spritzgießwerkzeuge: mit strategischen ansätzen ... · pflichtenheft spritzgießwerkzeug erstellt...
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„Spritzgießwerkzeuge: Mit strategischen Ansätzen intelligente Potentiale heben“
Anwenderkonferenz 2014, Cimatron GmbH, 2014-06-05, Fulda Prof. Dr.-Ing. Thomas Seul Bild 1
Spritzgießwerkzeuge:
Mit strategischen Ansätzen intelligente Potentiale heben
Anwenderkonferenz Cimatron GmbH, 2014-06-05
• Der Ansatz...
• Die Impulse…
• Die Umsetzung…
„Spritzgießwerkzeuge: Mit strategischen Ansätzen intelligente Potentiale heben“
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Die Struktur von 1970 Meister -> Vorarbeiter -> Geselle -> Lehrling
150 Jahre Spritzguss
Der Werkzeugmacher stellte seine Form komplett selbst her
Werkzeugbau anno 1960
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Werkzeuganalyse Werkzeug-temperierung
Angußgestaltung Heißkanalsystem
Lasersintern
Konturnahe Kühlung
Prozesssimulation
Werkzeugbau anno 2010
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MA-Situation der WZB in der BRD 1% > 100 MA 19 % > 20 MA 80 % < 20 MA Momentan erfolgt ein spürbarer Generationswechsel in der Unternehmerschaft Um dem Namen VDWF auch zukünftig gerecht zu werden, ist es sinnvoll regional in Deutschland zu präsent zu sein!
Werkzeug- und Formenbauten in D
Quellen: VDWF
„Spritzgießwerkzeuge: Mit strategischen Ansätzen intelligente Potentiale heben“
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These: Der Werkzeug- und Formenbau bietet Entwicklungspotenziale für allen Branchen
„Spritzgießwerkzeuge: Mit strategischen Ansätzen intelligente Potentiale heben“
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Der Ansatz
Fächerübergreifende Arbeitsweise bei der Entwicklung von Produkten und Anwendungen von morgen
„Spritzgießwerkzeuge: Mit strategischen Ansätzen intelligente Potentiale heben“
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Trends in der Produktentwicklung
„…in 10 Jahren wird ca. 80 % des Umsatzes mit heute unbekannten oder nicht vorhandenen Erzeugnissen erwirtschaftet…“
Quelle: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG)
§ Ideen sind erforderlich § Investition in die Zukunft lohnend
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Einordnung von Spritzgieß-Sonderverfahren in den Technologie-Lebenszyklus nach E. Bürkle
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Verscheibung Tank Sensorik
Zylinderkopfdeckel Strukturbauteile
Karosserieaußenhaut Strukturbauteile
Karosserieaußenhaut, eingefärbt
Navigation optischer Datenträger Scheinwerfer-Streuscheiben
Karosserieaußenhaut, in-line lackiert
Innenverkleidungsteile
Sauganlagen Pedale
Airbag Stoßfänger Verfahrenstechniken
Produkte
Entwicklung Einführung Wachstum Reife/Sättigung
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Der Werkzeug- und Formenbau am Standort Deutschland muss eine Marke bleiben!
• Wo liegen unsere Wettbewerbsvorteile?
• Sind wir Verteidigungsfähig?
• Sichern von Ressourcen oder Fähigkeiten!
• Gibt es Chancen für neue Marktsegmente?
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„Wie viel Werkzeugbau gibt es 2020 noch in Deutschland?“
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Impulse zum Ausbau organisatorischer Strukturen
Was noch getan werden muss…!
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These: Planen beschreibt Leistung
Qualität nachweisen schafft Sicherheit
Was kann bei einem Spritzgießwerkzeug sinnvoll dokumentiert werden?
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Mit der Qualifizierung wird dokumentiert getestet,
dass Geräte, welche zur Umsetzung der Prozesse dienen,
die vorher spezifizierten Funktionalitäten besitzen.
à Wie kann sinnvoll einen Spritzgießwerkzeug verifiziert werden?
Klärung Machbarkeit
Werkzeug-entwicklung
Prozess-entwicklung
Industrie-alisierung
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Klärung / Machbarkeit
Qualifizierung von Spritzgießwerkzeugen
à Umsetzung im Spritzgießwerkzeug § Anforderungsliste / Spezifikation: Spritzgießwerkzeug § Lastenheft Spritzgießwerkzeug erstellt durch Produktentwicklung § Pflichtenheft Spritzgießwerkzeug erstellt durch Werkzeugkonstruktion § Risikoanalyse Spritzgießwerkzeug § Zeichnungsfreigabe Spritzgießwerkzeug
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Werkzeugentwicklung
Qualifizierung von Spritzgießwerkzeugen
à Umsetzung im Spritzgießwerkzeug § Prozess-Risikoanalyse Spritzgießen sowie aller Teilprozesse § Checkliste „Pflichtenheft: Spritzgießwerkzeug“ erstellt durch
Werkzeugkonstruktion § Dokumentation zur CE-Kennzeichnung
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DIN 16901:1982-11
• Die DIN 16901:1982-11 "Kunststoff-Formteile - Toleranzen und Abnahmebedingungen für Längenmaße", wurde vom DIN im November 2009 ersatzlos zurückgezogen.
• Nachfolgenorm: DIN_16742_2012
• Ein wichtiges Abnahmekriterium von Werkzeugen welches sich häufig in Erstmusterprüfberichten wiederfindet.
Werkzeug-entwicklung
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Leitfaden zur CE-Kennzeichnung von Spritzgieß- und Druckgusswerkzeugen
Werkzeug-entwicklung
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Prozessentwicklung
Qualifizierung von Spritzgießwerkzeugen
à Umsetzung im Spritzgießwerkzeug § Arbeitsanweisung Erstabmusterung § Abmusterungsbericht Spritzgießprozess § Spritzgießprozessparameter (Ergebnisse für Produktionsvorschrift) § Prüfbericht über Maßhaltigkeit von Primärmaßen
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Prozessentwicklung
Qualifizierung von Spritzgießwerkzeugen
à Umsetzung PQ Spritzgießwerkzeug § Fähigkeitsanalyse Spritzgießwerkzeug/ -maschine (cmk-Lauf ≥ 1,67 an 50
Losen) + Erstmusterprüfbericht aus cmk-Los § Prozessfähigkeitsanalyse Spritzgießen (cpk ≥ 1,33 / 24 h-Lauf)
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Der Erstmusterprüfbericht (EMPB) Ein wichtiges Abnahmekriterium im Werkzeugbau
Prozess-entwicklung
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als Teile der Prozessentwicklung Kalibrierung § Dokumentierter Nachweis, dass kritische Messeinrichtungen im
vorgesehenen Wertebereichen unter Einhaltung vorgegebener Toleranzen unter aktuellen Betriebsbedingungen zuverlässig arbeiten
§ Überprüfung von: Wertebereich, Betriebsgrenzen, Fehlergrenzen, Toleranzen, Kalibrierwerte, Kalibrierzyklen
Kalibrierungs- und Wartungsmaßnahmen
Wartung § Wartungs-/ Prüfpunkte § Wartungszyklen § Verantwortlichkeiten, Vorgehensweisen § Dokumentation/Auswertung der Durchführung
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Industriealisierung
Prozessvalidierung Spritzgießen
à Umsetzung im Spritzgießwerkzeug § Langzeit-Analyse Spritzgießprozess § Prozessfähigkeit cpk ≥ 1,33 / normale Produktion
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„Wie viel Werkzeugbau gibt es 2020 noch in Deutschland?“
oder besser
„Welches Geschäftsmodell verfolgt der erfolgreiche Werkzeugbau 2020 in Deutschland?“
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Potenziale für den Werkzeugbau
Dokumentierter Nachweis Klärung Machbarkeit
Werkzeug-entwicklung
Prozess-entwicklung
Industrie-alisierung
Toleranzen, Abnahmebedingungen
DoE: Bestimmung des Prozessfensters
Abmusterungsbericht
Prüfbericht: Prüf- und Funktionsmaße
cmk>1,67 entspricht 0 ppm (50 Lose)
EMPB
cpk >1,33 (5h) entspricht 33 ppm
Kalibrierung, Wartung
Werkzeugbau
Technikum Spritzgießen
Verarbeiter
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§ Produktentwickler bzw. Konstrukteure müssen zwangsläufig ein höheres Verständnis für die werkstoffgerechte als auch für die fertigungsgerechte Gestaltung mitbringen. à Produktspezifikationen müssen klar und eindeutig definiert werden
§ Der Werkzeugbau, insbesondere der Werkzeugkonstrukteur, steht in einer höheren Verantwortung als bisher. à Er muss auch nachweisen und dokumentieren
§ Komplexität beherrschen – Transparenz liefern (Darstellen vernetzter Informationen, Status über Risiken, Normen-Konformität sicherstellen...) à „Community-Intelligenz“
Fazit…
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• Moderne Werkzeuge sind qualifizierte Produktionsmittel in validierten Prozessen! à Diese Anforderung hat Konsequenzen in der Bereitstellung von Werkzeugen
• „Recognise Moulds“ à Werkzeuge und Formen, die Abweichungen erkennen und selbstlernend eingreifen à Funktionen und Informationstechnologie
• Vom Handwerk zur industrielle Fertigung von Unikaten (technischen Wunderwerken) à Systematische Ansätze in allen Bereichen des Werkzeugbaus à Automatisierung von Standardprozessen à „Werkzeugbau ist heute ein Mannschaftsspiel!“ - Netzwerke helfen
Werte schaffen und dies auch darstellen!
...Antworten...
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§ Eingebettete Systeme „Embedded Systems“ werden in naher Zukunft ein Bestandteil von komplexen Spritzgießwerkzeugen
§ Gründe hierfür sind: Assistenzsysteme, Ferndiagnose, Energiedatenmanagement, Verbindung von SAP, SPS und Prozesssteuerung u.v.a.
…und Ausblick
Der Werkzeug- und Formenbau ist eine „ermöglichende Branche“
und bedingt daher äußerst interdisziplinäres Arbeiten
Die Folge: „Think global, act local!
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Wir bauen die Zukunft !
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