehen als eine der ersten Adressen. Das
Wachsausschmelzverfahren kommt vor
allem für die Produktion aufwändig geformter beziehungsweise schwieriger
Bauteile zur Anwendung. Aufgrund relativ geringer Werkzeugkosten rechnet sich
dies bereits ab kleineren Stückzahlen. Bei
diesem Verfahren wird das Modell zuerst
in Wachs gegossen, wobei die Wachsmodell-Fertigung für größere Serien auch
mittels Spritzgießen erfolgen kann, und
dann mit einer keramischen Schicht quasi versiegelt. Anschließend kommen die
Gießformen (bei kleinen Bauteilen auch
Gießtrauben genannt) in den Autoklaven. Dort schmilzt das Wachs und übrig bleiben die keramischen Formen, die
in einem weiteren Ofen einem Sinter-/
Backprozess unterzogen werden. Nun
lässt sich in die Keramikmodelle das entsprechend verflüssigte Metall eingießen.
Nach dem Abkühlen schlägt man die Keramikschicht ab und übrig bleiben die
kontur- und formnahen Gussteile. Frank
ten Tusscher, verantwortlicher Qualitätsingenieur bei CIREX, führte dazu aus: „Mit
dem Wachsausschmelzverfahren ist es
möglich, den Konstrukteuren eine große Gestaltungsfreiheit zu erlauben und
trotzdem eine hohe Teile-Genauigkeit zu
erzielen. Wir erreichen hier problemlos
Toleranzen im Bereich weniger ZehntelMillimeter und können die Teile auch reproduzierbar genau herstellen.“
Effizient-präzises Richten
genauer Gussteile
CIREX liefert hauptsächlich anspruchsvolle
Serien-Bauteile für die Automotive-Indus
trie, zum Beispiel für die Bereiche Kraftstoff-
pumpen-Gehäuse, Cabrioverdeck-Schließmechanik und Motorkomponenten, und
außerdem Bauteile für den Maschinenbau,
die Medizintechnik, die Elektrotechnik und
vor allem auch für die Luftfahrtindustrie.
Die Gießteile bestehen zumeist aus Stahl
oder aus Edelstahl. Obwohl gerade das
Wachsausschmelzverfahren dünnwandige und exakte Werkstücke möglich macht,
müssen die Gussteile oftmals nachgearbeitet werden. Dies erfolgt im Normalfall
im tschechischen Zweigwerk von CIREX
durch Kontrolle sowie anschließendes
Richten/Kalibrieren und Oberflächen-Finish. Um die Kapazitäten dem stetig wachsenden Geschäftsgang anzupassen, investierte CIREX in eine weitere Kalibrierpresse.
Nachdem man schon mit der bestehenden Kalibierpresse, die von TOX PRESSOTECHNIK hergestellt und über die niederländische Tochter-Gesellschaft geliefert
wurde, beste Erfahrungen machen konnte, entschieden sich Frank ten Tusscher
und seine Kollegen auch diesmal für
ein TOX-Pressensystem: „Die vorhandene Presse arbeitet seit Jahren äußerst zuverlässig und sehr präzise. Jedoch sind die Zyklus-Zeiten schon voll
ausgereizt und wir benötigten dringend mehr Kapazität. Zudem wollten
wir mit der neuen Presse sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Achse
richten, was bis dato in zwei getrennten Prozessstufen geschieht und folglich sehr
zeitaufwändig ist.“
Gesamtansicht der Sonderpresse von CIREX zum
Richten, bestehend aus
einer TOX-4-Säulen-Presse
MAG 050 sowie zwei links
und rechts angeflanschten Richt-Einheiten.
Bild: TOX PRESSOTECHNIK
Flexibler und leistungsfähiger
durch Funktionsintegration
Nach ausführlicher Bedarfsanalyse und
Beratung durch die Anwendungsingenieure von TOX PRESSOTECHNIK fiel die
Wahl auf eine Vier-Säulen-Presse der Baureihe MAG. Diese Pressen zeichnen sich
durch eine optimale Belastungsverteilung
über die gesamte Aufspannfläche sowie
eine minimale symetrische Aufbiegung,
auch unter Hochlast, aus. Der hier verwendete Pressentyp MAG 050 hat einen
Werkzeugeinbauraum von 430 Millimetern Länge und ist mit einem TOX-Kraftpaket-Antriebszylinder S 75 mit 300 Millimeter Gesamthub, davon 20 Millimeter
Krafthub, ausgerüstet. Der Antrieb leistet
zum vertikalen Richten/Kalibrieren maximal 493 kN Presskraft. Zum horizontalen
Richten/Kalibrieren ist eine pneumohydraulische KT-Antriebseinheit, bestehend
aus zwei Hydraulikzylindern, die über einen TOX-Druckübersetzer ES angetrieben werden, installiert. Diese kompakte
Kombination liefert Presskräfte bis 300 kN
bei einem Hub von total 150 Millimetern.
Wie Frank ten Tusscher erklärte, sind diese Presskräfte 500 kN in vertikal und 300
kN in horizontal sowie die Hübe optimal
für diese Anwendung und bergen sogar
Reserven für künftige Richt- und Kalibrieraufgaben. Die Steuerung ist so konzipiert,
dass die Abläufe zum einen manuell/halbautomatisch oder auch automatisch erfolgen und dass sich zum anderen mehrere
Prüfprozesse für verschiedene Werkstücke
hinterlegen beziehungsweise bei Bedarf
erneut abrufen lassen.
Abschließendes Resümee von
CIREX: „Mit dem neuen Pressenbeziehungsweise Antriebskonzept
erzielen wir eine deutliche Produktivitätssteigerung bei einem erheblichen Flexibilitätszuwachs. Wir
konnten die Zykluszeit stark verkürzen, weil die Presse anders angesteuert wird. Außerdem können
wir jetzt der Steuerung den Zyklusablauf vorgeben.
Das Umstellen erfolgt praktisch rüstfrei durch einen
Knopfdruck und es
muss nur das entsprechende Werkzeug beziehungsweise die Teileaufnahme
ausgewechselt werrt
den.“
1/2012
37
38
Automatisierung
Spezialstähle für die Chemie-Industrie H erstellung von H ochdruckrohren
Stahl muss halten,
was er verspricht
V on M elanie B iskup
Das Spielzeugauto, der Infusionsbeutel, die Mülltonne oder die Shampooflasche – sie alle bestehen aus Polyethylen, einem vollständig recycelbaren Kunststoff. Hergestellt wird er in so genannten Low-Den
sity-Polyethylen-(LDPE-)Anlagen, in denen die aus Rohbenzin gewonnenen Ethen-Moleküle unter extrem hohem Druck und Temperaturen
zu langen Ketten verknüpft werden. Dementsprechend hoch sind
auch die Anforderungen, die die aus Hochdruckrohren zusammengesetzten LDPE-Anlagen erfüllen müssen. Zur Herstellung dieser Rohre
werden daher ausschließlich Spezialstähle verwendet.
Elektrolichtbogenofen
der Deutschen Edelstahlwerke in Witten.
E
in führender Hersteller von Spezialstählen für die Hochdruckrohrindustrie ist die Deutsche Edelstahlwerke
GmbH. Jährlich liefert das Unternehmen
etwa 1.200 Tonnen Spezialstahl in die
Hochdruckrohrindustrie – darunter auch
Vormaterial für die Verbindungsstücke und
die Rohrbögen der gigantischen Anlagen,
die in der Regel aus bis zu 400 einzelnen
Hochdruckrohren und Hochdruckkomponenten bestehen. „Bei der Herstellung von
Polyethylen herrschen in der LDPE-Anlage zwischen 3.200 und 3.600 bar Druck
und bis zu 300 Grad Celsius“, erläutert Peter Grüneberg, Vertriebsmitarbeiter Spezialstahl der Deutschen Edelstahlwerke
GmbH. Zum Vergleich: Eine herkömmliche
Haushaltswasserleitung verfügt über einen Druck von mindestens 3 bar.
„Unter diesen extremen Bedingungen
kommen für das Vormaterial nur hochfeste und hochzähe Stähle mit einem
sehr geringen Anteil an Phosphor, Zinn
und Antimon in Frage, da diese Elemente die Zähigkeit des Stahls negativ beeinflussen würden“, fügt Grüneberg hinzu.
Um die hohen Anforderungen der Hochdruckrohrindustrie in Sachen Zähigkeit
und Festigkeit erfüllen zu können, beliefern die Deutschen Edelstahlwerke ihre
Kunden mit Spezialstählen, die auf einer
ausgewogenen Kombination der Legierungselemente Nickel, Chrom, Molybdän und Vanadin basieren. Dazu gehören
zum Beispiel die drei Werkstoffe Firmodur
6580, Firmodur 6957 und Firmodur 6959.
„In den letzten Jahren hat sich ein eindeutiger Trend zum 1.6957 entwickelt“,
so Grüneberg. „Die Rohrproduzenten tendieren zu immer dünnwandigeren Rohren. Das heißt, bei gleichem Innendurchmesser liegt der Außendurchmesser eines
Standardreaktorrohrs heute bei 150 Millimeter, früher waren es um die 180 Millimeter. Und je dünner die Wände, umso
höher sind die Ansprüche an den Stahl.
Der 1.6957 erfüllt sie, da sein Nickelgehalt
im Vergleich zu den anderen Werkstoffen
deutlich höher liegt und sich das positiv
auf die Durchvergütbarkeit und damit auf
die Zähigkeit des Materials auswirkt.“
Bei Nischenprodukten
zählt Erfahrung
Schmiedemaschine am Standort
Krefeld.
1/2012
Gegenüber einer sehr hohen Produktvielfalt und einem Jahresversand von rund
einer Million Tonnen Edelstahllangprodukte jährlich sind die Spezialstähle für
Hochdruckrohre wahrlich kein Massen-
Automatisierung
Spezialstähle für die Chemie-Industrie produkt der Deutschen Edelstahlwerke. Im Gegenteil: Mit 1.200 Tonnen im
Jahr handelt es sich um ein absolutes
Nischenprodukt, dessen Herstellung jedoch viel Know-how und moderne Technik erfordert. Das bestätigt auch Werner
Kordasch, Produktionsmanager bei der
BHDT GmbH. Das österreichische Unternehmen stellt Hochdruckanlagen und
Hochdruckkomponenten für die chemische Industrie her und ist seit 2004 Kunde der Deutschen Edelstahlwerke.
„Als Lieferant für die Chemieindustrie
müssen wir viele Sicherheits- und Lizenzvorschriften einhalten und die Herstellung
unserer Rohre ausführlich dokumentieren. Diese Dokumentation beginnt bereits
beim Stahllieferanten“, so Kordasch und
er fügt hinzu: „ Bei der Auswahl setzen wir
vor allem auf langjährige Erfahrung. Wir
arbeiten nur mit Firmen, die den Werkstoff kennen und wissen, wie sie ihn behandeln müssen.“ BHDT bekommt im Jahr
rund 500 Tonnen Spezialstahl in Form von
16 Meter langen Stäben mit einem Durchmesser zwischen 60 und 250 Millimeter
von den Deutschen Edelstahlwerken geliefert. Dickere Qualitäten werden für die
Herstellung von Flanschen und Schrumpfbuchsen eingesetzt. „Es gibt nicht viele
Edelstahlproduzenten, die Stäbe in dieser
Länge liefern“, ergänzt Kordasch.
Wenn das Vormaterial die Betriebe von
BHDT erreicht, hat es allerdings schon einen langen Fertigungsprozess durchlaufen. Er beginnt am Standort Witten der
Deutschen Edelstahlwerke, wo im Elek
trolichtbogenofen selektierter Schrott gemeinsam mit den Legierungselementen
erschmolzen wird. Während des Schmelzprozesses wird viel Sauerstoff hinzugegeben, um den unerwünschten Phosphor
in der Schlacke abzuscheiden. Bei der anschließenden sekundärmetallurgischen
Behandlung in der Vakuumanlage (VODAnlage) entweichen unter vermindertem Druck die im Metall gelösten Gase,
was vor allem in Kombination mit einer
Spülstandbehandlung zu einem höheren
Reinheitsgrad führt. Ein Verfahren, das in
den frühen 60er Jahren am Standort Witten erfunden wurde und seitdem zu den
Spezialitäten des Unternehmens gehört.
Je nach gewünschter Endabmessung wird
der flüssige Stahl dann entweder in Kokillen zu Blöcken oder in der Stranggussanlage zu Vierkant-Brammen vergossen.
Weiter geht es mit derWarmumformung.
Dünnere Abmessungen bis etwa 150 Mil-
limeter rund, meistens Stranggussmaterial, werden im Walzwerk weiterverarbeitet. Blockgussmaterial wird nach Krefeld
transportiert, wo es auf einer der größten
Langschmiedemaschinen der Welt, der RF
70, zu Stäben mit einem Durchmesser von
etwa 155 bis 250 Millimeter verarbeitet
wird. Bei kleineren Zielabmessungen mit
einem Durchmesser zwischen 50 und 135
Millimetern und einer maximalen Länge
von 14 Metern kommt alternativ die Wittener Schmiedemaschine LSX 25 zum Einsatz – je nach Kundenwunsch oder Vorgabe der Anlagenhersteller, die traditionell
häufig das Schmiedeverfahren dem Walzen vorziehen. Zu guter Letzt erfolgt eine
anspruchsvolle Wärmebehandlung, bei
der durch das Härten und Anlassen des
Stahls die gewünschten Festigkeits- und
Zähigkeitseigenschaften fixiert werden.
Nach abschließender Ultraschallprüfung
und Adjustage erfolgt der Transport zum
Kunden.
Peter Grüneberg, Vertriebsmitarbeiter Spezialstahl der
Deutschen Edelstahlwerke, mit Stäben für Hochdruckrohre.
Bilder: Deutsche Edelstahlwerke / BHDT
Sicherheit und Langlebigkeit –
eine Frage des Reinheitsgrads
„Sobald die Stäbe bei uns eingetroffen
sind, werden sie nach erfolgter Eingangskontrolle an Tieflochbohrmaschinen längs
gebohrt“, erklärt Werner Kordasch. Es entsteht ein Rohr, dessen Innenoberfläche
im Anschluss mithilfe von Honmaschinen
weiter verfeinert wird. Um initiale Risse in
der Oberfläche auszuschließen, führt auch
BHDT noch eine Ultraschall- oder Wirbelstromprüfung durch. Dann werden an den
Rohrenden Gewinde angebracht, mit denen sich die einzelnen Rohre später zu ganzen Hochdruckanlagen verbinden lassen.
Bei der abschließenden Autofrettage
wird das Rohr noch einmal auf Herz und
Nieren geprüft, indem man es einem über
dem späteren Betriebsdruck und über der
Streckgrenze liegendem Innendruck aussetzt. Eine Messeinrichtung hält fest, wie
stark sich das Rohr dabei verformt. In der
Schweißerei erhält das Rohr noch einen
Heizmantel aus einem einfachen, nahtlosen Stahlrohr, das dem Hochdruckrohr
übergestülpt und mit einer Schrumpfbuchse fixiert wird. Diese dient außerdem
der weiteren Abdichtung.
Investitionen in ein kleines,
aber wichtiges Segment
800 Hochdruckrohre fertigt BHDT jährlich
für den Einsatz als Reaktor- oder Kühlrohre in LDPE-Anlagen. Zahlen, die belegen,
wie speziell dieses Marktsegment ist:
39
Tieflochbohrmaschine der Firma BHDT.
Weltweit werden pro Jahr nur etwa ein
bis zwei neue Anlagen gebaut – vorzugsweise dort, wo Ölquellen natürlicherweise vorhanden sind, etwa im mittleren Osten. In Europa besteht das Kerngeschäft
eher aus der Erweiterung und Instandhaltung bestehender Anlagen. Dass der
weltweite Bedarf des umweltfreundlichen Polyethylens zurückgeht, zeichnet
sich mit Blick auf die asiatischen Märkte
nicht ab. Die Deutschen Edelstahlwerke
wollen diese Entwicklungen künftig weiter begleiten und arbeiten kontinuierlich
daran, den Reinheitsgrad der Stähle und
damit die Lebensdauer der Hochdruckrohre weiter zu erhöhen.
„Mit der 2014 abgeschlossenen Modernisierung der Sekundärmetallurgie am
Standort Witten schaffen wir die besten
Voraussetzungen dafür“, berichtet Peter
Grüneberg von der mit 50 Millionen Euro
bezifferten größten Investition für den
Standort seit 20 Jahren. Das neue Konzept
verbessert nicht nur die logistischen Prozesse, die Umwelttechnik und die Arbeitssicherheit, sondern steigert mit einer erweiterten Legierungsbunkeranlage und
VD/VOD-Anlagen der jüngsten Generation langfristig Produktqualität, Reinheitsto
grad und Werkstoffvielfalt.
1/2012
40
Simulation innovativer Werkstoffe I ntegrative W erkstoffmodellierung von K unststoffen
Materialien effizienter simulieren
von M artin K racht
Die Anforderung, mit Energie sparsam und effizient umzugehen, durchdringt heute alle Bereiche technischer
Entwicklungen. Eine wesentliche Rolle nimmt dabei der Leichtbau ein. Unter anderem wird deshalb immer öfter über die Substitution von Metallteilen durch Kunststoffbauteile nachgedacht. Durch die Verstärkung von
Kunststoffen mit Fasern werden besonders gute gewichtsbezogene Steifigkeiten und Festigkeiten sowie sehr
gute Ermüdungseigenschaften erzielt. Die großen Chancen stellen den Konstrukteur allerdings auch vor große
Herausforderungen, zu deren Bewältigung die rechnerische Simulation ein ideales Hilfsmittel ist.
D
as Spritzgussverfahren mit kurzfaserverstärkten Thermoplasten wird
der enormen Designfreiheit und
der kostengünstigen Herstellung vor allem bei großen Stückzahlen besonders
gerecht. Außerdem lassen sich über die
Ausrichtung der Fasern gerichtete mechanische Eigenschaften realisieren, die
auf die jeweiligen Einsatzbedingungen
abgestimmt sind. Das große Potenzial
der Kunststoffe ist dabei allerdings noch
keineswegs ausgeschöpft. Hinzu kommen die besonderen elektrischen, magnetischen, optischen und thermischen
Eigenschaften der Kunststoffe, die vielfältige Einsatzmöglichkeiten erschließen.
Zur Bewältigung dieser Herausforderungen bietet sich die rechnerische Simulation an. Verstärkte und damit heterogen
aufgebaute Werkstoffe lediglich durch
globale Kennwerte zu beschreiben, ist dabei oft nicht mehr Ziel führend. Neue Methoden berücksichtigen bei der Materialmodellierung die Mikrostruktur. Matrix,
Bild 1: Lastverhalten abhängig von der Faserausrichtung.
1/2012
Fasern und andere Inklusionen werden
durch Angabe der relevanten Eigenschaften und des jeweiligen Massenanteils zu
einem Materialmodell komponiert.
Diverse Einflussfaktoren sind zu
berücksichtigen
ser Aufgabenstellung das Verhalten von
heterogenen Werkstoffen auf der Grundlage ihrer Mikrostruktur beschrieben und
vorhergesagt werden. Dazu werden geeignete Materialgesetze synthetisiert, die
Ein wesentlicher Einfluss auf die Mikrostruktur ergibt sich
aus der Orientierung
der Faserpartikel aufgrund des Spritzgussprozesses. Die
Bilder: CADFEM
unterschiedliche Aus- Bild 2: Materialmodellierung – Einzelphasen.
richtung der Fasern
führt zu einer signifikanten Variation der mit FE-Programmen (Finite Elemente) zur
lokalen Materialsteifigkeiten in Verbin- Analyse komplexer Bauteile gekoppelt
dung mit einem stark anisotropen Ver- werden können und die Faserlage aus
halten. Kritische Bereiche, in denen die dem Spritzgussprozess berücksichtigen.
Faserorientierungen auf engem Raum Dieser integrative Ansatz fußt auf der Sistark variieren, zum Beispiel Bindenähte, mulation des Spritzgießens, das heißt der
gehören zu den besonderen Aufgaben Berechnung des Füllvorgangs der Baufür die Berechnung. Vor allem in diesen teilform. Die daraus resultierende FaserlaBereichen ist auch das nichtlineare Belas- ge wird anschließend auf das Modell der
tungsverhalten des Werkstoffs zu berück- Strukturberechnung übertragen.
sichtigen, das durch die Kunststoffmatrix
dominiert wird. Die wesentlich steiferen, Eine durchgängige
üblicherweise verwendeten Glas- oder Simulationsumgebung nutzen
Kohlefasern, verhalten sich hingegen na- Die Einbettung der Werkstoffmodelliehezu linear bis zum Bruch. Dadurch erge- rung in eine durchgängige Simulationsben sich erhebliche Unterschiede beim umgebung ist entscheidend für einen
Vergleich der Steifigkeiten quer und längs effizienten Produktentwicklungsprozess.
zur Hauptfaserrichtung (Bild 1). Weitere Deshalb wird von DIGIMAT für das von
Einflussfaktoren sind die Temperatur und der CADFEM GmbH vertriebene FE-Programmsystem ANSYS ein eigens konzidie Belastungsgeschwindigkeit.
Mit der Software DIGIMAT der belgi- piertes Menü zur Verfügung gestellt, das
schen Firma e-Xstream kann im Sinne die- den Benutzer durch alle notwendigen
Simulation innovativer Werkstoffe Schritte führt, ohne dass die gewohnte
Oberfläche verlassen werden muss. Die
integrative Simulation zur Analyse von
Spritzgussbauteilen berücksichtigt also
den Herstellungsprozess. Das entsprechende Vorgehen wird im Folgenden beschrieben:
Für den heterogen aufgebauten Verbundwerkstoff werden effektive Eigenschaften eines Ersatzmaterials durch
Homogenisierung der einzelnen Materialphasen generiert (Bild 2). Das Homogenisierungsverfahren basiert auf
der mikromechanischen analytischen
Grundlösung von Eshelby, die von elliptischen Inklusionen ausgeht. Der Vorteil
einer analytischen Grundlösung besteht
in den geringen Anforderungen an die
Rechenzeit. Dadurch wird die direkte
Kopplung an FE-Programme und die Simulation nichtlinearer Effekte am Bauteil
bei sinnvollen Rechenzeiten möglich.
Absicherung durch Tests
realen Materialverhaltens
Um quantitative Aussagen zu treffen, ist
es notwendig, das synthetisch erzeugte
Materialmodell mit dem realen Materialverhalten abzugleichen. Für diesen als
„Reverse Engineering“ bezeichneten Abgleich werden einfache Experimente verwendet, in der Regel Zugversuche, aber
auch Drucktests und Biegeproben. Die
Proben werden aus einfachen, im Spritzgussverfahren hergestellten Probenplatten entnommen und sollen nicht nur
die möglichen Anisotropieachsen repräsentieren – empfohlen sind 0°, 45°, 90°
zur Flussrichtung –, sondern auch bei
Temperaturen und Belastungsgeschwindigkeiten getestet werden, die für den
Bauteileinsatz typisch sind. Ausgewählte Materialparameter des synthetischen
Modells werden im Reverse Engineering
so verändert, dass in der Simulation die
Versuchsergebnisse möglichst genau
wiedergegeben werden. Wenn die für die
Anpassung des Materialgesetzes erforderlichen Messdaten nicht in eigenen Prüflaboren ermittelt werden, können diese
auch über die Materialhersteller oder externe Labore bezogen werden. DIGIMAT
stellt hierzu mit dem Modul MX eine eigene Plattform zur Verfügung, die nicht nur
eine Datenbank enthält, sondern auch
Speicherung und Pflege eigener Daten
ermöglicht und die Kommunikation mit
den in der Datenbank vertretenen namhaften Herstellern erleichtert.
41
Schließlich müssen noch die Orientierungen aus dem Spritzgussmodell auf das Modell für die
strukturmechanische Simulation
übertragen werden. Dieser Mapping genannte Prozess ist erforderlich, weil die Modelle in der
Regel unterschiedlich diskretisiert sind.
Die Implementierung dieser
Technologie an gängige FE-Solver wie zum Beispiel ANSYS erfolgt nach dem Prinzip der Arbeitsteilung: In der Schnittstelle
zu DIGIMAT fragt der FE-Solver Bild 3: Detailmodellierung repräsentativer Volumenelemente.
die Materialeigenschaften auf Elementebene an, extern in DIGIMAT wird
dann das Verhalten unter Berücksichti- Prozesskette: Spritzguss –
gung der Orientierungen berechnet und strukturmechanische Simulation
Damit hat sich die Prozesskette zwischen
dem FE-Solver zur Verfügung gestellt.
Der Homogenisierungsansatz ermög- Spritzguss und strukturmechanischer Silicht auch die Auswertung der Ergeb- mulation geschlossen. Überdies ermögnisse bis auf Phasenebene. Spannungen licht die Materialsynthese parametrische
und Dehnungen, aber auch Versagens Studien der Einflüsse bei Veränderungen
indikatoren können für die Matrix und in den einzelnen Materialphasen von der
die Inklusionen getrennt ausgegeben Matrix über die Fasern bis hin zu zusätzliwerden. Sehr detaillierte Analysen des chen Partikeln. Die Methodik ist nicht nur
Materialverhaltens, möglicher Lastpfade dem Werkstoffspezialisten zugänglich,
und Versagensmuster sind durch Ausmo- sondern stellt in der eingängigen praktidellieren des Materialaufbaus, das heißt schen Umsetzung vor allem auch für den
der Form und Verteilung der Mikrostruk- Konstrukteur ein wichtiges und unverturbestandteile, mit Hilfe der FE-Metho- zichtbares Werkzeug für die Auslegung
de möglich. Der damit verbundene Be- spritzgegossener Bauteile dar (Bild 4).
Der integrative Ansatz findet in der
rechnungsaufwand erzwingt allerdings
die Beschränkung auf einen charakteris- kunststoffverarbeitenden Industrie grotischen Ausschnitt. Ein solches repräsen- ßes Interesse. Nicht nur große Materialtatives Volumenelement kann mit DIGI- hersteller, auch Automobilzulieferer,
MAT aufgebaut werden. Es wird an den Haushaltsgeräte- oder ElektronikherFE-Solver übergeben, vernetzt, mit Rand- steller richten ihre Aufmerksamkeit zubedingungen und Lasten versehen und nehmend auf das Thema „integrative Sito
mulation“. analysiert (Bild 3).
Bild 4: Prinzip der integrativen Simulation mit DIGIMAT.
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COMSOL-Konferenz, 26. bis 28. Oktober 2011
F ü nfte E urop ä ische C O M S O L - K onferenz 2 0 1 1 in L udwigsburg
Ein umfassendes Programm
Vom 26. bis 28. Oktober stellten in Ludwigsburg bei Stuttgart Ingenieure, Wissenschaftler und Forscher ihre
Arbeiten und Erfolge aus dem Bereich multiphysikalische Simulation vor. Mit rund 400 Teilnehmern wurde
die europäische COMSOL-Konferenz in diesem Jahr eröffnet. Über die neuesten Anwendungen und Möglichkeiten in der multiphysikalischen Simulation wurde in 120 Anwendervorträgen, 90 Poster-Sessions und 24
Minikursen umfassend informiert.
D
ie COMSOL-Konferenz 2011 bot den
Konferenz-Teilnehmern aus ganz
Europa die Möglichkeit, sich über
die neusten Entwicklungen im Bereich
multiphysikalischer Simulation zu informieren und auszutauschen.
Svante Littmark, CEO von COMSOL, läutete den ersten Tag der Konferenz ein mit
den Visionen des Unternehmens und gab
einen Ausblick auf die künftige Entwicklung der Software-Umgebung COMSOL
Multiphysics. „Wir freuen uns, die diesjährige europäische COMSOL-Konferenz
in Ludwigsburg ausrichten zu können“,
sagte Dr. Bernhard Fluche, Geschäftsführer Comsol Multiphysics GmbH. „Mit Keynote-Vorträgen von Siemens und Bosch
konnten wir so zwei lokale, namhafte
Großunternehmen dafür gewinnen, an
der Konferenz vorzutragen und ihre Erfahrungen mit den Teilnehmern aus den
unterschiedlichen Industrie- und Forschungsbereichen zu teilen.“ So berichtet
Alexander Frey von der Siemens AG über
den Einsatz der Comsol-MultiphysicsSoftware in einem Vortrag über „Design
and Development of Microsystems within
a Corporate Research Environment by Utilizing Comsol Multiphysics“. Auch Jan Ohs
1/2012
von der Robert Bosch GmbH bot eine interessante Keynote über „Modelling degradation phenomena in PEM fuel cells
using Comsol Multiphysics”.
Darüber hinaus wurde in KeynotePräsentationen aus den Bereichen Dia
gnostik, Mikrosystemtechnik, Brennstoffzellentechnologie und Bauphysik über
Möglichkeiten der multiphysikalischen
Simulation in praktischen Anwendungen
sowie den Einsatz der Software in Forschung und Lehre berichtet.
Die Vortragenden der technischen Präsentationen kommen aus allen Indus
trie- und Forschungsbereichen und behandeln Themengebiete wie Akustik,
Biotechnologie, CFD (Computational
Fluid Dynamics), Verfahrenstechnik, Wärmeübertragung,
elektromagnetische
Felder, Strukturanalyse, mikroelektromechanische Systeme, Mikrofluidtechnik,
Optik und piezoelektrische Geräte.
Wie bereits in den letzten Jahren fanden zahlreiche Minikurse und Übungen
statt, in denen sich die Anwender der
Simulationssoftware weiterbilden konnten. Poster Sessions und eine umfangreiche begleitende Fachausstellung rundeten das Konferenzangebot ab.
Besonderes Highlight der Veranstaltung
war die Produktpräsentation von Version 4.2a, ein umfassendes Update der
Modellierungs- und Simulationsumgebung Comsol Multiphysics. Mit 4.2a erscheinen zwei neue Produkte, einmal
das Particle-Tracing-Modul, mit dem es
möglich ist, Teilchenbahnen für jede beliebige Teilchen-Feld-Analyse zu berechnen und zu visualisieren. Ferner bietet
die neue Version den LiveLink, eine bidirektionale Schnittstelle für Creo Parametric, sowie zahlreiche andere neue
Funktion, die ein leistungsfähigeres
Modellieren ermöglicht. Comsol Multiphysics ist somit noch technischer geworden und bietet zugleich eine einheitliche Simulationsumgebung für alle
Anwendungen.
Die Gold-Sponsoren der COMSOL-Konferenz 2011 sind MatWeb, SpaceClaim
und Wenger Engineering. Weitere Sponsoren sind BS SimCon, HLRS und Simpleware. Mediapartner waren in diesem Jahr
Design World, Konstruktionspraxis, Microwave Journal, Machine Design, Maschinenmarkt, Nanoforum, Tech Briefs, Physik
Journal, Physics World und Scientific
bw
Computing World. CAD & Design
PLM Connection Europe in Linz, Österreich M arkteinf ü hrung der neuen V ersion N X 8 und T ecnomatix 1 0
Einfachere Handhabung
Auch in diesem Jahr trafen sich Kunden zur europäischen Anwenderkonferenz vom 17. bis 19. Oktober wieder in Linz. Sie bot mit 140 Vorträgen zu Teamcenter-, NX- und Tecnomatix-Produkt-Funktionalitäten wertvolle Einblicke in den Einsatz in unterschiedlichen Branchen. Mit 850 Teilnehmern aus 25 Ländern weltweit
wurden die Erwartungen im Vergleich zum Vorjahr erneut übertroffen. Die Ausstellerzahl hat sich auf 40 erweitert. Das Hauptgewicht der Konferenz lag auf den Präsentationen der neuen Version NX 8 und von Tecnomatix 10. Zu Tecnomatix 10 haben wir uns mit Andreas Saar, Vice President Produktentwicklung, und Mirko
Bäcker, Manager Produktmarketing für Tecnomatix bei Siemens PLM Software, unterhalten.
Digital Engineering Magazin: Welchen
ersten Eindruck vermittelt Ihnen die neue
Version Tecnomatix 10?
Andreas Saar: Der Hauptschwerpunkt
von Tecnomatix 10 liegt in der Vielfalt
der Technologie. Das beginnt mit der digitalen Analyse einzelner Prozessschritte
über die Optimierung von Arbeitsbedingungen und Betriebsmitteln bis hin zur
Fabrikoptimierung und -planung gesamter Fertigungs- und Montagelinien. Aber
größte Bedeutung hatte bei der Entwicklung von Tecnomatix 10 die Benutzerfreundlichkeit.
Die heutigen Fertigungsprozesse sind
sehr komplex und die Datenflut steigt
immer weiter an, speziell wenn man einen Blick in die Automobil- oder in die
Aerospace-Industrie wirft. Die eigentliche Aufgabe besteht hier darin, diese Information so einfach und so handlich wie
möglich dem Anwendern zur Verfügung
zu stellen, und zwar in der Kombination
aus digitalen und grafischen Daten.
Bislang war es noch immer sehr kompliziert, doch jetzt wird Anwendern die
Möglichkeit gegeben, das User-Interface
selbst der jeweiligen Aufgabe und Rolle anzuordnen, also anwenderspezifisch
anzupassen.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der
Ausgabe und Bereitstellung der Daten
für den Shopfloor, also für die Werkstatt
und Produktion. Hier ist man jetzt einen
Mit der Entwicklung des 3D-PDF-Viewers
und Integration in eine existierende Software Lösung wird dieser Vorgang extrem
vereinfacht und handhabbar. Damit lassen sich sogar dreidimensionale Daten
kompletter Baugruppen integrieren und
visualisieren. Der User, der dieses PDF
„...was neu hinzugekommen ist, ist die Schnittstelle Teamcenter zu Plant Simulation, über die
man aus der Teamcenter-Umgebung das Simulationsmodell laden und in Plant Simulation
dann weiterverarbeiten kann…“,
erläutert Mirko Bäcker, Manager Produktmarketing
für Tecnomatix bei Siemens PLM Software.
großen Schritt weitergekommen und hat
sich bei Arbeitsanweisungen auf einen
Dokumenten-Standard, das PDF, festgelegt, das sehr häufig genutzt wird, um
Daten einfach und auch sicher zu verschicken. Bisher hatten wir das Problem, dass
3D-Daten als Anhang zu einem Datensatz
verschickt wurden, wie auch Fotos oder
weitere Dokumente und Zeichnungen.
Tecnomatix 10 ermöglicht die Erstellung von 3D-PDFArbeitsanweisungen.
Komplexe Montageverfahren lassen sich
damit leichtverständlich darstellen.
dann standardmäßig mit einer Adobe
Reader Applikation öffnet, kann das Modell am Bildschirm anklicken, drehen und
von allen Seiten betrachten. Man spricht
hier von einem dynamischen PDF. Damit
hat man natürlich einen großen Sprung
bei der Bereitstellung von Information
gemacht. Die meisten so genannten Arbeitsanweisungen sind in der bisherigen
Form statisch und man hatte bis jetzt erhebliche Probleme, diese Vielzahl an Informationen aktuell an der richtigen Stelle zum richtigen Zeitpunkt verfügbar zu
machen. Doch durch die neue 3D-PDFArbeitsanweisung werden komplexe
Montageverfahren leicht verständlich.
Ein weiterer Bereich, den wir noch
nicht angesprochen haben, ist die Fabrikoptimierung, die Simulation von Durchflussanalysen, also die Optimierung von
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43
44
CAD & Design
Materialflüssen, was vor allem im Werkstattbereich sehr wichtig ist.
Mirko Bäcker: In diesem Zusammenhang sollte man auch die Schnittstelle
von Teamcenter zur Plant Simulation erwähnen. Plant Simulation ist ein objektorientiertes Simulationswerkzeug, mit
dem sich digitale Modelle logistischer
Systeme (etwa für die diskrete Produktion) erstellen lassen, um somit die Eigenschaften des Systems untersuchen und
seine Leistung optimieren zu können.
Schon länger im Bestand ist die FactoryCAD und FactoryFlow-Integration zu
Teamcenter. Aber was neu hinzugekommen ist, ist die Schnittstelle Teamcenter
zu Plant Simulation, indem man aus der
Teamcenter-Umgebung das Simulationsmodell laden und in Plant Simulation
dann weiterverarbeiten kann inklusive aller Ressourcenstrukturen, Fabrikinformation, Prozessdaten. Eben das, was man in
der Prozessplanung aufgesetzt hat und
dann in der Materialflusssimulation weiterverarbeiten möchte.
Erweitert wurde auch das Thema Time
Management ( Zeitwirtschaft), für die
klassische Prozessplanung, das Anreichern von Prozessdaten mit Zeitinformationen. Hier setzen wir auf die Integration
von TiCon, einem MTM-Anbieter. MTM
steht für Methods Time Measurement,
auch Arbeitsablauf-Zeitanalyse (AAZ),
eine Methode zur Analyse von Arbeitsabläufen und zur Ermittlung von Plan- und
Vorgabezeiten.
DEM: Die digtiale Fabrik war sehr in Richtung Automobilindustrie orientiert. Ist das
immer noch der Fall oder gibt es weitere
Branchen, die ganz besonders von der Integration dieser Lösung profitieren?
Andreas Saar: Die Automobilindustrie ist
Vorreiter in der Anwendung der digitalen
Fabrik (DF) und auch diejenige, die es am
PLM Connection Europe in Linz, Österreich Tecnomatix 10 bietet realistischere menschliche Figuren, geeignet zur Analyse komplexer Arbeitsumfänge.
Bilder: Siemens PLM Software
Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Ausgabe und Bereitstellung der Daten für den Shopfloor,
also für die Werkstatt und Produktion.
meisten vorangetrieben und nach wie
vor den größten Nutzen hat, wobei die
DF ja ein umfangreiches Thema ist – von
der Digitalisierung der Fabrik an sich bis
zu ganzen Prozessabläufen und vielem
mehr, die wir als Siemens PLM mit unserem Produktspektrum abdecken. Aber
auch im Aerospace- und Defence-Bereich ist in großem Maße die ganze Prozessseite über Tecnomatix und NX CAMTools digital abgedeckt. Im Vergleich zur
Automobilindustrie, in der zum Teil komplette Fertigungslinien digitalisiert sind,
Tecnomatix
10 ermögicht
Prozessplanung in einer
intuitiven
und hochgradig konfigurierbaren
Benuteroberfläche, die
die Produktivität steigert.
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werden hier meist komplexe Arbeitsstationen abgedeckt, beispielsweise der
Zusammenbau eines Düsentriebwerks.
Dafür bieten wir die Tools, die ein automatisches Zusammenbauen komplexer
Arbeitsschritte als digitales Abbild eines
automatisierten Bewegungsablaufs dem
Werker zur Verfügung stellt. Im Maschinenbau ist DF seltener im Einsatz und beschränkt sich hauptsächlich auf die Maschinensimulation, den CAM-Ablauf, was
wir unter Teilefertigung verstehen.
DEM ….wie hoch ist die prozentuale Verteilung auf die genannten Branchen?
Mirko Bäcker: Der Automotivbereich
nimmt hier mit 30 Prozent die Vorreiterrolle ein, gefolgt jeweils von Aerospace
und Defence mit 25 Prozent und dem
Maschinenbau. Zunehmend im Trend
liegt der Schiffsbau- und Energie-Sektor.
DEM: Für Großunternehmen ist die digitale Fabrik weitgehend fester Bestandteil
der Produktionsplanungs- und Veränderungsprozesse, jedoch stehen kleine und
mittelständische Unternehmen (KMUs)
CAD & Design
PLM Connection Europe in Linz, Österreich wegen des hohen Aufwands zur Modellierung einer Integration immer noch kritisch gegenüber. Hat sich in diese Richtung schon etwas verändert?
Andreas Saar: Es ist ein großer Aufwand,
eine gesamte Fabrik digital abzubilden.
Man braucht große Mengen an 3D-Daten; eigentlich erreicht man das in erster Linie bislang nur in der Automobilindustrie. Aber ich denke, wenn mehr und
mehr Informationen und Daten auch von
den Lieferanten zur Verfügung gestellt
werden, – sei es das digitale Abbild eines Roboters oder auch Werkzeuge, um
Produktionshallen zu scannen – wird es
immer einfacher. Dann gehe ich davon
aus, dass die digitale Welt auch im Mittelstand nach und nach Einzug hält. Die Zeit
wird kommen … es ist alles nur eine Frage der Zeit. In Deutschland können wir
dort schon gute Erfolge verbuchen, bei
denen Tecnomatix-Produkte zum Einsatz
kommen.
Mirko Bäcker: Wie schon gesagt wurde, kann die digitale Fabrik sehr vielseitig sein und selbst große Hersteller, einschließlich Automotive, haben nicht alle
Lösungen komplett implementiert, die
hier auf der Veranstaltung in den Vorträ-
In der Qualitätssicherung spielen
PMIs (Product Manufacturing Information) eine große Rolle; das
sind Informationen, beispielsweise
Formlagetoleranzen, Oberflächengüte usw., die zur Variantenanalyse an das Modell angehängt und
automatisch in nachfolgenden
Programmen in der Fertigung ausgelesen werden.
Andreas Saar: In erster Linie
gilt es, Prozesse stabil und sicher zu machen. Im Bereich
Teilefertigung beispielsweise
geht es zu 90 Prozent darum,
dass
Werkzeugmaschinen
heutzutage so komplex sind
und Werker an Maschinen
ohne Abbildung beziehungsweise ohne digitale Simulation gar nicht
mehr sicher arbeiten können. Es soll also
primär ein sicherer Prozess gewährleistet
werden, der auch qualitätsmäßig abgesichert ist. Mit Hilfe der digitalen Fabrik
lassen sich Prozesse optimieren und effizienter gestalten.
„Klar ist, dass wir versuchen, Informationen,
die ja heutzutage in vielen verschiedenen
Systemen verfügbar sind, einfacher zugänglich,
also digital verfügbar zu machen“,
so Andreas Saar, Vice President Produktentwicklung
bei Siemens PLM Software.
gen vorgestellt wurden. Mit einer Idealsituation, so wie wir sie gerne hätten, hat
man nur selten zu tun, deswegen ist die
digitale Fabrik für KMUs durchaus einsetzbar und da gibt es derzeit große Erfolge: Es existiert eben auch die digitale
Fabrik in kleinen Dimensionen. Sie können mit einer nichtintegrierten Lösung
starten, etwa mit der Materialflusssimulation an einem Arbeitsplatz, und selbst
Firmen, die über solch eine Lösung verfügen, sprechen dann von der digitalen
Fabrik. Andere sagen, man muss mindestens einen bestimmten Umfang an Software-Lösungen implementiert haben. Es
ist also eine Frage der Auslegung.
DEM: Für welche Teilbereiche wird bevorzugt die digitale Fabrik eingesetzt?
45
und mehr Unternehmen auf die PLM-Lösungen von Siemens PLM Software.
DEM: Wie sehen Sie persönlich die künftige Entwicklung der Integration von Tecnomatix in produzierenden Unternehmen?
Andreas Saar: Klar ist, dass wir versuchen,
Informationen, die ja heutzutage in vielen
verschiedenen Systemen verfügbar sind,
einfacher zugänglich, also digital verfügbar zu machen.
Mirko Bäcker: HD-PLM ist hier das Stichwort: Mit HD-PLM werden wir eine Umgebung schaffen, die ein intuitives Arbeiten
ermöglicht und eine Transparenz auf Produktdaten und Projektstatus schafft, die in
dieser Form bislang nicht erreicht wurde.
Mirko Bäcker: In einem Unternehmen, DEM:Herr Saar, Herr Bäcker, vielen Dank
das hohe Qualitätsstandards voraussetzt, für das Gespräch.
will man die richtigen Entscheidungen
treffen. Hat man früher noch nach Bauch- Das Interview führte Birgit Wimmer.
gefühl entschieden, ist
das heute nicht mehr
möglich, weil die Welt
nicht nur auf der Produkt-, sondern auch auf
der Produktionsseite
immer komplexer wird.
AUCH BEIM
DATENAUSTAUSCH
Unternehmen tauschen
Informationen und DaVORNEWEG FAHREN.
ten mit Zulieferern und
Produktionsstätten, die
engDAX – eine Lösung der DAXware Produktfamilie.
sich auf dem ganzen
Globus verteilen, aus.
Datenaustausch über OFTP, OFTP2, FTP und
Internetportal mit ENGDAT und weiteren Zusatzmodulen
Aufgrund dieser Komplexität setzen mehr
www.huengsberg.com
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46
CAD & Design
Virtuelle Produktpräsentation Visualisierung des
optimierten Reifenaufbaus.
E inf ü hrung des neuen W interreifens von D unlop
Premiumprodukte besser erklären
von T homas O tto
Die Firma Dunlop bringt in diesem Herbst ihren neuen Winterreifen SP Winter Sport 4D auf den Markt. Da die
Lamellenstruktur des Reifens mit bloßem Auge nicht erkennbar ist, sollen virtuelle Hilfsmittel in 3D diese
Markteinführung ergänzen. 3D ermöglicht es, die Lamellen und den Reifenaufbau für Händler und Endverbraucher zu visualisieren. So können kostenaufwendige Muster gespart werden. Doch nicht nur das: Die Innovationsleistung des Reifens lässt sich als interaktive Animation oder Film mit einzelnen Lernthemen wesentlich effektiver darstellen.
W
er einen neuen Winterreifen entwickelt, ist stets auf der Suche
nach einem Multitalent: Der Reifen soll auf Schnee, Nässe und trockener Fahrbahn sehr gutes Handling und
Bremsverhalten zeigen sowie Aquaplaning-Sicherheit und hohe Laufleistung
mit geringem Rollwiderstand verbinden,
um Energie zu sparen. Dies erfordert eine
Optimierung von Produkteigenschaften, die nicht selten zueinander im Konflikt stehen: denn was nützt dem Kunden
eine Superhaftung, die mit geringer Laufleistung erkauft werden würde? Reifenbau ist wie ein Zehnkampf: Den Wettbewerb kann nur derjenige gewinnen, der
im Stadion über alle Disziplinen hinweg
hohe Leistungen abliefert, ohne bei einer
einzelnen einzubrechen.
1/2012
Innovativer neuer Winterreifen
Seit der Einführung des SP Winter Sport
M2 im Jahre 1994 konnte Dunlop mit seinen Winterreifen diverse Erfolge bei Zeitschriftentests und Erstausrüsterfreigaben
erzielen. Die Entwicklung des neuen Profils basiert immer auf dem jeweiligen Vorgängerprofil, die Neuentwicklungen sind
evolutionär. So folgten auf den M2 der
M3 im Jahr 1999, 2005 dann der 3D und
schließlich in diesem Herbst der SP Winter
Sport 4D. Dunlop betrachtet die Lamellentechnologie als Schlüssel zum Erfolg.
Im aktuellen Reifen geht es darum, die Lamellendichte zu erhöhen, um mehr Traktionskanten in der Kontaktfläche zur Straße anzubieten. Dabei stellt sich folgendes
Problem: Je mehr Einschnitte, desto weicher werden die Profilblöcke, dadurch
3DVIA Composer
Mit interaktiven 3D-Darstellungen
können Hersteller technische Produkt
unterlagen erzeugen, die Kunden
und Partnern dabei helfen, komplexe
Informationen leichter und schneller zu erfassen. 3DVIA Composer ist
für Anwender vorgesehen, die nicht
mit CAD-Programmen arbeiten, und
setzt weder CAD-Kenntnisse noch
eine CAD-Ausbildung voraus. Das
Tool erlaubt es, Formatvorlagen und
intelligente Ansichten zu erstellen, die
für jeden Inhalt verwendet werden
können, um die visuelle Einheitlichkeit von Marketing und Vertrieb zu
gewährleisten und überzeugende 3DProduktpräsentationen zu bieten.
www.3ds.com/de/
products/3dvia/3dvia-composer
Auszug aus dem Digital Engineering Magazin. Das komplette Magazin erhalten Sie als Printausgabe unter
www.digital-engineering-magazin.de bzw. Tel. 089/20959179. Copyright 2011,
WIN-Verlag GmbH & Co. KG, alle Rechte vorbehalten. Nachdruck, Vervielfältigung aller Art und digitale
Verwertung nur mit schriftlicher Genehmigung des Verlages. E-Mail: [email protected].
CAD & Design
Virtuelle Produktpräsentation 47
4D-Lamellensystem des Reifens
Dunlop SP Winter Sport 4D
• Hohe Lamellendichte für exzellente
Traktions- und Bremseigenschaften auf
Schnee ohne Einbuße in Blocksteifigkeit
dank der formschlüssigen 3D-Lamellen
über der gesamten Lauffläche
• Verbindungslamellen sorgen für zusätzliche Seitenführung
• Kombination beider Lamellenarten: 4DLamellensystem
• Mikroblöcke verbessern den Kontakt zur
Fahrbahnoberfläche
www.schwindt.eu/Dunlop
Darstellung der Reifenkonstruktion des Dunlop SP Winter Sport 4D im 3DVIA Composer.
könnte das Fahrverhalten auf trockener
Straße leiden. Die Lösung fand Dunlop
in 3D-Lamellen, die durch die spezielle
Ausformung in vertikaler Richtung Formschluss erzeugen und damit die Beweglichkeit der Lamellen einschränken.
Um die Haftung bei Nässe weiter zu verbessern und die Lauffläche bei niedriger
Temperatur flexibel zu halten, kommt im
4D eine neue Laufflächenmischung mit
funktionalisierten Polymeren zum Einsatz.
Diese ermöglichen eine effiziente Anbindung der Füllstoffe, die für eine konstante Steifigkeit der Gummimischung über
einen weiten Temperaturbereich sorgt.
So wird bei winterlichen Verhältnissen ein
verbesserter Kontakt der Profilblöcke mit
der Straßenoberfläche erreicht.
3D-Visualisierung der Reifenstruktur
Wie lässt sich nun diese Innovation am
besten gegenüber den Händlern und
Kunden vermitteln? Da die 3D-Lamellen
in Natura sehr klein sind, kann man die
Innovation am Point of Sale schlecht darstellen. Als Lösung bietet sich deshalb
eine einfach zu bedienende Applikation
mit einem virtuellen Reifen an, den der
Händler und Endverbraucher spielerisch
erleben kann.
Deshalb entschied sich Dunlop zum
Einsatz des 3DVIA Composer, eines PLMProdukts von Dassault Systèmes, das die
effiziente Erstellung von Dokumentationen und Präsentationen ermöglicht und
exzellente 3D-Viewing-Funktionalität besitzt. In Videoszenen mit steuerbarer Zeitleiste lassen sich so komplexe Abläufe
leicht erklären. Die Software bietet differenzierte Zugriffsrechte und verfügt über
ein kompaktes, schnelles Datenformat. Es
wird ein kostenloser Viewer zur Verfügung
gestellt. Somit kann 3DVIA Composer als
Werkzeug zur Produktpräsentation für
Mitarbeiter, Geschäftspartner und Kunden eingesetzt werden: zur interaktiven
3D-Darstellung wird nur ein Browser und
eine aktuelle Grafikkarte benötigt (siehe
zum Beispiel www.schwindt.eu/Dunlop –
bitte Internet Explorer verwenden).
Visualisierungstool
mit breitem Einsatzspektrum
Konstruktionsdetails und Entwicklungsideen wie etwa die neuen Lamellen an
Dunlops Winterreifen lassen sich so anschaulich präsentieren. 3DVIA Composer
ist deshalb in der Endkundenkommunikation insbesondere auch zur Visualisierung von Premiumprodukten geeignet.
Denn diese erfordern einen höheren
Kommunikationsaufwand, weil sie oft Eigenschaften bieten, die der Verbraucher
ohne 3D-Visualisierung nicht sehen würde, die aber das Endprodukt funktionaler,
komfortabler und auch teurer machen.
Gleichzeitig werden dem Hersteller
Werkzeuge an die Hand gegeben, einer-
seits Innovationen effektiv darzustellen,
andererseits aber nicht mehr ProduktKnow-how preiszugeben als erforderlich
und somit Repliken zu vermeiden, zum
Beispiel durch eine Vergröberung der Abbildungsqualität. 3DVIA Composer bietet
somit ein Tool zur Veröffentlichung außerhalb des Erzeugungs-CAD-Systems, was
zur Unterbindung des Wissenstransfers an
Unberechtigte beiträgt. Bei der Erstellung
von Dokumentationen lassen sich die erläuternden Texte durch die bessere 3DDarstellung massiv reduzieren und damit
auch Übersetzungskosten senken.
Somit verfügt Reifenhersteller Dunlop über ein Visualisierungswerkzeug,
mit dem Innovationen effektiv an viele
Beteiligte vermittelt werden können –
von der Produktidee über den gesamten
Produktentstehungs- und Dokumenta
tionsprozess bis hin zum Autofahrer.
Interessierte können sich die Reifenvisualisierung von Dunlop zeigen lassen
auf der Fachmesse EuroMold (29. November bis 2. Dezember in Frankfurt/Main)
bei der Firma SCHWINDT in Halle 11.0
Stand B 109.
Erläuterung der
4D-Lamellen.
Bilder: Dunlop
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48
CAD & Design
Maschinenbau P roduktentwicklung optimieren durch C A D - S ystem
Schnell zum richtigen
Konstruktionsergebnis
V on P hilipp M ikschl
Die Werner Weitner GmbH hat ihre Fertigungskompetenz in einer eigenen Konstruktionsabteilung gebündelt. Dafür wurde im Laufe der Zeit ein umfassender Maschinenpark aufgebaut, mit dem sich sämtliche Bearbeitungsverfahren in der spanenden Fertigung umsetzen lassen. Bei der Suche nach einem CAD-Werkzeug
entschied sich das Unternehmen für das 2D/3D-System Solid Edge von Siemens PLM Software.
D
as mittelständische Unternehmen
Werner Weitner GmbH in Eichstätt
entwickelt und fertigt mit etwa 200
Mitarbeitern Kfz-Spezialwerkzeuge, Werkstattausrüstungen, Präzisionsteile und
-Werkzeuge sowie Sondermaschinen für
die Automobilwelt, die Medizintechnik
und die Luft- und Raumfahrt. Der Automotive-Bereich umfasst Reparaturstände
für Motoren, Getriebe und Achsen einschließlich der kundenindividuell kon
struierten Aufnahmen sowie verschiedene Typen von Reparaturpressen und
Spezialgeräte wie Ventil-Montage-Werkzeuge oder Federbeinspanner. Viele Branchengrößen – darunter Mazda, Daimler,
KTM oder MAN – schätzen die Expertise
und das Qualitätsbewusstsein des Zulieferers für ihren After-Sales-Bereich.
Seit seiner Gründung 1968 folgt das
Unternehmen der Philosophie, eine möglichst große Fertigungstiefe anbieten zu
können.
Anwenderfreundlichkeit und Durchgängigkeit spart Kosten
Maßgebliche Entscheidungskriterien für
Solid Edge waren damals die nötigen Investitionskosten, die Funktionalität, eine
einfache Erlernbarkeit und die nahtlose
Verzahnung mit den CAM-Werkzeugen
der Fertigung. Die speziell für die Bedürfnisse des Mittelstands konzipierte Software Solid Edge bot Werner Weitner das
beste Kosten-Nutzen-Verhältnis. Eine Be-
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nutzerführung, in der Befehle und Optionen sinnvoll strukturiert sind, und eine
Vielzahl von integrierten Lernprogrammen ermöglichen es den Konstrukteuren,
ohne umfangreiche, zeitaufwendige Schulungen ihre Aufgaben in der gewünschten Schnelligkeit zu erfüllen. Selbst unerfahrene Anwender finden einen leichten
Zugang und können sich die nötigen Arbeitsschritte selbst aneignen. In die vorhandene Software-Umgebung ließ sich
das CAD-System ohne Probleme einbinden, wodurch ein umfassender Datenaustausch garantiert ist. Mit Solid Edge kann
das Unternehmen seine 3D-CAD-Modelle
aus der Konstruktion verlustfrei an die Fertigung übergeben und dort 1:1 weiterverwenden. Sogar Feinheiten, beispielsweise der Typ einer Bohrung, werden ohne
Nacharbeiten automatisch erkannt.
Diese Einfachheit und Durchgängigkeit ist ein hohes Gut, weil sich der Zulieferer damit für seine auftragsbezogene
Entwicklung der Kfz-Spezialwerkzeuge optimal an die Fahrzeugzyklen der
Kunden anpassen kann. Als offizieller
Entwicklungspartner der AutomotiveUnternehmen arbeitet Werner Weitner
deren Werkzeugideen passgenau bis zur
Serienreife aus. Mit der steigenden Komplexität eines Fahrzeugs wächst ebenso
der Bedarf an After-Sales-Hilfsmitteln
für die Vertragswerkstätten der großen
Automobilkonzerne. Im Bereich der mechanischen Spezialwerkzeuge hat sich
Motor-Getriebe-Reparaturstand für MotorradWerkstätten.
das Unternehmen bei Daimler und MAN
den Rang eines Toplieferanten erarbeitet. Mit der Anzahl der Aufträge stiegen
in der Folge auch die Anforderungen an
die Konstruktion. „Solid Edge hat sicherlich zu dem Erfolg der Firma beigetragen. Für unsere Aufgaben sind wir mit
der Funktionalität von Solid Edge noch
an keine Grenzen gestoßen“, erklärt
Wolfgang Wiesent, Entwicklungsleiter
bei Werner Weitner.
Im Vergleich zu anderen CAD-Systemen
hat Solid Edge durch seine einfache Bedienung deutliche Vorteile. „Die Anwenderfreundlichkeit schätzen wir sehr. Nach
einem Projekt mit einem anderen CAD-
CAD & Design
Maschinenbau System freut sich jeder Kollege, wenn
er wieder mit Solid Edge arbeitet kann“,
sagt Wiesent. Selbst konstruktionsferne
Mitarbeiter, etwa die Fertigungsmeister,
die das System als Nachschlagwerk nutzen, finden sich nach einer kurzen Einführung ausreichend zurecht.
Nutzen durch Simulationsfunktionalität für FEA
Einen weiteren Nutzen hat Werner Weitner durch die in Solid Edge integrierte
Simulationsfunktionalität für Finite-Element-Analysen (FEA). Diese wurde speziell für alltägliche Konstruktionsaufgaben
entwickelt und unterstützt Anwender mit
einfach durchzuführenden, präzisen Analysen von Baugruppen und -teilen. Durch
die direkte Integration ins CAD-System
lassen sich Konstruktionen bei entsprechenden Simulationsergebnissen in derselben Arbeitsumgebung umgehend anpassen.
Aufgrund der Sicherheitsbestimmungen der europäischen Maschinenrichtlinie muss das Unternehmen insbesondere
alle neu entwickelten Hebezeuge ausgiebigen Statik-Tests unterziehen. In der Vorbereitung zur Übergabe der Konstruktionen an einen unabhängigen Prüfer, die
das zertifizierte Qualitätsmanagement
nach ISO 9001 zwingend vorschreibt, leistet die statische Belastungssimulation in
Solid Edge wertvolle Dienste.
Neuentwicklung eines Getriebekopfs in
Solid Edge.
Die FEA-Berechnung liefert dem Kon
strukteur Hinweise, wie sich sein fertigungsgerecht entwickeltes Baugruppenmodell unter Last verhält. „Mit Hilfe einer
Simulation erkennen wir frühzeitig etwaige Defizite in den Konstruktionen und
können schneller reagieren. Dadurch sparen wir viel Zeit und Geld“, erklärt Wiesent.
Aufwendige Nacharbeiten an der Konstruktion werden auf ein Minimum reduziert, wodurch sich die benötigte Zeit pro
Auftrag verringert. Zusätzlich erhält der externe Statikprüfer von den Konstrukteuren
bei Werner Weitner detaillierte Informationen, welcher Abschnitt des Bauteils oder
der -gruppe besonders untersucht werden
muss. Die Kommunikation mit dem externen Statiker verläuft dadurch einfacher,
schneller und insgesamt günstiger.
Simulation ermöglicht
Prozessinnovation
Exemplarisch zeigte sich der Nutzen einer hauseigenen FEA-Simulation an der
Neukonstruktion des Getriebekopfes eines Motorreparaturstands. Die Vorgänger-Version enthielt neben Standardteilen fünf verschiedene Spezialbauteile,
deren Fertigung insgesamt etwa zehn Bearbeitungsschritte vom Sägen bis hin zum
Schweißen erforderte. Das neue Design
ersetzt dies durch ein einziges Aluminium-Gussteil, wodurch sich die Herstellung
und Bearbeitung des Getriebekopfes wesentlich vereinfacht und
beschleunigt. „Das Gussteil ist zu kompliziert,
um die Spannungen per
Hand zu berechnen. Die
Unterstützung durch die
Simulation hat uns gewissermaßen die Kon
struktion erst ermöglicht“, berichtet Wiesent.
Für die FEA-Berechnung wurde in Solid
Edge ein Last-Dummy
gezeichnet, das Maße
und Gewicht eines Motors darstellt, und an
die Baugruppe angeflanscht. Simuliert wird
je nach AnwendungsVorgängermodell des fall und KundenanforGetriebekopfs. beste- derung die doppelte bis
hend aus mehreren
dreifache Sicherheit der
Teilen.
offiziell ausgewiesenen
maximalen Belastung.
Der gesamte Prozess
49
von der Simulationsvorbereitung in Solid Edge über die Eingabe der Werte bis
hin zur Berechnung im Computer dauert
bei den Baugruppen von Werner Weitner
etwa zwei Stunden. Der Zeitaufwand ist
gut investiert: Die hier gewonnenen Informationen erleichtern und verkürzen
nachgelagerte Arbeitsschritte erheblich.
„Bereits nach wenigen Simulationen hat
sich die Anschaffung der Software amortisiert. Deren Einsatz lohnt sich für uns wirklich“, freut sich Wiesent.
Anwenderspezifischer Support
Die Simulationsmöglichkeiten von Solid
Edge haben die Konstrukteure von Werner Weitner auf einem Anwenderforum
der PBU CAD-Systeme GmbH kennengelernt. Der Vertriebs- und Solutionpartner
von Siemens PLM Software bietet kundenspezifische Beratungen, Einführungen
und Schulungen zum Einsatz von Softwarewerkzeugen für das Produktlebenszyklus-Management von Siemens PLM
Software. Nach einer kurzen individuellen
Vor-Ort-Demonstration konnten Wolfgang Wiesent und seine Kollegen die Simulation produktiv nutzen. PBU begleitet
den Einsatz durch einen laufenden, stets
verfügbaren Support. „Mit der Zusammenarbeit mit PBU sind wir sehr zufrieden. Bei Fragen bekommen wir sehr
schnell für uns passgenaue Antworten“,
bw
erklärt Wiesent.
Wirtschaftliche Herausforderung
• Hohes Qualitätsniveau sichern
• Entwicklungszeiten reduzieren
• Strikte Sicherheitsbestimmungen exakt
einhalten
• Flexibilität wahren und Kosten senken
Schlüssel zum Erfolg
• Umfassende hauseigene Fertigungskompetenz
• Solid Edge für Durchgängigkeit von CAD zu CAM
• Umfassendes Qualitätsmanagementsystem
• Solid Edge Simulation für statische FEA-Berechnungen
Ergebnisse
• Nahtloser Informationsfluss von Konstruktion
zur Fertigung
• Komplexe Konstruktionen leichter und schneller
umgesetzt
• Richtige Konstruktionsentscheidungen zu einem
früheren Zeitpunkt
• Zeitintensive Nacharbeiten verringert
• Aufwand für statische Überprüfungen reduziert
• Kosten gespart
1/2012
50
CAD & Design
Elektronik- und Elektrotechnik
N eue L ö sung f ü r das M ultiboard - D esign auf S ystemebene
Leiterplatten-Packages in 3D
V on T homas O tto
Zuken, ein Anbieter von Lösungen für die Elektronik- und Elektrotechnik-Entwicklung, hat auf seiner Kundenkonferenz „engineering days“ im Oktober in Ulm eine neue Lösung für die Multiboard-Systementwicklung von der Konzeption bis zur Fertigung präsentiert. Ein Baustein dieser Lösung ist das ebenfalls neue Tool
Design Force. Es wurde für die Entwicklung und Analyse von IC-Packages und Leiterplatten geschaffen. Diese
Software ist die einzige ihrer Art, die sowohl Single- und Multiboard-Design sowie eine Chip-on-Package-onBoard-Verbindungsoptimierung in einer nahtlosen 2D/3D-Umgebung ermöglicht.
Der vollständig integrierte
Design-Prozess der Lösung CR8000 reicht von der anfänglichen
Systemplanung (System Planner)
über detailliertes SchaltungsDesign (Design Gateway) und
Leiterplatten-Design auf System
ebene (Design Force) bis hin zur
Generierung fertigungsrelevanter
Dokumente und Ausgaben.
Z
uken bringt mit CR-8000 eine neue
Produktlinie für das LeiterplattenDesign auf den Markt, die speziell für
das Multiboard-Design auf Systemebene
entwickelt wurde. CR-8000 ist eine komplette Neuentwicklung für das Multiboard-Design von der Konzeption bis
zur Fertigung. Sie ist primär darauf ausgelegt, die ständig wachsenden Anforderungen im Bereich Design-Optimierung
auf Systemebene zu erfüllen.
Zukunftsfähige DesignTechnologien in CR-8000
• Benutzeroberflächen – Die Kombination von Maus und Touchpad sorgt
für eine geringere Anzahl von Mausklicks und -bewegungen, weniger
Dialoge und Bedienpanels
• Hardware – 64 Bit, Multithreading
und Multi-Core-Prozessoren
• Grafiken – OpenGL und DirectX
• Netzwerkumgebungen – Unterstützung von Stand-alone Client,
Datenserver, Application-Server und
Cloud Computing.
www.zuken.com/cr-8000
1/2012
Der vollständig integrierte Design-Prozess
beginnt mit der Systemplanung, bei der
wichtige Entscheidungen über DesignAufteilung, Komponentenauswahl sowie
Form und Funktion des Produkts oder
Systems getroffen werden und reicht über
die Entwicklung detaillierter Stromlaufpläne und Layouts bis hin zur optimierten
Ausgabe von Fertigungsdaten.
Alle Produkte in diesem Entwicklungsprozess unterstützen und vereinfachen
das Multiboard-Design auf Systemebene:
•S
ystem Planner – eine Design-Umgebung auf Systemebene für die frühe
Planung und Aufteilung von elektronischen Systemen.
•D
esign Gateway – eine Lösung für das
Design logischer Schaltungen und die
Prüfung elektronischer Designs von Single- und Multiboards auf Systemebene.
•D
esign Force – eine Lösung für die Entwicklung und Analyse von Leiterplatten
und IC-Packages auf Systemebene in
Kombination des üblichen 2D-Modus
mit einer Echtzeit-3D-Darstellung unter
Verwendung moderner Technologien
für die Benutzeroberflächen.
•D
FM Center – eine umfassende Lösung
für die Fertigungsvorbereitung und
Ausgabe von Fertigungsdaten in gängigen Formaten.
„Während der Entwicklungsphase von
CR-8000 stellten wir fest, dass eine einfache Singleboard-Systementwicklung
heute nicht mehr ausreicht“, so Gerhard
Lipski, CEO Zuken USA/Geschäftsführer
von Zuken Europa und Mitglied des Vorstands. „Multiboard-Design muss während des gesamten Prozesses möglich
sein. Wir haben jedoch erkannt, dass wir
die Lösung komplett neu entwickeln
mussten.“
Erste Multiboard-Design-Lösung
auf Systemebene
Die neue Software Design Force für
die Entwicklung und Analyse von ICPackages und Leiterplatten ist die einzige ihrer Art, die sowohl Singleboard und
Multiboard Design als auch eine Chipon-Package-on-Board-Verbindungsoptimierung in 3D ermöglicht. Design Force
vereint die interaktive und automatische
Leiterplattenentflechtung, Design-Analyse und Constraint-Verwaltung in einer
zentralen Umgebung. So können Entwicklungsteams ganze System-Designs
mit einem einzigen Tool entwickeln –
CAD & Design
Elektronik- und Elektrotechnik
von PCB-Prototypen bis zu komplexen
Multiboard-Systemen.
Dank moderner Benutzeroberflächen
in einer 3D-Umgebung kann der Entwickler mit der einen Hand eine Maus
und mit der anderen ein Touchpad bedienen und somit zweihändig arbeiten.
Die neue Benutzeroberfläche ermöglicht
ein schnelleres Aufrufen von Menüs sowie das Arbeiten mit weniger Mausklicks
und kürzeren Mausbewegungen und ist
somit deutlich schneller und intuitiver als
vergleichbare EDA-(Electronic-DesignAutomation-)Lösungen. Während des
Design-Prozesses kann der Entwickler
nahtlos zwischen 2D und 3D wechseln,
um konventionelles 2D- und 3D-Design
in Echtzeit zu verbinden.
„Design Force stellt eine leistungsfähige Weiterentwicklung für das Design von
Leiterplatten dar und wurde von uns in
enger Zusammenarbeit mit Kunden auf
der ganzen Welt entwickelt“, so Steve
Chidester, Leiter für Produktmarketing
bei Zuken EAS. Unternehmen wie Medtronic prüfen derzeit, inwieweit Design
Force dabei helfen kann, den Design-Prozess zukunftssicher zu machen, die Produktentwicklung zu beschleunigen und
die Produktqualität zu steigern.
Zuken will das schnellste EDA-System
auf dem Markt bieten und nutzt deshalb
für Design Force moderne Hard- und Software – native 64-Bit-, Multithreading- und
Design Force – die neue ZukenLösung für das Design und die
Analyse von IC-Paketen und
Leiterplatten mit Echtzeit-3DAnsicht.
in 2D und 3D. Verschiedene Client-ServerImplementierungen einschließlich Cloud
Computing werden unterstützt.
Zentrale Design-Umgebung
Die Integration von High Speed Design in
Design Force ermöglicht Entwicklern und
Layout-Designern somit die Durchführung von Analysen zur Signalintegrität,
EMV und Power Integrity, die Verwaltung
von Constraints sowie das Autorouting. Eine verbesserte Produktqualität
wird durch die frühzeitige Erkennung
von Design-Fehlern und die Prüfung
von Leistungsanforderungen durch eine
integrierte Design-Analyse und OnlineDesign Rule Checks
erreicht.
Entwickler
können gemeinsam
Chip, Package und Leiterplatte entwickeln,
innenliegende Bau-
„Eine der großen Herausforderungen bestand darin, einen
besseren Entwurfsprozess und eine einfachere Benutzeroberfläche zu verwirklichen, die von Ingenieuren und
EDA-Anwendern akzeptiert werden würde. Unsere Partner-Kunden haben unsere Software in ihrem Entwurfsprozess evaluiert, um die Funktionalität, die Performance und
die Machbarkeit des neuen EDA-Prozesses zu testen.“
Kazuhiro Kariya, Chief Technical Officer, Zuken Inc.
Multi-Core-Prozessoren. Die Lösung verfügt über schnelle Grafiken via OpenGL
und DirectX und bietet so ein beinahe
sofortiges Rendering. Dank dieser Grafikleistung können Entwickler innenliegende Bauteile platzieren und verwalten,
Layer anzeigen und bearbeiten sowie Verbindungen von Chip, Package und Leiterplatte sowie Multiboards optimieren.
Dabei erlaubt die Lösung das nahtlose
Verschieben und Bearbeiten von Designs
51
teile integrieren und
Fertigungsvorschriften in Echtzeit verifizieren. Dadurch wird
gewährleistet,
dass
sowohl Fertigungsvorschriften als auch die
Entwicklungsabsicht
während des gesamten Design-Prozesses
eingehalten werden.
System Planner für die frühe Planung und Aufteilung von
elektronischen Systemen unter den Gesichtspunkten
Blockdiagramm, Stückliste, physikalischer und geometrischer Planung. Bilder: Zuken
Als Element von CR-8000 und dessen Entwicklungsprozess auf Systemebene ist
Design Force vollständig mit System Planner (Design-Planung auf Systemebene)
und Design Gateway (Schaltungsentwicklung auf Systemebene) integriert. to
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52
Management
Datenaustausch N eue L ö sung f ü r E ngineering - D atenkommunikation bei M eiller
CAD-Daten sicher
und zentral austauschen
V on T homas O tto
Um den Engineering-Datenaustausch mit den zahlreichen Zulieferern sowie den OEM-Kunden zu beschleunigen, zu standardisieren und zukunftsfähig zu machen, setzt Meiller seit Mai 2011 auf eine Lösung der DAXware-Produktfamilie von Huengsberg.
M
eiller bietet Produkte für die Baulogistik und Entsorgungswirtschaft
wie etwa Kipper in diversen Konfigurationen – vom universell einsetzbaren
Einzelprodukt bis zur individuell zugeschnittenen Systemlösung. Hinzu kommen Fahrzeugausstattungen wie etwa
Hydraulik. Außerdem ist Meiller führender Hersteller von Aufzugstüren für den
gesamten europäischen Markt. Zahlreiche Aufkäufe, Neueröffnungen von mehreren Produktions- und Montagestätten
in Osteuropa und Kooperationen prägten
den Geschäftsverlauf der vorigen Jahre
bei Meiller. Das Unternehmen bringt immer wieder Innovationen hervor, so zum
Beispiel 2008 ein neues Dreiseitenkipperprogramm, 2009 wurde das HinterkipperBaukastensystem sowie eine Fülle teils
patentierter technischer Lösungen, insbesondere bei Hydrauliksystemen und
-antrieben, eingeführt. 2010 kam Meiller
i.s.a.r.-control, eine Innovation für die Kipper- und Gerätefernsteuerung, auf den
Markt.
Herausforderung, die Datenaustausch-Lösung zu erneuern
Meiller-Kipper, deren CAD-Daten bei Entwicklungsprozessen mit Partnern und Zulieferern ausgetauscht
werden.
Bilder: Meiller
1/2012
Für den Engineering-Datenaustausch mit
OEM-Kunden sowie Zulieferern wurde bei
Meiller bis Frühjahr 2011 ein älteres System für den Datenaustausch eingesetzt.
Doch dieses System stieß längst an die
Grenzen der Leistungsfähigkeit und bot
keine Unterstützung für OFTP2 (Odette
File Transfer Protocol). OFTP2 ist der neue
Standard von Odette, einer Organisation
für Kommunikationsstandards in der Au-
toindustrie, für den sicheren Datenaustausch über das Internet.
Gerade OFTP2 ist für Meiller eine wichtige Anforderung, da der Meiller-Kunde
Daimler künftig mit seinen Zulieferern
über dieses Austauschprotokoll kommunizieren möchte. Deshalb suchte Meiller
nach einer neuen, für die wachsenden
Bedürfnisse des Unternehmens flexibel
anpassbaren Lösung, die aber auch möglichst viel Standardisierung im gesamten
Engineering-Datenverkehr ermöglichen
und den Zertifikaten der Meiller-OEMKunden entsprechen sollte.
Das Ziel der Anforderung bestand da
rin, im Engineering-Datenaustausch künftig schnelle Verbindungen nutzen zu können, offen und flexibel zu sein, externe
Lieferanten und Engineering-Dienstleister so anzubinden, dass diese die für sie
speziell bereitgestellten Daten selbst herunterladen können. Offen und flexibel
heißt aber nicht, wie in der Vergangenheit eine Vielfalt von Wegen anzubieten
und zu supporten: Datenaustausch zum
Beispiel per CD, per Odette-ISDN oder per
verschlüsselter E-Mail. Diese Möglichkeiten sollten im ersten Schritt zu einer Standard-Lösung zusammengefasst werden.
Außerdem sollten Workflows und das
Abspeichern der Sendeprotokolle automatisiert und zum Beispiel eine automatische E-Mail-Benachrichtigung eingerichtet werden. „Da wir mit vielen OEMs Daten
austauschen, war eine Forderung unserer
Geschäftsführung, eine hohe Daten-Qualität und -Sicherheit im Datenaustausch
bereitstellen zu können“, sagt Stephan
Management
Datenaustausch
Seeger, Head of Engineering Processes
bei Meiller. Aufgabe dieser Abteilung ist
es, die Ingenieurs-Entwicklungsprozesse
zu definieren und zu administrieren.
Strategie und Lösung
Fündig wurde Meiller bei der Huengsberg
AG. Mit Florian Böhm, Senior Sales Manager bei Huengsberg, setzte das MeillerTeam ein Zukunftsszenario auf, dass alle
gewünschten Datenaustausch-Möglichkeiten mit OEMs, aber auch mit kleineren
Unterlieferanten, einschloss: So wurde
die ideale Dimension der Lösung erarbeitet, die Voraussetzungen für die Installation im Hause Meiller geschaffen, sowie
mögliche Anwendungsszenarien dargelegt. Für Huengsberg sprach – neben der
räumlichen Nähe – vor allem die umfangreiche Projekterfahrung in der Autoindustrie. Das bedeutete für Meiller, die neue
Lösung rechtzeitig, wie mit Kunden und
Partnern vereinbart, einsetzen zu können
– und natürlich Investitionssicherheit.
So setzt Meiller nun auf einen mehrkanaligen Betrieb von OFTP über ISDN und
OFTP2 über Internet, um sowohl der großen Anzahl von Lieferanten als auch der
steigenden Datenvolumina Herr zu werden. Die Lösung ging planmäßig im Mai
dieses Jahres produktiv; nun ist man gerüstet, wenn in naher Zukunft Daimler
über OFTP2 austauschen möchte.
erledigt. Ziel ist es, mehr zu automatisieren und den Datenaustausch an den Konstrukteurs-Arbeitsplatz zu verlegen.
„Es gibt bereits einen Workflow, der
festlegt, welche Daten an wen versendet
werden dürfen und bei welchen Daten
welche Genehmigungen einzuholen sind.
Somit ist es einfach, im nächsten Schritt
Workflows mit Usern und Rechten zu hinterlegen. Hier ist die Huengsberg-Lösung
für unsere Bedürfnisse optimal“, sagt Rico
Thiele, CAD- und PDM- Koordinator und
-Betreuer bei Meiller.
Zukunftspläne für den
Engineering-Datenaustausch
Funktionen der
Huengsberg-Lösung
„Für uns war es wichtig, dass man unsere neue Lösung einfach administrieren
kann, ohne Makros programmieren zu
müssen. Das ist mit der Huengsberg-Lösung gegeben“, sagt Engineering-Manager Seeger, der bei Meiller neben den
Entwicklungsprozessen und dem Produktdaten-Management zurzeit auch
noch für die Kommunikation der Engineering-Daten verantwortlich ist. Das Huengsberg-System ist aber so aufgesetzt,
dass die Verantwortung für den Datenaustausch projektweise an die Fachabteilung übergeben werden kann – inklusive rollenspezifischer Übergaberichtlinien
und automatischer Archivierung.
Das Senden, Empfangen, Weiterleiten
von Engineering-Daten an die Konstruktionsabteilung , die Korrespondenz mit der
Geschäftsführung bei der Herausgabe
kritischer 3D-Daten sowie die händische
Archivierung – all dies wird zurzeit noch
von der Abteilung Engineering Processes
Q1 2012 mit OFTP2 selbst bei einer gängigen Internetanbindung von 6 MBit eine
Beschleunigung um den Faktor 100.“
Der automatischen Komprimierung
und Dekomprimierung aus- und eingehender Daten und der Verarbeitung von
ENGDAT-Nachrichten wird dabei genauso Rechnung getragen wie einer automatischen Benachrichtigung aller am Datenaustausch beteiligten Personen. So wird
eine lückenlose Dokumentation sowie
umgehende Bearbeitung eingehender
Datenpakete sichergestellt.
Hintergrund: Meiller nutzt bereits heute
eine leistungsfähige Netzwerkanbindung
von 70 MBit, jedoch nicht für den Datenaustausch, sondern für die Entwicklung.
Die CAD-Umgebung ist so aufgesetzt,
dass alle Daten auf einem zentralen Server in München liegen und andere Entwicklungsstandorte mit Thin Clients und
Desktop Sharing angeschlossen sind. Es
werden nur Bildinformationen, keine CADDaten übertragen, und die Konstrukteure
können überall flüssig arbeiten.
Stephan Seeger, Head of Engineering Processes bei Meiller (oben), und Rico Thiele,
CAD- und PDM-Koordinator, betreuten die
Einführung der Huengsberg-Lösung für den
Engineering-Datenaustausch.
Vorteile für Meiller
„Der Datenaustausch wird unserer Meinung nach in Zukunft stark zunehmen.
Während wir bisher intensiveren Austausch vorwiegend mit MAN und Daimler hatten, wird sich der Datenverkehr mit
Renault, Volvo und anderen OEMs intensivieren“, beschreibt Seeger. „Einen kompletten Kippaufbau in CATIA-Nativdaten
mit etwa 300 MByte zu übertragen, dauert heute mit ISDN noch einige Stunden.
Bei einem aktuellen Auftrag müssen wir
34 Modelle pro Woche zu unserem OEMKunden übertragen, da glüht die Leitung
permanent“, bemerkt der CAD- und PDMKoordinator Thiele. „Wir erwarten hier ab
Meiller wird das Webportal von engDAX
einsetzen, um vor allem kleine Lieferanten
in den Datenaustauschprozess integrieren
zu können und eine nahtlose unternehmensübergreifende Kommunikation zu
ermöglichen. „Wir führen zurzeit ein neues Produktdaten-Managementsystem ein
und haben vor, die Datenaustausch-Lösung dort zu integrieren und damit etwa
im zweiten Quartal nächsten Jahres produktiv zu gehen“, erläutert Seeger.
Lieferanten-Informationsportale mit
Einbindung ins PLM sind eine bei den
Pkw-Herstellern etablierte Lösung. Für einen Mittelständler wie Meiller ist eine solche Komplettintegration jedoch zu aufwendig. Mit einer„schlanken“ Schnittstelle
und der Huengsberg-Portallösung kann
das Unternehmen die Anforderungen an
die Schnelligkeit, Standardisierung, Automatisierung und Qualitätssicherung der
Datenkommunikation zielgerichtet umsetzen. Einsparungen werden vor allem
durch die Automatisierung regelmäßiger
Anwendungen, wie Verschlüsselung, De-/
Komprimierung und Benachrichtigung
aller Beteiligten erwartet. Insbesondere
die Integration kleinerer Zulieferer, die
nun ebenfalls über ein zentrales System
angebunden werden können, stellt einen
erheblichen Vorteil dar.
1/2012
53
54
Management
Projektmanagement R eibungslose M igration einer P rojektmanagement - L ö sung
Schritt für Schritt
von M artin H espe
In knapp sechs Monaten ist es dem Ingenieurdienstleister für Luft- und Raumfahrt Garner CAD Technic (GCT)
GmbH gelungen, sein Projektmanagement-System Microsoft Project Server 2003 und die dazugehörige
SharePoint-Implementierung auf die nächsthöhere Version 2007 zu heben. Unterstützt wurde die Ingenieurfachgesellschaft dabei von TPG The Project Group, Full-Service-Anbieter für unternehmensweites Projektmanagement. Eine besondere Herausforderung bei diesem Upgrade war zum einen das Überspielen von
rund 1.000 laufenden Projekten aus dem alten in das neue System, ohne dass bei diesem Prozess Daten
verloren gingen oder zerstört wurden. Zum anderen musste eine individuelle Schnittstelle zum ERP-System
Microsoft Dynamics NAV entwickelt werden, um Projektdaten reibungslos austauschen zu können.
H
ebt ein hochentwickeltes Militärflugzeug wie der Airbus A400M zum
ersten Mal ab, ist das für die verantwortlichen Luft- und Raumfahrtingenieure ein emotionaler Moment: Monatelang,
manchmal sogar jahrelang, haben die
Experten die Teilsysteme entwickelt und
ihr Zusammenspiel erprobt. Neben dem
spezialisierten Fachwissen der Ingenieure
muss auch das Planen und Verwalten eines derart komplexen Projekts reibungslos erfolgen. Zu diesem Zweck setzt Susanne Bohlin, IT-Strategy-Managerin beim
Ingenieurdienstleister Garner CAD Technic, das Projektmanagement-System Microsoft Project Server auf Basis von Share-
Point ein. „Als Zulieferer in der Luft-und
Raumfahrtindustrie bieten wir unseren
Kunden das gesamte Leistungsspektrum
– vom einsatzfertigen Maschinenteil über
das gesamte Projektmanagement bis hin
zur Koordination der Subunternehmer“,
beschreibt Susanne Bohlin die Anforderungen einer Ingenieurfachgesellschaft in
der Luft- und Raumfahrt.
Zeit fürs Upgrade
Als die Kunden von GCT wie Airbus, Boeing oder EADS nach und nach das Aufrüsten ihrer Microsoft Project Server- und
SharePoint-Systeme in Angriff nahmen,
war auch für Garner der Zeitpunkt für
ein Upgrade gekommen, denn gerade
beim Planen und Bauen von Flugzeugen,
Raumfahrzeugen oder auch Satelliten ist
es sehr wichtig, die reibungslose Kommunikation mit dem Kunden zu gewährleisten.
Ein weiterer ausschlaggebender Grund
für ein Upgrade des Microsoft-Systems
war neben der Kompatibilität mit den
Kundensystemen die übersichtlichere,
projektübergreifende Dokumentenverwaltung. „Beim Test von Microsoft Project Server 2007 haben wir festgestellt,
dass diese neue Version komplett anders war, viel ausgereifter als die Version 2003“, schildert Bohlin. In der Version
2003 war SharePoint als Content-Management-System lediglich über eine
Schnittstelle an den Microsoft Project
Server angebunden. In der Version 2007
ist SharePoint sozusagen das Betriebssystem für den Microsoft Project Server.
Das heißt, die gesamte Funktionalität
des Microsoft Project Server ist nun in
die Webseitenstruktur von SharePoint
eingebettet.
Dadurch können die Projektleiter die
zu Verfügung stehenden Funktionen
Bei GCT wurde
das Projektmanagement-System Microsoft
Project Server
2003 auf Version 2007 optimiert.
Bilder: GCT, TPG
1/2012
Management
Projektmanagement einfacher nutzen. Auch die verbesserten
Kollaborationsmöglichkeiten mit allen
Office-Produkten und SharePoint waren
überzeugend.
Hohe Anforderungen
Das gesamte Projekt sei sehr vielschichtig gewesen, beschreibt die IT-Managerin
die Migration. Denn neben dem reinen
Upgrade der Microsoft-Project-ServerVersion 2003 auf die nächste Version
2007 galt es, zusätzlich viele unternehmensspezifische Erweiterungen umzusetzen. Beispielsweise sollte das
Anlegen der Projekte durch den Projektmanager erleichtert werden, Projektstammdaten müssten so nicht mehr
manuell mit dem ERP-System Microsoft
Dynamics NAV abgeglichen werden. Außerdem wünschte sich GCT eine Erweiterung seiner so genannten Skill-Management-Datenbank. In dieser Datenbank
pflegt der Dienstleister alle wichtigen
Informationen zu seinen freiberuflichen
Ingenieuren, etwa besondere Qualifikationen oder bereits erfolgte Kundeneinsätze. Braucht nun ein GCT-Kunde wie
Boeing auf einen Schlag 200 Ingenieure
für einen ganz bestimmten Job, kommt
diese Skill-Management-Datenbank zum
Einsatz.
Um diese komplexe Aufgabe zu stemmen, hat das Team um die IT-Managerin
Susanne Bohlin zusammen mit den Fachleuten von TPG zunächst einmal den groben Rahmen des Projekts abgesteckt. Mit
Hilfe der von TPG entwickelten Migrationsmethode konnten beide Teams in sieben Schritten – angefangen bei der Planung über eine Test-Migration bis hin zur
Produktivsetzung – die Anforderungen
von GCT auf Machbarkeit prüfen und
schließlich umsetzen.
Schrittweise Umsetzung
In einem ersten Schritt begannen die
beiden Teams dann, die Funktionalität der Skill-Management-Datenbank
zu erweitern. Dazu integrierten sie TPG
ResourceLink in die Datenbank. Dieses Produkt sorgt dafür, dass sämtliche
Ressourcendaten aus unterschiedlichen
Quellen automatisch in den Microsoft
Enterprise Resource Pool importiert und
so im Hintergrund ständig aktualisiert
werden. Für den schnellen Zugriff auf
die benötigten Daten wurde die Datenbank schließlich noch als Web-Frontend
in SharePoint eingebettet.
Im zweiten Schritt folgte die Entwicklung
des ProjectSelfCreator, einer Webseite,
die die Neuanlage eines Projekts erheblich vereinfacht: Der Projektleiter gibt
jetzt nur noch die Stammdaten seines
Projekts ein. Der ProjectSelfCreator speichert diese Daten dann automatisch im
Microsoft Project Server und SharePoint.
Aus dem ERP-System Microsoft Dynamics NAV generiert der ProjectSelfCreator eine neue Projektnummer und legt
das Projekt mit einer eigenen Nomenklatur mit einem neuen Namen ab. Und
schließlich entwickelten GCT und TPG
mit Hilfe des Microsoft-Partners KumaVision die Schnittstelle zwischen dem Microsoft Project Server und Microsoft Dynamics NAV völlig neu.
Seltsame Fehlermeldungen
Dass bei einem derart komplexen Projekt
allerdings nicht immer alles nach Plan
läuft, mussten die beiden Teams von GCT
und TPG bei der Entwicklung des Programms für die Neuanlage von Projekten
feststellen. Beim Test des Programms gegen eine neu angelegte Instanz des Microsoft Project Server klappte zunächst
alles gut. Doch sobald die Fachleute von
GCT und TPG ein neues Projekt angelegt
und dieses gegen eine migrierte Instanz
getestet haben, also gegen ein Projekt,
das aus dem alten in das neue System
gehoben worden war, gab es immer wieder die Fehlermeldung „Project Resource
not found“. Ein benutzerdefiniertes Feld
im Microsoft Project Server 2003 war die
Ursache. Es dauerte lange, bis die Teams
wussten, an welchem Feld genau das
Problem lag. Doch dann war der Fehler
schnell behoben.
Schnelle Migration
Beide Teams machten sich daran, das
Testsystem aufzubauen und ein Projekt
nach dem anderen in das System einzuspielen und an das neue System anzupassen. Das heißt, nicht nur die MicrosoftProject-Server-Daten wurden aus der
alten in die neue Version überspielt. Es
wurde auch jeder einzelne Workspace aus
SharePoint 2.0 migriert. Das heißt, sämtliche Dokumente, die zum Projekt gehören, etwa Aufgabendefinition und Zeichnungen, mussten von GCT und TPG
sorgfältig in SharePoint 2007 gehoben
werden. Nachdem die Einzelanpassung
mehrerer Projekt-Sites gut verlaufen war,
wagten die Fachleute den nächsten
55
In der Version 2003 war SharePoint als Content-Mangement-System lediglich über eine Schnittstelle an den
Microsoft Project Server angebunden.
Schritt und übertrugen gleich mehrere
hundert Projekt-Sites in einem Durchgang. Um hierbei wirklich alle Übertragungsfehler zu eliminieren, die von den
Pilotanwendern gemeldet worden waren,
wiederholte das Team dieses Procedere
ganze drei Mal – nach wie vor auf dem
Testsystem. Das Testsystem hatte schließlich einen gewissen Reifegrad erreicht
und die Teams begannen, das neue Produktivsystem vorzubereiten, also neue,
sehr leistungsfähige Server aufzusetzen
und Features und Schnittstellen darauf
einzurichten. Zudem mussten die Benutzer über die Umstellung informiert und
geschult werden. „Ende November dann
haben wir das 2003er-System gesperrt
und angefangen, die rund 1.000 Projekte
aus dem Test- in das Produktivsystem zu
übertragen. Und auch wenn es viel Arbeit
war, so viele Projekte in das neue System
zu übertragen, gab es kaum Fehler“, erinnert sich Susanne Bohlin. Nachdem die
Produktivmigration abgeschlossen war,
wurde auf die Arbeitsplatzrechner der
Mitarbeiter noch die Client-Version des
aktualisierten Microsoft-Systems installiert und anschließend das Produktivsystem live geschaltet. Die gesamte Migration lief für ein derartig großes Projekt
überraschend schnell ab. Das erste Treffen zwischen GCT und TPG fand im Mai
2010 statt, das Projekt selber wurde zwischen Mai und September abgewickelt,
gefolgt von intensiven Tests im Oktober.
Und schon im November ging das neue
Produktivsystem an den Start. Derzeit arbeiten 15 Projektmanager und rund 350
Projektmitarbeiter regelmäßig mit der
neuen Version von Microsoft Project Serbw
ver und SharePoint 2007.
1/2012
56
Branche
Werkzeug- und Formenbau T ebis - L ö sungen im E insatz bei F rimo S ontra
CAD/CAM für mehr
Fertigungskapazität
von M ichael K locke
Serienproduktion scheidet eigentlich im Werkzeug- und Formenbau
mit der dort üblichen Losgröße 1 aus. Wer jedoch wie Frimo Sontra in
der Fertigung auf Standardisierung, Durchgängigkeit und Simulation
setzt, kommt der industriellen Fertigung nahe und erarbeitet sich so
Vorteile im Wettbewerb.
Simulation und NC-Dokumentation über Tebis Viewer geben den Maschinenbedienern das gute Gefühl,
dass alles glatt laufen wird.
„W
ir stehen Tag für Tag vor
ganz unterschiedlichen Fertigungsanforderungen.
Da
ist es für uns natürlich besonders wichtig, einen durchgängigen, verlässlichen
und prozesssicheren Weg von der Konstruktion bis hin zum fertigen Bauteil zu
haben“, sagt Jürgen Fichtner, Betriebsleiter bei der Frimo Sontra GmbH. Denn
der Standort ist in der Frimo-Unternehmensgruppe das Kompetenzzentrum
für Produktionseinrichtungen, die für
das Stanzen, Pressen, Formen und Verformen von Kunststoffen benötigt werden. Die Fertigung von Werkzeugen und
Anlagen für die Verarbeitung von Composite-Werkstoffen hat dabei in den letz-
1/2012
ten Jahren besondere Bedeutung für das
Unternehmen erlangt. Vielleicht ist diese
Vielfalt auch einer der Gründe, warum in
Sontra schon seit über 20 Jahren mit den
CAD/CAM-Systemen der Tebis AG aus
Martinsried gearbeitet wird, die ja in der
Branche als besonders vielseitig und flexibel gelten.
Bis vor einiger Zeit waren allerdings
noch zwei weitere Systeme im Einsatz.
Gleichzeitig hemmte zu häufiges Umspannen eine effiziente Komplettbearbeitung, und mangelnde Sicherheit bei
der Programmerstellung verhinderte
mannarme Bearbeitung beziehungsweise die flächendeckende Bedienung mehrerer Maschinen durch einen Mitarbeiter.
Simulation bringt Sicherheit
und Effizienz
„In einem ersten Schritt haben wir die
Programmierung für die 2,5D-Bohr- und
Fräs-Bearbeitung auf Tebis umgestellt“,
erläutert Volker Hohmann, bei Frimo
Sontra verantwortlich für die NC-Programmierung. „Wir haben uns dabei an
den standardisierten und papierarmen
Fertigungsprozessen der Automobilhersteller orientiert, die beispielsweise mit
Farbcodes sicherstellen, dass jedes Detail in der Geometrie die richtige Bearbeitung bekommt.“
Anschließend wurde der Tebis-Simulator eingeführt, zunächst mit der Absicht,
bei 5-Achs-Simultan-Programmen sicher
und effektiv arbeiten zu können. „Wir haben Bauteile mit 5 bis 6 Tonnen Gewicht
auf dem Tisch. Bei der Bearbeitung muss
der Maschinenkopf ganz nahe am Bauteil
entlangfahren“, schildert Jürgen Fichtner
die Motivation. „In diesen Situationen
muss der Bediener die Gewissheit haben,
dass alles kollisionsfrei abläuft. Denn er
kann oftmals nicht einmal sehen, was
passiert.“ Damit die Maschinenbediener
die Bearbeitungen anschauen können
und Zugriff auf alle benötigten Informationen haben, wurde die NC-Dokumentation auf Tebis Viewer umgestellt. Jetzt
müssen keine dicken Papierbündel mehr
durchgeblättert werden, bis man die benötigten Informationen findet, man kann
vielmehr einfach den entsprechenden
3D-Datensatz öffnen.
Einen weiteren Pluspunkt bringt Volker
Hohmann ins Gespräch: „Der Simulator
hilft uns, die Maschinen besser auszunutzen, weil wir bereits vor der Programmierung genau feststellen können, welches
die kleinstmögliche Maschine für einen
Auftrag ist. Früher wurde schon mal vorsichtshalber die nächstgrößere Maschine
genommen, was zu unnötigen Staus an
den größeren Maschinen führte.“
Komplettbearbeitung und
Mehrmaschinen-Bedienung
Nach der Einführung des Simulators
konnte man bei Frimo Sontra die meisten
Bauteile mit nur zwei Aufspannungen allseitig bearbeiten und auch die Mehrmaschinen-Bedienung wurde zum Standard.
Es gab jedoch noch Ausnahmen: „Wir
hatten zu der Zeit noch zwei von sieben
Mitarbeitern in der NC-Programmierung,
die ihre 3D-NC-Programme nicht mit Tebis berechneten“, erklärt Jürgen Fichtner.
1114_DEM_METAV_90x266_de_METAV 2012 18.10.11 15:53 Seite 1
„Bei diesen Projekten konnte die durchgängige Prüfung mit
dem Tebis-Simulator nicht angewendet werden.“ So lag es nahe,
die NC-Bearbeitung komplett auf Tebis umzustellen. Dabei ergaben sich auch organisatorische Vorteile: Schließlich arbeiten
jetzt alle Mitarbeiter der NC-Programmierung mit dem gleichen
System. Projekte lassen sich so viel leichter weitergeben.
Auch wenn die Mitarbeiter zunächst skeptisch waren, als eine
neue, erst einmal ungewohnte Arbeitsumgebung Einzug hielt,
so konnten sie sich dennoch in kürzester Zeit mit Tebis anfreunden. Dazu trägt auch die gut strukturierte Arbeitsumgebung
in Tebis mit Werkzeugdatenbank und NC-Schablonen bei, die
schnell zum benötigten NC-Programm führen. Hierfür hat Volker Hohmann mit seiner Mannschaft etwa 20 unterschiedliche
Startmodelle aufgebaut, eingeteilt nach den bei Frimo Sontra
typischen Bauteilklassen, beispielsweise Aluminium-Gussteile
oder Schneidmesser. Auch externe Dienstleister arbeiten mit
diesen Startmodellen und lassen sich so nahtlos in den etablierten Fertigungsablauf integrieren.
2012
META
V
28. Februar – 3. März
Düsseldorf
Jürgen Fichtner, Betriebsleiter
bei Frimo Sontra, freut sich über
die hinzugewonnene Fertigungskapazität. Bilder: Tebis
www.metav.de
Serienproduktion von CFK-Formen
Welche Erfolge Frimo mit der Startmodell- und Schablonentechnik von Tebis erzielt, zeigt ein Projekt, bei dem es galt, 2.800
Formhälften zu bearbeiten. Diese Formen werden zur Fertigung
von CFK-Bauteilen für den Einsatz in der Luftfahrtindustrie genutzt, jede davon mit individuellen Konturen bei einer garantierten Formtoleranz von maximal +/-0.05 Millimeter und einer
Fertigungszeit zwischen 6 und 10 Stunden. Durch die Tebis-NCSchablonen konnte man die NC-Programme in jeweils maximal
einer Stunde erstellen. Der dank Tebis-Simulator-Technik stabile
Prozess führte dazu, dass nur ein Maschinenbediener notwendig
war, obwohl bis zu drei Maschinen gleichzeitig eingesetzt wurden, um die hohe Anzahl an Formen zeitgerecht zu fertigen.
Den größten Vorteil seiner aktuellen CAD/CAM-Umgebung
sieht Jürgen Fichtner bei der hohen Prozesssicherheit, auf die er
sich heute verlassen kann. Etwa 30 Prozent der Bearbeitungszeit
auf den Klein- und Mittelmaschinen ist unbeaufsichtigt – bei Teilen in Losgröße 1. Die simulatorgeprüften Werkzeugwege schließen unangenehme Überraschungen im Blick auf Endschalterauslösungen oder gar Kollisionen aus. Gleichzeitig führen optimale
Vorgehensweisen, Werkzeugabfolgen und Strategien, die in
Startmodellen und Schablonen hinterlegt sind, zu effizienterer
Zerspanung. „Wir konnten drei zusätzliche Maschinen von einem
anderen Standort übernehmen und mit unserem vorhandenen
Personal betreiben, was gut 12.000 Stunden zusätzlicher Fertigungskapazität im Jahr entspricht, die wir nicht mehr als Lohnferrt
tigung zukaufen müssen“, schließt Jürgen Fichtner. Internationale Messe für
Fertigungstechnik und Automatisierung
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Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V.
Corneliusstraße 4 · 60325 Frankfurt am Main
Tel. +49 69 756081- 0 · Fax +49 69 756081- 74
[email protected] · www.metav.de
58
Branche
Werkzeug- und Formenbau P raxisbericht : C A D / C A M - L ö sung V I S I bei M F L
Deutlicher finanzieller Vorteil
von T heo D rechsel
Bereits seit über fünf Jahren vertraut der Werkzeug- und Formenbauer Maschinen- & Formenbau Leinetal
MFL GmbH auf die CAD/CAM-Lösung VISI. Bei der Konstruktion der hochwertigen Werkzeuge und Formen
weiß die Software bei MFL vor allem durch ihre Flexibilität, Schnelligkeit und das gute Preis-Leistungsverhältnis zu überzeugen.
S
eit 1999 konzipiert der Werkzeugund Formenbauer MFL hochwertige
Produkte für namhafte Hersteller aus
zahlreichen Branchen – einer dieser Kunden ist ein Spezialist für Industrie- und
Bauhelme jeglicher Art. Vor Jahren entwickelte dieses Unternehmen ein innovatives Bauteil, das bis vor kurzem noch
als einteiliges Kunststoffbauteil hergestellt wurde. Aktuell besteht diese Neuheit aus vier Komponenten mit einem
hohen Maß an Genauigkeit und Formstabilität. Die Montage der Spritzgussteile erfolgt heute automatisiert über Ultraschallschweißen, die Festigkeit wird
entscheidend erhöht. Das Bauteil sollte
leichter werden und möglichst automatisiert gefertigt werden können inklusive
der nachgelagerten Montagetätigkeiten,
so dass sich die Stückkosten verringern.
Ein weiteres Ziel ist es, einen verbesserten Tragekomfort in Verbindung mit erhöhter Sicherheit zu erreichen. Diese Anforderung wird durch ein innenliegendes
bewegliches Visier erzielt, das den kom-
binierten Bauhelm in den Vordergrund
treten lässt. Bis heute sind eine Menge an
Wissen und Optimierungen eingeflossen.
Die Form für das Bauteil stellt MFL her,
produziert wird es vom Zulieferer in Niedersachsen. Seit 2007 wird VISI, eine CAD/
CAM-Lösung für den Werkzeug- und Formenbau, durchgängig bei der Entwicklung und Fertigung des Werkzeugs eingesetzt. „Wir nutzen VISI bereits in der
Anfangsphase eines Projekts. Das Bauteil
haben wir innerhalb von drei Monaten
als reine VISI-Konstruktion in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden entwickelt. Die Konstrukteure des Kunden setzen ein anderes System ein, waren aber
alle beeindruckt von der schnellen Konstruktion mit VISI“, blickt Thomas Prause,
Konstruktionsleiter bei MFL, zurück.
Hohe Zeitersparnis
bei Konstruktionsänderungen
Auch bei MFL intern merkt man den Unterschied. Jeder Arbeitsgang wird regis
triert, es wurde eine Nachkalkulation betrieben und anhand der Daten ein direkter
Vergleich zwischen dem alten System
und VISI erhoben. Die Zeiten verringerten sich um ein Drittel, die Zeitersparnis zeigt sich vor allem bei Änderungen.
Gegenüber einem vollparametrischen
System würde sich die Geschwindigkeit fast verdoppeln. Ein anderer Vorteil
ist die Flexibilität von VISI. Manche Kunden wünschen 2D-Daten, andere legen
Wert auf Zeichnungen nach bestimmten
Standards. Die Neustädter Konstrukteure
Das Spritzgießwerkzeug „Helm“ wird
bereits in der Serienproduktion erfolgreich eingesetzt.
1/2012
CAD/CAM-System VISI
VISI umfasst neben Modulen für die
Konstruktion und die NC-Programmierung auch spezielle Anwendungen des
Werkzeug- und Formenbaus. Das System bietet Schnittstellen zu allen wichtigen Datenformaten. Zu den Stärken
der Software zählt insbesondere die
extrem kurze Berechnungszeit der
Werkzeugwege für das 5-Achsen-Simultanfräsen. In Deutschland zeichnet
der seit 1998 mit dem VISI-Vertrieb
beauftragte Distributor MECADAT
CAD/CAM Computersysteme GmbH
aus Langenbach mittlerweile für über
4.000 Installationen verantwortlich.
www.mecadat.de
müssen demzufolge flexibel auf die Anforderungen reagieren und Änderungen
schnell durchführen können.
Das bestehende CAD/CAM-Produkt von
MFL zeigte rasch, dass es den Anforderungen der Konstrukteure nicht gewachsen
war. Klar war, dass kein vollparametrisches
System eingesetzt werden kann, sondern
eines benötigt wird, in dem man relativ
einfach die Parametrik verlassen kann,
ohne dabei an Qualität zu verlieren. In VISI
lassen sich Artikel gut zerschneiden und
wieder vereinigen, ohne dass Fehler auftreten. Auf dem Technologietag eines Fräsmaschinenherstellers sahen die Konstrukteure eine Präsentation zu VISI. Der erste
Eindruck war sehr positiv, deshalb ließen
sich die MFL-Mitarbeiter von MECADAT,
dem deutschlandweiten VISI-Distributor,
eine Sechs-Wochen-Testversion installieren und sich darin einweisen. In dieser Zeit
wurde eifrig getestet und schwierige Kundendaten eingelesen. Letztendlich waren
die Neustädter vor allem von der Flexibi-
Branche
Werkzeug- und Formenbau Maschinen- & Formenbau
Leinetal MFL GmbH
Das mittelständische Unternehmen
aus Neustadt am Rübenberge wurde
2005 zusammengeführt und beschäftigt aktuell 60 Mitarbeiter. MFL
bietet seinen Kunden insbesondere
aus Automobil- und Elektroindustrie,
Messtechnik und Kunststoff, ebenso
wie Werkzeugmaschinenbau und
Verpackungsindustrie hochwertigen Werkzeug- und Formenbau.
Die größten Kunden bedingen im
Übrigen nicht mehr als 12 Prozent des
Umsatzes – diese Vielfältigkeit ist ein
Grund für das Erfolgsgeheimnis der
Neustädter.
www.mfl-leinetal.de
lität des Systems beeindruckt. „Denn Flexibilität ist auch eine unserer Stärken. Unser Ziel ist es, einem Kunden innerhalb
kurzer Zeit ein Prototypen-Werkzeug an
die Hand geben zu können, damit ein erster Eindruck entsteht. Auch der preisliche
Rahmen wird schon früh festgelegt“, erläutert Mario Kioscha, einer der Geschäftsführer von MFL.
durch das VISI PEPS Wire, das – sogar noch
deutlich günstiger als die Vorgängersoftware – komplett in VISI integriert ist. Auch
die CAM-Software, die teilweise noch aus
dem alten System stammt, wird sukzessive durch VISI-CAM ersetzt. Kürzlich wurde eine 5-Achs-HSC-Fräsmaschine angeschafft, für die jetzt auch das 5-Achs-Fräsen
von VISI implementiert wurde. Auch das
VISI-PDM-System zur Verwaltung der Dokumente soll eingeführt werden, um die
innerbetrieblichen Abläufe besser koordinieren zu können. Bei MFL gibt es zwar
bereits eine Lösung für das Dokumentenmanagement, diese Software wurde allerdings zugunsten von VISI zurückgestellt,
weil der Werkzeug- und Formenbauer ein
durchgängiges System bevorzugt.
Aktuelle VISI-Version mit Füllsimulation und neuem Parasolid-Kern
Aktuell wird in Neustadt das Release 19
von VISI eingeführt, vor allem im Blick auf
die 64-Bit-Version, und erste Versuche zeigen schon, dass VISI damit noch wesentlich schneller läuft. „Neuerungen wurden
insbesondere im CAM-Bereich implementiert. Passend zu den Bedürfnissen der
Optimierung des
Automobilindustrie gibt es Schnittstellen
CAD/CAM-Prozesses bei MFL
zu den wichtigsten Mitbewerbern. Durch
Tritt ein Kunde an MFL heran, wird ein den neuen Parasolid-Kern läuft das SysProdukt frühzeitig aus kunststofftechni- tem noch stabiler und schneller als bisher.
scher Sicht geprüft, um bereits im Vor- Für den Einstieg in die Kunststoffsimufeld wahrscheinlich auftretende Probleme lation gibt es jetzt VISI Flow Lite, um auf
ansprechen zu können. VISI entwickelte niedrigerem Niveau rheologische Prozessich dabei zum unverzichtbaren Partner. se inklusive Füllanalyse, Bindenähte oder
Direkt nach der Testphase wurde mit VISI Lufteinschlüssen zu zeigen. Damit wird
weitergearbeitet und die Arbeitsplätze der Einstieg in die Füllsimulation erleichkontinuierlich auf aktuell fünf ausgebaut. tert“, berichtet Ansgar Claes, VertriebsmitDas hängt auch damit zusammen, dass arbeiter von MECADAT.
VISI ständig erweitert wird mit Modulen,
Bei MFL wird mittlerweile im Werkdie bei MFL gut ins Portfolio passen. Das zeug- und Formenbau ausschließlich mit
alte Drahterodiersystem wurde ersetzt VISI konstruiert. Bei einem Mittelständler ist es schwierig,
ein neues System zu
implementieren, da
nebenbei das Tagesgeschäft weitergeführt werden muss.
Und das funktionierte bei VISI gut, da
die bei einem parametrischen SystemAufbau anfallenden
abstrakten Vorgänge
entfallen. Inzwischen
sind sechs Mitarbeiter geschult. Der UmMario Kioscha (rechts), Thomas Prause (Mitte) und Ansgar Claes
(links): jahrelange Zusammenarbeit zwischen MFL und MECADAT.
stieg auf VISI hat sich
Durchgängige VISI-Lösung seit 2007 bei MFL
auch im CAM-Bereich: Schiebermechanik und
Helmschale (von oben). Bilder: MFL
schnell gelohnt, bereits nach drei Monaten Einarbeitung verbesserten sich
die Zeiten und nach einem halben Jahr
zeigte sich auch finanziell ein deutlicher
Vorteil. Maßgeblich war dabei der gute
Support, den MECADAT anbietet. Die Reaktionszeit ist kurz, die Problemlösung
erfolgt sehr engagiert. Im Vergleich zu
den Wettbewerbern macht es sich positiv bemerkbar, deutschlandweit nur einen Ansprechpartner zu haben.
„Über den Support hinaus sind wir
ebenfalls sehr zufrieden mit der Software.
Nicht zuletzt, weil das Preis-Leistungsverhältnis von VISI einfach gut ist. Die Erfahrung zeigt zwar, dass es auch ohne diese
CAD/CAM-Lösung funktionieren würde,
aber deutlich langsamer, unflexibler und
damit unattraktiver“, zieht Mario Kioscha
to
ein positives Fazit. 1/2012
59
60
Special
Cloud Computing und Engineering
S oftware as a S ervice von N V I D I A
Visualisierungsservice
aus der Steckdose
Produktvisualierung Mercedes-Benz.
High-End-Visualisierung während der Produktentwicklung und fürs Marketing oder als Postprocessing von
Crash- oder Strömungssimulationen – dies sind rechenintensive Anwendungen, die von hochskalierbaren und
flexibel verfügbaren Rechenumgebungen stark profitieren. Hier bietet sich die Nutzung von Cloud Computing
an. Das DIGITAL ENGINEERING Magazin hatte Gelegenheit, Tom-Michael Thamm, Director für Software Product
Management im NVIDIA Advanced Rendering Center Berlin, einige Fragen zum Nutzen- und Einsparpotenzial
sowie zu den Zukunftsaussichten von Cloud Computing im Umfeld der Produktentwicklung zu stellen.
DIGITAL ENGINEERING Magazin: Warum ist die Cloud gerade so in Mode? Oder
ist es aus Ihrer Sicht Teil eines grundlegenden Wandels?
Tom-Michael Thamm: Hinter dieser neuen Entwicklung steht die alte Idee, Computerleistungen als Service zu verstehen,
Service, den man quasi durch die „Steckdose“ abzapfen kann. Der Stromzähler
kann in dem Zusammenhang als Taxometer verstanden werden.
DEM: Einer der führenden Anbieter ist
NVIDIA mit RealityServer. Welche Kunden aus der Produktentwicklung nutzen
RealityServer heute? Was sind typische
Anwendungen?
Tom-Michael Thamm: Der RealityServer
findet auf dem weiten Feld der Designvisualisierung sowie im Bereich der OnlineKonfiguratoren – zum Beispiel Küchenkonfiguratoren – Anwendung. Kunden
sind unter anderem die Autoindustrie
oder Möbelhäuser.
„Für den Endkunden ist Rendering in der
Cloud sehr attraktiv, da er seine Bildberechnungszeiten dramatisch verkürzen und daher
eine höhere Produktivität bei geringeren
Hardware-Kosten erzielen kann.“
DEM: Bitte skizzieren Sie die Lösung RealityServer mit ihrer Hardwarestruktur.
Tom-Michael Thamm: Der RealityServer
ist im Kern eine Client-Server-basierte
3D-Visualisierungsplattform. Die Serverseite verteilt und visualisiert 3D-Szenen
1/2012
Tom-Michael
Thamm ist
Director für
Software
Product Management bei
NVIDIA.
auf dem Cluster. Der Server kommuniziert mittels üblicher Web-Services mit
einer Client-Applikation. Die Bandbreite der Client-Hardware reicht von einem
Smartphone über Tablets bis hin zum traditionellen Desktop. Die Serverseite sollte aus Rechnern bestehen, die High Performance CPUs und Professionell NVIDIA
GPUs enthalten.
Special
Cloud Computing und Engineering DEM: NVIDIA kooperiert hierzu mit Amazon. Was sind die Vorteile für den Kunden?
Tom-Michael Thamm: Amazon Web
Service (AWS) bietet schon seit längerem
CPU- und GPU-basierten Software-Service an. NVIDIA arbeitet mit AWS zusammen, um Rendering als Cloudservice zu
etablieren. Die dabei zum Einsatz kommende Rendering-Technologie, genannt
iray, benutzt die GPU- sowie die von NVIDIA entwickelte CUDA-Architektur. Große Software-Häuser, die führend auf dem
Gebiet der digitalen Content Creation
sind, sind auch mit an Bord. Für den Endkunden ist Rendering in der Cloud sehr
attraktiv, da er seine Bildberechnungszeiten dramatisch verkürzen und daher
eine höhere Produktivität bei geringeren
Hardware-Kosten erzielen kann.
DEM: Wie skaliert Ihre Rendering Software mental ray in der Cloud? Ist die Software auf 1.000 CPUs tausend mal schneller als auf einer CPU?
Tom-Michael Thamm: Nein, mental ray
ist damals nicht dafür entwickelt worden.
mental ray skaliert mit bis zu 16 CPUs
ganz ansehnlich, mehr aber nicht. Was
NVIDIA in diesem Kontext zum Einsatz
bringt, ist das vor drei Jahren entwickelte
Rendering-Produkt iray. iray skaliert auf
großen GPU-Clustern hervorragend. Bei
1.000 GPUs, das heißt mindestens 250
Rechner im Cluster, kann man bei großen Szenen noch einen Performance-Zuwachs sehen.
DEM: Was braucht ein Kunde, um Ihr RealityServer performant zu nutzen? Wie
sieht das Preismodell aus?
Tom-Michael Thamm: Ein Kunde kann
mit vier RealityServer-Lizenzen – das
heißt, vier Maschinen, bestückt mit jeweils zwei CPUs sowie zwei GPUs – bereits sehr performante Resultate erzielen.
Vier RealityServer-Lizenzen stellen das
Basispaket dar.
DEM: Bietet RealityServer eine weitergehende verwaltete Lösung, innerhalb
derer Kunden mit ihren Daten arbeiten
können? Oder geht es nur darum, Jobs
abzuarbeiten?
Tom-Michael Thamm: Das hängt im
Großen und Ganzen von der Verwendung des RealityServer ab. Die Applikation, die unter Verwendung des RealityServer entwickelt wird, bestimmt, was
mit den Daten gemacht wird, unter an-
61
derem kann sie auch bidirektionale Verbindungen beinhalten, also Kommunikation von der Client-seitigen Applikation
zur Cloud und umgekehrt.
DEM: Eignet sich Cloud Computing für
rechenintensive Anwendungen während
der Produktentwicklung vorwiegend
für kleine und mittlere Unternehmen
(KMUs)? Oder auch für große Auto- und
Flugzeughersteller, die meist über umfangreiche eigene Hardware-Ressourcen
verfügen?
Tom-Michael Thamm: Zunächst müssen
wir in diesem Kontext zwischen einer Public Cloud, wie es etwa EC2 (AWS) oder
Peer 1 ist, und einer Private Cloud unterscheiden. Die Autohersteller haben in
der Regel ihre Private Cloud, die sie dann
zum Beispiel ihren Händlern zur Verfügung stellen, um darauf unter anderem
Autokonfiguratoren laufen zu lassen.
Für KMUs, etwa Architekturbüros,
lohnt sich der Einsatz der Public Cloud
dadurch, dass die Erstellung von Animationen und hochaufgelösten Bildern in
einem Bruchteil der Zeit mittels des Rendering Service in der Public Cloud erledigt werden kann.
DEM: Welche Zukunftsperspektiven geben Sie dem Cloud Computing insbesondere im Umfeld der Produktentwicklung?
Tom-Michael Thamm: Ich sehe darin
eine große Zukunft: Computeservice aus
der Steckdose, für jeden Haushalt, jede
Schule, jede Firma erhältlich. Das eröffnet neue Perspektiven und Chancen.
Es setzt allerdings ein Umdenken in der
davon betroffenen Software- und der
Nutzung von Rendering-Software über Cloud Computing:
Schneller zu realistischer Plastizität virtueller Produkte.
Visualisierung eines Maschinendetails.
Hardware-Branche voraus. Softwarepakete müssen als Software as a Service zur
Verfügung gestellt, digitale Brücken zwischen unterschiedlichen Anwendungen
müssen geschaffen, die Verbraucherhardware kann wesentlich verkleinert
werden.
DEM: Herr Thamm, vielen Dank für dieses Gespräch.
Das Interview führte Thomas Otto.
MercedesKarosseriebau.
1/2012
Bilder: NVIDIA
62
Special
Cloud Computing und Engineering S imulation mit beliebig skalierbaren
H ardware - R essourcen
Mehr Flexibilität
für die CAE-Analyse
CD-adapco, ein Anbieter von Software für die Strömungssimulation, ist eines der ersten Unternehmen, das seinen Kunden die Nutzung der Software über Cloud Computing anbietet. Das DIGITAL
ENGINEERING Magazin befragte David Vaughn, Vice President Worldwide Marketing bei CD-adapco,
zu den Inhalten, dem Kundennutzen und Preis-Leistungsverhältnis des Angebots „STAR-CCM+
Power-on-Demand“.
DIGITAL ENGINEERING Magazin: Warum hat CD-adapco damit begonnen,
Software für die Nutzung in Verbindung
mit Cloud Computing anzubieten?
David Vaughn: Mit dem Angebot der
„Power Session“ hat CD-adapco die Lizenzvergabe im CAE-Bereich revolutioniert und den Anwendern ermöglicht,
ihre ganze Computer-Hardware zu nutzen, ohne Software-Sanktionen in Form
hoher Lizenzpreise zahlen zu müssen.
Die „Power Session“ war das erste große
CAE-Angebot, das unlimitierte parallele
Bearbeitung zu einem fixen Preis unterstützte.
DEM: Und was war Ihre Motivation beziehungsweise die Anforderung von
Kunden?
David Vaughn: Der „Power Session“ folgte das Angebot des „STAR-CCM+ Poweron-Demand“. Die Hauptvorteile der „Power-on-Demand“-Lizenz sind erstens: der
Zugang zu unbegrenzten Sitzungen UND
parallelen Prozessoren. Zweitens: Der Zugang zu der Lizenz von jeder Hardware in
der Cloud. Die Motivation von CD-adapco bestand darin, unsere Anwender mit
einer Lizenzflexibilität auszustatten, die
es ihnen ermöglicht, sich auf die Innovation ihrer eigenen Produkte und Dienstleistungen zu konzentrieren.
DEM: Können Sie dieses Angebot „STARCCM+ Power-on-Demand“, das CD-adap-
1/2012
co seit 2010 bietet, noch etwas genauer
skizzieren?
David Vaughn: STAR-CCM+ Power-onDemand ermöglicht unseren Kunden,
die Nutzung von STAR-CCM+ stundenweise abzurechnen – im Gegensatz zu
der traditionellen Jahresmiete. Das ist der
„On-Demand“-Teil, und der alleine bietet
schon große Vorteile bei der Verwaltung
kurzfristiger Projekte oder Kapazitätsengpässen in Zeiten starker Nutzung. Die eigentliche Stärke in „Power-on-Demand“
ist aber der Zugang zu unbegrenzten Sitzungen und parallelen Prozessoren. Mit
anderen Worten, man hat Zugang zu unbegrenzten „Power Sessions“.
DEM: Wo liegt der größte Kundennutzen?
David Vaughn: Es ist die perfekte Methode, um verschiedene Konstruktionen
zur selben Zeit zu analysieren. Betrachten wir zum Beispiel eine Versuchsplanung, wo alle Modelle zeitgleich berechnet werden und jede dieser Simulationen
auf unbegrenzt vielen Cores gerechnet
werden kann. Ähnlich wird die gleichzeitige Berechnung mehrerer Konstruktionsparameter ermöglicht.
Und letztendlich ist da noch der
„Cloud“-Vorteil: Die „Power-on-Demand“Lizenz ist von jedem Hardwaresystem in
der Cloud verfügbar. Dies beinhaltet sowohl Cloud-Service-Anbieter als auch
private Firmencomputer-Systeme.
DEM: Clouds welcher Anbieter nutzt das
Angebot von CD-adapco? Wie wird der
Datenschutz sichergestellt?
David Vaughn: Das Schöne an dieser Methode ist, dass man zwischen Hard- und
Software-Anbietern klar trennen kann.
Der Kunde hat die Möglichkeit, einen beliebigen Hardware-Anbieter zu wählen,
der die für ihn nötigen Sicherheitsbedingungen erfüllt. Die einzige Bedingung besteht darin, dass das Netzwerkportal offen
ist, um eine Verbindung zum „Power-onDemand“-Lizenzserver herzustellen.
DEM: Können Sie konkrete Preis-Leistungsvorteile für den Kunden benennen?
David Vaughn: Unser Abrechungsmodell ist sehr einfach: 20 Euro pro Stunde,
wobei die Zeit nach Echtzeit und nicht
„CPU-Zeit“ berechnet wird. Von unseren
Kunden haben wir sehr positives Feedback erhalten, sie mögen dieses Lizenz-
David Vaughn,
CD-adapco, VP,
Worldwide
Marketing.
Special
Cloud Computing und Engineering 63
Thermische
Analyse eines
Computers.
Designstudie bei Cervélo.
modell. Es gibt ja auch einen deutlichen
Nutzen, wenn man mit mehreren Prozessoren/Knoten arbeitet. Wenn zum Beispiel eine Simulation 1.000 Stunden auf
einem Knoten benötigt, würde der Gesamtpreis 20.000 Euro betragen. Aber
wenn dieselbe Simulation eine Stunde
auf 1.000 Knoten benötigt, liegt der Preis
bei nur 20 Euro!
Bilder: CD-adapco
Turbolader in der Benutzeroberfläche von STAR-CCM+.
DEM: Wie kommuniziert der Client mit
der Cloud? Wie gestaltet sich der Workflow von der Modellvorbereitung bis zur
Auswertung der Simulationsergebnisse?
David Vaughn: CD-adapco bietet seinen
Kunden die größtmögliche Flexibilität an.
Der typische CAE-Prozess ist in drei Teilbereiche gegliedert: 1. Pre-Processing, 2.
Simulation, 3. Post-Processing. In der Regel sind die Phasen 1 und 3 sehr interaktiv, während die Berechnung der Physik
die meiste CPU-Zeit in Anspruch nimmt,
dafür aber unbeaufsichtigt laufen kann.
Cloud-Angeboten, die nur für Phase 2
angeboten werden, kann CD-adapcos
„Power-on-Demand“ auch für das Preund Post-Processing verwendet werden.
DEM: Eignet sich STAR-CCM+ Power-onDemand für Unternehmen jeder Größe vom kleinen Ingenieurbüro bis zum
Konzern?
David Vaughn: Firmen aller Größen und
DEM: Ist dieses Geschäftsmodell für CDForm nutzen die Vorteile von STAR-CCM+
adapco zukunftsweisend?
Power-on-Demand, wie die VerkaufszahDavid Vaughn: Die Nachfrage der Kunlen beweisen. Der Nutzen und die Flexiden ist außerordentlich. Wir habilität dieses Lizenzierungsmodells
ben schon über 160.000 Stunden
machen es so attraktiv bei ver„Unser Abrechungsmodell ist sehr einfach:
„Power-on-Demand“
verkauft.
schiedensten Aufgabenstellungen:
Eine Zahl, die noch stetig steigt, da
Kapazitätsengpässe, kurzfristige
20 Euro pro Stunde, wobei die Zeit nach Echtunsere Kunden die Flexibilität, die
Projekte, Entwurfsoptimierungen,
zeit und nicht „CPU-Zeit“ berechnet wird.“
diese „On-Demand“-Lizenzierung
Leistungskontrolle usw.
mit sich bringt, schätzen lernen.
Zur Erinnerung: Mit „Power-on-De- DEM: Wie sieht Ihre Prognose zur WeiDEM: Welche Umprogrammierungen mand“ haben Sie die Möglichkeit, ent- terentwicklung des Cloud-Markts für rean STAR-CCM+ waren dazu erforderlich? weder auf ihrem lokalen Rechner oder chenintensive Aufgaben im ProduktentSkaliert die Software jetzt auf beliebig einem externen Rechner zu arbeiten. Bei stehungsprozess aus? Welche Pläne hat
viele CPUs, oder, anders gefragt: Lässt beiden Möglichkeiten wird die Lizenz CD-adapco?
sich ein Simulationslauf durch Nutzung von der Cloud initialisiert, aber die Simu- David Vaughn: Wir sehen ein großes
Hunderter oder Tausender CPUs im Ver- lation selber muss nicht dort laufen.
Wachstumspotenzial für dieses Modell.
hältnis zu einer Mehrprozessor-WorkstaAußerdem arbeitet STAR-CCM+ basie- Firmen sind im Begriff, ihre Datensichertion weiter signifikant beschleunigen?
rend auf einem Client-Server-Modell. Bei heitsbestimmungen und die oft veralteDavid Vaughn: STAR-CCM+ war schon von einer guten Netzwerkverbindung kann ten IT-Vorschriften zu überdenken.
jeher für hocheffiziente parallele Berech- STAR-CCM+ also auf irgendeinem Sernungen ausgelegt. „Power-on-Demand“ ver betrieben werden, während der In- DEM: Herr Vaughn, vielen Dank für dieist nur ein anderes Abrechnungsmodell, genieur die Software über die grafische ses Gespräch.
so dass keine signifikanten Änderungen in Benutzeroberfläche lokal steuert. Im GeSTAR-CCM+ selber nötig waren.
gensatz zu den meisten anderen CAE- Das Interview führte Thomas Otto.
1/2012
64
Special
Cloud Computing und Engineering Z ugriff auf C A D - F unktionalit ä ten ü berall und jederzeit
Nur der Himmel ist die Grenze
V on C hris D ouglass
Der Einsatz von Cloud Computing im Maschinenbau schafft mehr Flexibilität und Freiheit für Ingenieure. Er
kann gerade kleineren Unternehmen einen innovativen Aufschwung bescheren, weil er den kostengünstigen Zugang zu schier grenzenlosen Rechenkapazitäten ermöglicht.
C
loud Computing ist motiviert durch das
Bestreben, eine dynamische, optimierte, bedarfsgerechte Lastverteilung in
modernen Netzwerken zu erreichen und
eine IT-Infrastruktur zu konzipieren, die den
Nutzern abstrahiert in der Cloud zur Verfügung steht. Die Forderung nach erhöhter
Mobilität der Anwender und die wachsende Verbreitung von mobilen Endgeräten
wie Smartphones und Tablettcomputern
tragen zur Popularität dieses Konzepts bei,
das Daten und Rechenleistung so komfortabel zur Verfügung stellt. Die Cloud ist immer verfügbar. Wenn aber Bandbreite und
Netzbelastung keine Online-Verbindung
sinnvoll ermöglichen, kann der Anwender
in der Regel auch offline arbeiten und später mithilfe von Synchronisierungsfunktionen seine Daten aktualisieren.
Fixkosten reduzieren
Aus betriebswirtschaftlicher Sicht ist Cloud
Computing interessant, weil es hohe Fixkosten in variable Kosten umwandelt. Das
Unternehmen muss seine Hard- und Software-Installationen nicht für die Lastspitzen
auslegen. Beim Cloud Computing entste-
Zugriff auf Projektdaten via Cloud.
1/2012
Inventor Optimization.
hen in der Regel nur Kosten, wenn die Computer-Leistung tatsächlich gebraucht wird,
im Normalfall also nur, wenn es konkrete
Projekte gibt. Dagegen fallen kaum Kosten
an, wenn die Auftragsbücher leer sind.
Kleinen Firmen und Ingenieurbüros bietet Cloud Computing die Möglichkeit, unbegrenzte Computerleistung – vor allem
für rechenintensive Anwendungen – in
Anspruch zu nehmen, die zu teuer in der
Beschaffung wäre. Mangelnde Computerleistung kann kleinere Büros und Firmen
daran hindern, sich an anspruchsvolle Aufgaben wie FEM-Berechnungen, Simulationen oder aufwendige Visualisierungen zu
wagen. Häufig ist der mobile Zugriff auf die
Systeme und Daten vor Ort notwendig oder
wünschenswert, um Konstruktionen zu
präsentieren, zu überprüfen, zu korrigieren
oder zu ergänzen. Die dienstbasierte CloudArchitektur bietet hierfür gute Lösungen.
Sie erlaubt den schnellen, kostengünstigen
und ubiquitären Datenzugriff. Zudem sind
Cloud-Lösungen leichter zu aktualisieren
und daher immer auf dem neuesten Stand
der Technik.
Bilder: Autodesk
Autodesk-Cloud-Dienste
Autodesk bietet unter dem Sammelbegriff Autodesk Cloud eine Reihe neuer
webbasierter Funktionen, Produkte und
Services an und liefert seinen Kunden
mehr Mobilität, neue Viewing- und Kommunikationsfunktionen und die notwendige Rechnerleistung. Einige dieser Funktionen stehen allen Autodesk-Anwendern
zur Verfügung. In den Genuss des kompletten Umfangs der Möglichkeiten kommen allerdings nur die Subscription-Kunden, die einen Autodesk-Servicevertrag
abgeschlossen haben. Drei GByte Online-Speicher stehen ihnen pro Subscription-Lizenz zur Verfügung, um Projektdokumente abzulegen und überall und
jederzeit darauf zugreifen zu können. Der
enorme Aufwand für die Verwaltung einer
IT-Infrastruktur, der notwendig wäre, um
vergleichbare Kapazitäten intern vorzuhalten, entfällt.
Das SaaS-Modell ist für Autodesk nicht
neu: Schon vor zehn Jahren startete der
Hersteller Autodesk Buzzsaw, die Collaboration-Plattform für Ingenieure, die eine
Special
Cloud Computing und Engineering effiziente Zusammenarbeit aller ermöglicht, die an der Planung umfangreicher
Infrastrukturprojekte beteiligt sind. Dieser
Dienst bleibt Teil des Autodesk-Cloud-Angebots. Die Weiterentwicklung des CloudComputing-Portfolios ist eine logische
Konsequenz.
Heute stehen Autodesk-Kunden über
ein Dutzend Cloud-Anwendungen zur
Verfügung. Sie können mit dem Dienst
Autodesk Cloud Documents Zeichnungen und andere Dokumente in ihrem bevorzugten Webbrowser oder in mobilen
Geräten anschauen, auch mit anderen Anwendern austauschen, selbst wenn diese
keine Autodesk-Software einsetzen. Autodesk Cloud Documents ist der Puffer
in der Kommunikation zwischen der jeweiligen Konstruktionslösung des Unternehmens und den Web-Services, auf den
dann die Viewer, aber auch die Simulationstechnologien zugreifen können. Cloud
Documents unterstützt sogar die Verwaltung von Konstruktionsdaten aus Fremdsystemen (die namhaften Systeme, für
die Autodesk Converter anbietet) und die
Konvertierung „on the fly“, das heißt ohne
Zwischenschritte beim Aufruf der jeweiligen Dateien. Dieser Dienst bietet ein benutzerfreundliches, so genanntes „Single
Sign on“ für den Anwender, der sich nur
einmal mit seiner E-Mail-Adresse anmeldet und dann automatisch im Rahmen
des Lizenz- und Subscription-Vertrags auf
alle Funktionen zugreifen kann.
Die Anwender laden beispielsweise
DWG-Zeichnungen direkt aus AutoCAD in
ihren Online-Arbeitsbereich und verwenden AutoCAD WS, um die Zeichnungen
zu überprüfen, zu editieren oder gemeinsam mit einem Kollegen zu bearbeiten.
Dabei verfolgen beide die wechselseitigen Cursor-Bewegungen in Echtzeit, sehen etwaige Änderungen und Anmerkungen oder senden sich Hinweise in einem
Chat-Fenster. Die Autodesk Design Review Mobile App dient dazu, 2D- und 3DDWF-Dateien auf mobilen Geräten wie
iPad, iPhone und iPod touch unterwegs
oder vor Ort zu prüfen, zu korrigieren und
zu kommentieren. Die Produkte AutoCAD
WS und Autodesk Design Review Mobile
App sind im iOS App Store erhältlich. Die
Bibliothek der Factory Design Suite, die
via Cloud stetig aktualisiert und erweitert
wird, und die Tests von Autodesk in den
USA mit flexibleren Lizenzmodellen in der
Cloud (etwa MoldFlow WS) sind weitere Beispiele. Autodesk Subscription-Kun-
den erhalten darüber hinaus ausgereifte,
neue Funktionalitäten für rechenintensive Aufgaben wie Inventor Optimization,
die bislang nur Unternehmen mit teuren
High-End-Supercomputern und Serverfarmen ausführen konnten. Aufgrund von
begrenzten Ressourcen und Zeitdruck
können Konstrukteure und Ingenieure
heute meist nur eine sehr limitierte Anzahl an Projektideen validieren. Oft wählen sie daher einen eher pragmatischen
Weg, eine grobe Überschlagsrechnung
oder die Erfahrung: „Hat beim letzten Mal
funktioniert“. Inventor Optimization bietet nun in der Cloud die Möglichkeit, für
eine Konstruktion oder ein kritisches Bauteil mehrere Parameter zu variieren und
die Form oder das Material im Blick auf
ausreichende Festigkeit oder geringes
Gewicht in einer FEM-Analyse zu optimieren. Wenn beispielsweise drei Parameter
mit jeweils drei verschiedenen Werten zu
untersuchen sind, sind neun Rechenläufe notwendig, um die Kombination der
Parameter zu finden, die das Optimum
liefert. Rechenintensive Optimierungen
dieser Art erledigt Inventor Optimization
in der Cloud, die sich hier als überlegen
zeigt und – je nach Anwendung – solche
Aufgaben um ein vielfaches schneller als
ein Desktop-System erledigt.
65
Impressum
Herausgeber und Geschäftsführer:
Hans-J. Grohmann ([email protected])
DIGITAL ENGINEERING MAGAZIN im Internet:
http://www.digital-engineering-magazin.de
So erreichen Sie die Redaktion:
Chefredaktion: Rainer Trummer (v.i.S.d.P.), [email protected],
Tel.: 0 81 06 / 350-152, Fax: 0 81 06 / 350-190
Redaktion:
Thomas Otto (ltd. Redakteur; -161, [email protected]),
Birgit Wimmer (-160, [email protected])
Textchef: Armin Krämer (-156; [email protected])
Mitarbeiter dieser Ausgabe: Matt Bailey, Alexander Bay, Melanie Biskup,
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15. Jahrgang
Erscheinungsweise: achtmal jährlich
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ISSN 1618-002X, VKZ B 47697
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Außerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG:
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e-commerce Magazin, KMUplus Magazin, digitalbusiness, Virtual Reality
Magazin
Partnerkataloge: Autodesk Partnerlösungen,
DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS, IBM Business Partner Katalog,
Partnerlösungen für HP Systeme
Datensicherheit
Der Schutz der Kundendaten genießt dabei höchste Priorität und die Erfahrung
mit Buzzsaw in über zehn Jahren sieht Autodesk als Beleg für sein Know-how in
punkto Datensicherheit. Die Verschlüsselung des Datenverkehrs, die strenge Kon
trolle der Zugriffsberechtigungen und
mehrfache, redundante Sicherheitsmechanismen sind selbstverständlich. Beim
Umgang mit Daten und der Diskussion
des Datenschutzes sind verschiedene Datenarten zu unterscheiden. Die personenbezogenen Daten sind wohl die sensibelsten. Bei technischen Daten geht es
darum, firmenspezifisches Wissen zu
schützen, um nicht den technischen Vorsprung oder Auftraggeberdaten preiszugeben. Da Cloud Computing nicht bedeutet, dass alle Daten in einer Public
Cloud liegen müssen, sind die Anforderungen im Detail und im jeweiligen Anwendungsfall zu prüfen, um die optimale
Lösung zu finden. Eventuell bieten sich je
nach Sicherheitsanforderung gemischte
(„hybride“) Formen von Public und Pri
bw
vate Clouds an.
1/2012
66
Vorschau
Im nächsten Heft (erscheint am 31. Januar 2012)
SIMULATION
Special
CAE-Funktionalität in CAD-Systemen
Simulationstools integriert im CAD-System bieten einen Mehrwert im Entwicklungsprozess. Neben gesteigerter Benutzerfreundlichkeit und Durchgängigkeit kann sich die Integration
auch förderlich auf die Genauigkeit und Effizienz der konstruktiven Lösungsfindung auswirken. Durch raschen Variantenvergleich und Optimierung lassen sich Kosten reduzieren.
CFK (Carbon-faserverstärkter Kunststoff)
– Konstruktion, Simulation und Fertigung
Vor allem im Automobil- und Schiffbau könnten Verbundwerkstoffe vermehrt eingesetzt werden, wenn die Komplexität und
der Zeitaufwand für Entwicklung und Produktion der Bauteile reduziert würden. Genau dieses Ziel verfolgt Siemens durch
die Integration der industriespezifischen Engineering-Software
von Vistagy in sein PLM-Industrie-Portfolio.
Neue CAE-Funktionalität in
SolidWorks 2012: Ergebnisse einer Strömungssimulation direkt auf die Schalengeometrie anwenden.
SolidWorks
Volumendarstellung der Composite-Lagen-Entwicklung mit FiberSIM,
integriert in Siemens NX Modeling – am Beispiel eines Lüfterflügels
für ein Jet-Triebwerk. Die Farben zeigen die Richtung der Lagen.
HARDWARE
Bild: Siemens
3D-Grafiklösungen
(Grafikkarten, Rendersysteme)
NVIDIA Maximus Workstations sind die erste einheitliche Plattform, mit der sich Konstruktion, Simulation und hochwertige
Visualisierung kombinieren lassen, um einen interaktiveren
und strafferen Entwicklungsprozess zu ermöglichen.
Neue NVIDIA-Workstation
ermöglicht es, Entwicklungsschritte wie 3D-Konstruktion,
Simulation und Visualisierung
parallel laufen zu lassen.
Bilder: NVIDIA
1/2012
Praxisberichte
Innovative Baugruppen
und Komponenten
Lesen Sie in Anwender- und
Praxisberichten, welche
innovativen und kostensparenden Technologielösungen neu auf dem Markt sind.
Im nächsten Heft berichten
wir über Antriebe und Automatisierungstechnologien
für Werkzeugmaschinen.
n
be
ga
us atis
2 A gr
Zeitschrift für
Produktentwicklung,
CAx-Technologien,
Datenmanagement
und Integration
7/11
September/Oktober
Eine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG
D: Euro 14,40 CH: SFr 24,50 A: Euro 14,90
ISSN 1618-002X
Innovative Lösungen für Konstrukteure und Entwickler
PROMOTION
Trends rechtzeitig erkennen
mit einem persönlichen Abonnement
3D-Drucker
Kostenreduktion durch
Prototypen-Fertigung
S. 18
Antriebstechnik
Einbaufertige Lineareinheiten von MISUMI
S. 36
Metallbearbeitung
S. 46
Praxisberichte: Stahlbau und
durchgängige CNC-Fertigung
CO M O S F E E D V O N S I E M E N S I N D U S T RY S O F T WA R E
Wirtschaftliche Anlagenplanung
www.digital-engineering-magazin.de/abo
DiE ultimativE lösung füR
ihREn PRototyPEnbau
Kompakt, erschwinglich und multimaterial:
Die neue Objet260 Connex verwendet die weltweit
einzige 3D-Drucktechnologie, die Prototypen mit
bis zu 14 verschiedenen Materialeigenschaften in
nur einem Druckvorgang herstellt. Sie können sicher
sein, dass das Modell für jede noch so komplexe
Idee dem Original in Bezug auf Optik, Haptik und
Funktion in nichts nachsteht.
’’
Dank der Objet260 Connex wurden die visuellen und funktionalen
Fähigkeiten unserer Prototypen deutlich verbessert, wodurch sie bestens
für reale Funktionstests geeignet sind. Objet hat nicht nur unseren
Produktentwicklungszyklus um mehrere Wochen verkürzt, sondern hat
uns auch dabei geholfen, bereits sehr früh im Konstruktionsprozess den
’’
richtigen Weg einzuschlagen.
Roland Essmann,
Leiter Labor Controls bei Elster (führender Anbieter im Bereich Messtechnik),
Deutschland
besuchen sie uns auf
der Euromold
29. November bis 2. Dezember 2011
Frankfurt/Main
halle 11.0 stand D90
The Power to Create
www.objet.de
[email protected]

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