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P R O M O T I O N

1/14 Dezember/Januar ISSN 1618-002XEine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG D: Euro 14,40 CH: SFr 24,50 A: Euro 14,90

www.digital-engineering-magazin.de Innovative Lösungen für Konstrukteure, Entwickler und Ingenieure

C Ax I nterop erabil it y Suite 3D_Evolution 2013

Datenkonvertierung mit Intelligenz

CAM-ProzessketteReibungslose Zusammenarbeit zwischen CAD und NC-Programmierung

FluidtechnikMehrfachkupplungen vereinen Druckluft und Elektrik

MesseherbstBranchentreffs: Vorschau auf die SPS IPC Drives und EuroMold

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SENSOREN MIT ETHERNET/ETHERCAT

SPS/IPC/DRIVES / Nürnberg26.11.2013 - 28.11.2013Halle 7A / Stand 7A-138

Liebe Leser, nur noch wenige Wochen, dann neigt sich das Jahr 2013 seinem Ende zu. Dann treten viele zwischen Weihnachten und dem Jah-reswechsel ihren wohlverdienten Urlaub an. Doch bevor es so weit ist, stehen noch ein paar arbeitsreiche Wochen bevor.

Zahlreiche Konstrukteure, Entwickler und Designer dürften Ende November/Anfang Dezember nach Nürnberg oder Frankfurt am Main pilgern, um sich auf den Messen SPS IPC Drives oder EuroMold die neues-ten Trends und Lösungen aus erster Hand zeigen zu lassen. Die Stimmung auf bei-den Veranstaltungen dürfte gut sein, denn die Aussichten für 2014 sind positiv. Dank der anziehenden Exporte – nicht nur des Maschinenbaus – sollte die Konjunktur in Deutschland wieder an Fahrt aufnehmen. Die Wirtschaftsforschungsinstitute erwar-ten im kommenden Jahr einen Zuwachs der Ausrüstungsinvestitionen in der Grö-ßenordnung von vier bis sieben Prozent. Auch der VDMA rechnet für 2014 mit ei-nem Wachstum, und zwar in der Größen-ordnung von real drei Prozent.

Gute Voraussetzungen also, wenn am 26. November in der Frankenmetropole Nürn-berg die diesjährige SPS IPC Drives für drei Tage ihre Pforten öffnet. Der Veranstalter erhofft sich, das starke Niveau der Vorjah-re sogar noch leicht steigern zu können. Dabei bieten Umstrukturierungen Platz für neues Wachstum. Beispielsweise in der neu hinzugekommenen Halle 11, in der jetzt Softwarelösungen anzutreffen sind. Durch den Umzug der Software-Unternehmen in die Halle 11 belegt die Sensorik und Bild-verarbeitung jetzt die komplette Halle 7A für sich. Halle 7 ist dafür nun ganz der Steu-erungstechnik gewidmet.

Aktuelles Know-how und kompaktes Wis-sen gibt es an allen drei Messetagen. Zu den Highlights zählen unter anderem die Keynote „Industrie 4.0 – Basis für die steti-ge Verbesserung in der Produktion“ sowie die kostenlose Trendsession „Security“. Au-ßerdem bieten Themen wie „Automation und Cloud“, „Energieeffizienz“ und „System-architekturen“ einen umfassenden Einblick in die Trends der elektrischen Automatisie-rung. Passende Beiträge finden Sie in dieser Ausgabe in unserer Heftstrecke auf den Sei-ten 30 bis 45.

Genau eine Woche später startet dann am 3. Dezember die EuroMold in Frankfurt am Main. Und zwar nicht als „normale“ Aus-gabe der traditionsreichen Messe, sondern als Jubiläumsveranstaltung. Die EuroMold feiert nämlich dieses Jahr ihr 20-jähriges Be-stehen. Erwartet werden über 55.000 Fach-besucher.

Mit den neuen Sonderthemen Hybrid-technik, Hydroformen und Leichtbau er-weitert die EuroMold das Spektrum an Ausstellern und Experten. Weitere Sonder-themen der EuroMold sind in diesem Jahr Rotationsformen, Drehen und Fräsen, Engi-neering-Dienstleister, Design und Enginee-ring, Schmuckindustrie, Werkstoffe, Simula-tion und virtuelle Realität.

Passend zur EuroMold finden Sie im Heft folgende Schwerpunkte: CAD/CAM-Lösun-gen (Seite 22 bis 29), Rapid Prototyping und 3D-Druck (Seite 46 bis 53).

Damit können Sie sich bereits im Vorfeld gründlich auf die Messe vorbereiten.

Viel Spaß beim Lesen!

Rainer Trummer, Chefredakteur

DIGITAL ENGINEERING Magazin 01-2014

004 | INhAlt |

tItElStoRY – CoreTechnologie ist Spezialist für Schnittstellen und Interoperabilität n der Pro-duktentwicklung – nun hat er sein Programmpa-ket 3D_Evolution überarbeitet. 20

AKtUEll

WirtschaftstickerMacher und Märkte 6

VeranstaltungskalenderWas, wann, wo? 8

trends und technologieNeue Produkte und Verfahren 10

SPS IPC DrivesSoftware und Bildverarbeitung exponiert vertreten 14

EuroMold 2013Die Messe des Werkzeug- und Formenbaus wird zwanzig 16

the New-Prolamat-KonferenzDie Auswirkungen der Industrie 4.0 auf die Produkt- und Prozessentwicklung 17

Anwendertreffen fokussiert IntegrationDSC lud zur Diskussion über die Integration von Engineering und Fertigung in SAP PLM 18

CAD & DESIgN

Siemens NX in Version 9Neue Funktionen für Entwicklung, Konstruktion und Fertigung 19

Durchgängige ProzessketteCoreTechnologie überarbeitet CAx Interoperability Suite 3D_Evolution 20

Erfolg ist kein SelbstläuferCAD/CAM für die Stanz- und Umformtechnik beim Werkzeugbauer Volker Gehlen 22

Brennpunkt StlIntegrierte 2D/3D-Lösung von Schott für das Modellieren und Fräsen 24

Mit eigenen Formen zum ErfolgBritischer Fertiger von Composite-Teilen setzt auf 5-Achsen-Zentrum und CAD/CAM 26

Von der Idee zum BauteilISD Group hat zur Blechexpo ihre CAD- und PLM-Lösungen überarbeitet 28

Alles aus einer handFormenbauer Ansini wählt CAD- und CAM-Lösung von Tebis 29

>In der Rubrik Product Lifecycle Management be-schäftigen wir uns ab Seite 62 insbesondere mit multidisziplinären Prozessen in der Produktent-wicklung. Da erklärt auch Dassault, was mit 3DExperience eigentlich gemeint ist und wie 3D helfen soll, Verständnis- und Sprachbarrieren ab-zubauen. Wen interessiert, wozu Kennzahlen in der Produktentwicklung gut sein sollen, der soll-te auf der Seite 58 reinschnuppern – Dr. Schaba-cker stellt die Ergebnisse des Projekts PIPE vor.

<Ende November steigt das Branchen-Event der elektrischen Automatisierung und wir schnüffeln dazu in den Rubriken Automatisierung und Elek-trotechnik in diesen Bereich hinein. Dabei spie-geln wir mit den Themen Bildverarbeitung (Seite 30) und einem durchgängigen Engineering- und Automatisierungsprozess für Schaltschränke (Seite 34) die Wandlung der SPS IPC Drives und der Automatisierung wider.

Zur Fachmesse EuroMold Anfang De-zember fokussieren wir in der Rubrik CAD & Design, ab Seite 22, auf CAD/CAM-Systeme und deren Anwendung. Zudem beleuchten wir ein weiteres Thema der Messe, Rapid Prototyping, in einem Special, in dem es diesmal insbesondere um den 3D-Druck geht. Der VDMA zeigt ab Seite 46, dass dieser den Kinderschuhen entwächst und eben nicht mehr nur Zukunft im Rapid Prototyping hat.

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AUtoMAtISIERUNg

Mit dem Photon auf der WelleBildverarbeiter SVS-Vistek beschreibt die Reise des Lichts zur Information auf dem Rechner 30

Klar gekennzeichnetMaschinelles Klarschriftlesen verbessert Rückverfolgbarkeit und Transparenz 32

Automatisiert ab losgröße einsRittal entwickelt durchgängiges Engineering- und Fertigungskonzept für Schaltschränke 34

ElEKtRotEChNIK

Datacenter richtig verkabelnMit strukturiertem Verkabelungsmanagement zu Flexibilität und Wirtschaftlichkeit 36

Die „Ketten“ sprengenWie igus seine Kabel für dynamische Anwendungen ständig weiterentwickelt 38

Designelemente gegen Einheitsbrei Medizintechniker wählt individualisierbares Gehäuse von Bopla für Kalibriergerät 40

Bald unsichtbarMiniaturkabel von E&E sind nur halb so dick wie ein Haar 42

FlUIDtEChNIK

Flexibilität ist trumpfModulare Mehrfachkupplungen von Eisele vereinen Fluidik und Elektrik 44

SPECIAl: RAPID PRototYPINg

Der 3D-Zug rolltDer VDMA und seine Mitglieder nehmen sich des 3D-Drucks an 46

Spritzguss hält mitNicht nur 3D-Druck ist gut für Prototypen – auch Spritzgussteile sind schnell zu haben 50

Von Äpfeln und BirnenKonstruktionswerk hilft mit Kurzratgeber beim 3D-Drucker-Kauf 52

SIMUlAtIoN & VISUAlISIERUNg

Methoden der Ameisen und SchwärmeFraunhofer IWU über bionische Optimierung von Fachwerkstrukturen 54

Ein toolset für alle PumpenMit Ansys-Tools lassen sich Simulations- Workflows für Hydraulikpumpen erarbeiten 56

MANAgEMENt

PIPE-Kennzahlen im EngineeringProzessindikatoren helfen, die Produkt- entwicklung kontinuierlich zu verbessern 58

PRoDUCt lIFECYClE MANAgEMENt

Schlau dokumentiertStrukturierte PDF in der Dokumentation – die versteckten Funktionen des Formats 60

Das PlM nach PlM3D in der Kommunikation in multi- disziplinären Prozessen und Unternehmen 62

M- und E-CAD hand in handPLM ermöglicht Übersicht und Transparenz in multidisziplinären Prozessen 64

EDITORIAL 3

MARKTPLATZ 65

IMPRESSUM 67

VORSCHAU 67

Titelthemen

REDAKTIONELL ERWäHNTE FIRMEN UND INSTITIONEN

3DSystems [S. 52], Adope [S. 60], ads-tec [S. 6], Althen [S. 11], AMD [S. 7], Ansys [S. 58], Ascon [S. 12], ASM Sensor [S. 13], Autodesk [S. 7], Balluff [S. 12], BMW [S. 17], Bopla [S. 40], Contact Software [S. 58], CoreTechnologie [S. 20], Dassault Systèmes [S. 17, 58, 62], Delcam [S. 7], Demat [S. 16], DSC Software AG [S. 18], Eisele [S. 44], Eplan [S. 34], Ernst & Engbring [S. 42], FKM Sintertechnik [S. 46], Fraunhofer IWU [S. 54], Harting [S. 12], Hosei Universität (Japan) [S. 17], Huber+Suhner [S. 36], IBM [S. 58], igus [S. 38], ISD Group [S. 28], ITI [S. 11], Kiesling [S. 34], KISSsoft [S. 13], Konstruktions-werk [S. 52], Mecadat [S. 22], Mesago [S. 14], Open Mind [S. 26], Otto-von-Guericke-Universität [S. 58], Pilz [S. 10], ProCAD [S. 64], Progea [S. 10], Prostep AG [S. 12], Proto Labs [S. 50], Rittal [S. 34], robomotion [S. 46], Schott Systeme [S. 24], Schwindt [S. 17], Seal Systems [S. 60], Siemens Automation [S. 32], Siemens PLM [S. 19], Stratsys [S. 10], SVS-Vistek [S. 30], Tebis [S. 29], Transcat PLM [S. 58], VDMA [S. 14, 58, 46].

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006 | AKtUEll | Macher & Märkte

B A t t E R Y + S t o R A g E 2 0 1 3

Alles zum Thema BatterieDie Battery+Storage 2013 lockte vom 30. September bis zum 2. Oktober über 3.000 Besucher aus 35 Ländern nach Stuttgart.

Die Themen der 65 Aussteller aus Indust-rie und Forschung spiegelten Batterietech-nik von den Rohmaterialien über die Pro-duktion und den Einsatz der Technologien bis hin zum Recycling wider.

Konkrete Antworten gab es auf Fragen, wie zum Beispiel die Batterieproduktion weiter optimiert werden kann. Eine Lösung zeigte die M+W Group mit ihrer „Trocken-raumlösung für Lithium-Ionen Batteriefa-briken“, die erhebliche Investitions- und Betriebskosteneinsparungen bringen soll. Erstmals werden hier die hochtrockenen Umgebungsbedingungen, die man für die Batteriefertigung benötigt, auf die nö-

tigen Bereiche der Prozessmaschinen be-schränkt. Heraeus Materials Technology zeigte neuartige Zellverbinder für Li-Ionen-Batteriesysteme, die eine stoffschlüssige Kupfer-Aluminium-Verbindung herstellen, was eine Stromübertragung von Pol zu Pol nahezu verlustfrei ermöglicht.

Die Firma ads-tec, Experte für Lithium-Ionen-Batteriespeicher, zeigte sowohl Lö-sungen für Privathäuser und kleines Ge-werbe als auch Containerlösungen für die Industrie. Zudem informierte ads-tec über die sogenannte IT-Cloud. Die Energiema-nagement-Software steuert Lade- und Ent-ladeprozesse der Speicher sowie ihre Ener-gieflüsse in vernetzten Systemen.

Die Battery+Storage findet 2014 vom 6. bis 8 Oktober statt.

TITELBILD: CORETECHNOLOGIE

Auf dem Markt für CAD-Interoperabi-lität ist CoreTechnologie aktuell einer der weltweit führenden Hersteller von Softwarelösungen zur Konvertie-rung, Optimierung und Analyse von 3D-CAD-Daten. Die Mission des 1998 gegründeten Unternehmens ist die Bereitstellung von Produkten, um Or-ganisationen bei der Rationalisierung ihrer PLM-Prozesse zu unterstützen. Die 3D_Evolution-Software-Suite wird von weltweit über 450 führenden Un-ternehmen zur Entwicklung komplexer Produkte in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt, im Maschinenbau sowie in der Konsumgüterindustrie eingesetzt.Für CAx-Softwarehersteller bietet CoreTechnologie das 3D_Kernel_IO Software Developer-Kit an. Dies ist eine API mit CAD-Schnittstellen, die den ef-fizienten, präzisen und unabhängigen Zugriff auf alle Informationen in gän-gigen Nativ- und Standardformaten ermöglicht. Die ausgereiften Schnitt-stellen sind über eine einzige DLL und durch standardisierte Abfrageroutinen einfach zu integrieren und kommen in vielen führenden CAD-, CAM-, FEM-, Virtual-Reality- und Messtechnik-Pro-dukten zum Einsatz.Mit innovativen Produkten und in en-ger Partnerschaft mit seinen Kunden hat CT CoreTechnologie sein Produkt-portfolio konsequent optimiert und sich die Technologieführerschaft im Bereich der Konvertierungssoftware gesichert.

CT CoreTechnologie GmbHAm Kreuzberg 7D-63776 MömbrisTel.: +49 (0) 60 29 / 98 99 91 0Fax: +49 (0) 60 29 / 98 99 99 9E-Mail: [email protected]

DIGITAL ENGINEERING MAGAZIN IM WEB

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Macher & Märkte | AKtUEll | 007

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Autodesk plant Übernahme

Autodesk möchte Delcam übernehmen, ein Softwarehaus für CAD/CAM-Software. Die britische Firma Delcam hat ihren Hauptsitz in Birmingham und bietet neben Lösungen für CAD/CAM auch Software für die industrielle Messtechnik an.

Neben dem Maschinenbau wendet sich das Unternehmen auch an Unternehmen der Luft- und Raumfahrt und der Spiel-zeug- und Sportgeräteindustrie sowie der Medizintechnik.

Das Unternehmen beschäftigt rund 600 Mitarbeiter in über 30 Niederlassungen weltweit und machte im Geschäftsjahr 2012 einen Umsatz von 47,1 Millionen Britischen Pfund. Die Transaktion unterliegt den üblichen Bedingungen, einschließ-lich der behördlichen Genehmigungen und wird voraussicht-lich in der ersten Jahrehälfte 2014 abgeschlossen sein. Autodesk möchte für diese Transaktion seine außerhalb der USA vorhan-denen Barmittel einsetzen.

A D V A N C E D M I C R o D E V I C E S – A M D

Rabatt-Aktion verlängertAMD hat die laufende Rabattaktion für bestimmte Grafikkarten- Typen bis zum 31. Dezember verlängert.

Beim Kauf einer FirePro W5000 gewährt der Hersteller eine Barer-stattung von 35 Euro bei einer maximalen Abnahmemenge von 20 Stück. Bei der W7000 gibt es sogar 60 Euro zurück, wobei die Ab-nahmemenge auf fünf Stück begrenzt ist. Bei der maximalen Ab-nahme 20 Firepro W5000 und 5 Firepro W7000 sind also 1.000 Euro Rabatt drin.

Um das Angebot zu nutzen, muss der Endanwender bis zum 31. Dezember eines der rabattberechtigten Produkte kaufen – entweder als Teil einer Workstation oder als eigen-ständiges Produkt. Der Rabatt lässt sich dann per Online-Formular beantragen.

Ob Autodesk auch das Delcam-Maskott-chen, Boris „die Spin-ne“, übernehmen möchte, ist bislang nicht bekannt. Bild: Delcam

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ESI Group ist Vorreiter und weltweit führender Anbieter von Virtu-al Prototyping Software-Lösungen sowie Engineering-Dienstleis-tungen für die gesamte Fertigungsindustrie. In den kommenden Monaten laden wir Sie zu folgenden Veranstaltungen ein:• Aachener Akustik Kolloquium (Stand: 1) 25.-27.11.2013,

Aachen• Wind turbine Blade Manufacturing 2013 (Stand: 24/25)

3.-5.12.2013, Düsseldorf• ESI global Forum 2014 - 21.-22.05.2013, Paris, France• Euroguss 2014 (Stand 7A – 240) 14.-16.01.2014, Nürnberg

Ihr Ansprechpartner: Alexandra.Lawrenz @esi-group.com

Weitere Veranstaltungen: www.esi-group.com/events

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Software Factory – die toolKIt | EXPERtEN für Creo und Windchill

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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 auto-matischen Auslegung von kompletten Getrieben. Schnittstel-len zu allen wichtigen CADs runden dieses Angebot ab.

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Vom 3.-6.12.2013 präsentiert das Coffee-Experten-Team auf der EuroMold in Frankfurt die gesamte SolidWorks-Lösungspalette. Von besonderem Interesse für die Fachbesucher: SolidWorks 2014 mit mehr als 200 neuen Features. Überzeugen Sie sich selbst von den zahlreichen, neuen Funktionen, die das Herz des Konstrukteurs, des Designers, des Entwicklers höher schlagen lassen. Am SolidWorks-Stand E06 in Halle 11 erhalten Messebe-sucher die Möglichkeit, sich zu maßgeschneiderten SolidWorks-Softwarepaketen der Coffee GmbH beraten zu lassen, die den gesamten Produktentwicklungsprozess unterstützen.

Mehr Informationen und kostenlose Fachbesuchertickets erhalten Sie unter www.coffee.de

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AutoForm Engineering Deutschland gmbhEmil-Figge-Str. 76-8044227 DortmundTel.: +49 231 9742-320Fax: +49 231 9742-322E-Mail: [email protected]

AutoForm bietet Softwarelösungen für den Werkzeugbau und die Blechumformung an. Deren Einsatz verbessert die Zuver-lässigkeit in der Planung, reduziert die Anzahl der Werkzeug-erprobungen und verkürzt die Tryout-Zeiten. Dies führt zu höchster Qualität bei der Bauteil- und Werkzeugkonstruktion und maximaler Verlässlichkeit in der Fertigung. Zudem werden Pressenausfallzeiten und die Ausschussrate in der Fertigung erheblich reduziert. Das Lieferspektrum wird abgerundet durch maßgeschneiderte Trainings, Fortbildungen, konkreten Imple-mentierungsprojekten und Consultingaktivitäten.

Softwaretrainings: www.autoform.com/trainingFortbildung: www.autoform.com/ fundamental-trainingConsulting: www.autoform.com/ consultingVeranstaltungen: www.autoform.com/events

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CD-adapco Nürnberg Office Nordostpark 3-5 90411 NürnbergTel.: +49-911-94643-3 Fax: +49-911-94643-99 [email protected] www.cd-adapco.com

Akutell bietet CD-adapco Workshops und Webinars zu folgen-den Themen:Engineering Workshops • Erfolgreiche Simulation komplexer Geometrien in Friedrichs-

hafen (D) am 21. November sowie in Linz (A) am 03. DezemberEngineering Webinars • Meeting Future Emission Standards with Advanced Engine

Simulation, 26. November (online) • 3D CAD to Meshing – Why This Is Critical For Production Level CAE Today, 05. Dezember (online)

Mehr Informationen und Ameldung unter www.cd-adapco.com/browse/workshop www.cd-adapco.com/browse/live_webinar

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Veranstaltungskalender | AKtUEll | 009

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010 | AKtUEll | Trends & Technologie

S t R A t A S Y S

3D-Druck auf der Euromold 2013 Die vor einem Jahr aus Objet und Strata-sys neu gebildete Firma Stratasys zeigt nun auf der diesjährigen EuroMold, Fachmes-se für Werkzeug- und Formenbau, Anfang Dezember ihre 3D-Drucklösungen un-ter einheitlicher Flagge. Damit ist Stratsys wohl der vielseitigste Hersteller im Bereich des professionellem 3D-Drucks mit unter-schiedlichen Drucktechnologien und Mo-dellen im Desktop-Format bis hin zu Pro-duktionssystemen.

Neben 3D-Druckern präsentiert Stratasys als Beispielanwendung eine digitale Mini-Spritzgussfabrik. Dabei kommen 3D-ge-druckte Formen zum Einsatz, die auf einem Objet260-Connex-3D-Drucker aus dem Material Digital ABS hergestellt werden. Das Material hält selbst den hohen Belas-

tungen und Temperaturen in einer Spritz-gussmaschine stand.

„Die Euromold ist der branchenweit größte europäische Treffpunkt von Fach-leuten im Bereich Prototyping und Manu-facturing“, erklärt Andy Middleton, General Manager, Stratasys EMEA. „Das ist eine groß-artige Gelegenheit, unsere neuen Entwick-lungen zu präsentieren. Zudem ist diese Euromold etwas besonderes für Stratasys, sie fällt mit unserem 25. Firmenjubiläum zusammen.“

Euromold, Halle 11, Stand D90

P R o g E A

Integrierte Lösung fürs Bedienen und Beobachten

Wer eine einzige Software-Plattform zum Bedienen, Beobachten und Steuern aller Unternehmensprozesse sucht, sollte sich den Anbieter Progea genauer ansehen. Dieser stellt auf der SPS IPC Drives (26. bis 28. November in Nürnberg) die Platform.Next vor.

Es handelt sich laut Hersteller nicht nur um eine Evolution der Movicon-Software, sondern um ein ehrgeiziges Software-Pro-jekt. Als solches soll die neue Plattform die Grundlagen für jede Automatisierungsan-wendung schaffen.

Die Plattform erfüllt die Anforderungen an Datenerfassung, I/O-Server, Protokollie-

rung, Visualisierung, Geo-Lok al is ierung, Auswertung und Re-porting sowie Plant-In-telligence-Lösungen für Produktionsleit-systeme. Ebenso inte-griert sind Lösungen

für die Steuerung mittels Soft-SPS, für das Alarmmanagement, Downtime-Analysen und auch die Visualisierung und Bedienung über das Web.

Dabei setzt der Entwickler auf eine mo-dulare Architektur, die offen für die Integ-ration von Funktionsbausteinen Dritter ist. Dadurch sei die Progea-Lösung skalierbar und individuell gestaltbar. Progea will da-mit helfen, komplexe Systeme einfacher zu realisieren, die Entwicklungs- und Instand-haltungskosten zu reduzieren und den Le-benszyklus der Lösungen entscheidend zu verlängern.

SPS IPC Drives, Halle 7, Stand 494

P I l Z

Muting, Blanking, Kaskadierung – alles mit einer LichtschrankeMit den neuen, multifunktionalen Licht-schranken Psenopt Advanced erweitert Pilz, Anbieter von Automationslösun-gen, sein Angebot an Lichtschranken für den sicheren Zugang zu Gefahren-bereichen.

Die neuen Geräte ermöglichen je nach Anforderung entweder Muting, Blanking oder auch Kaskadierung mit ein und derselben Lichtschranke. So las-sen sie sich flexibel und jederzeit an die Applikationsumgebung anpassen. Ein Software-Konfigurator erleichtert die In-betriebnahme und Bedienung.

Dabei gewährleisten die Geräte Si-cherheit bis PLe: Die Lichtgitter arbei-ten mit durchgängigen Einzelstrahlen, die die so genannten „Totzonen“ kom-plett ausschließen. Dadurch können die Lichtschranken näher an die Appli-kation rücken.

Der Konfigurator erlaubt auch eine schnelle Diagnose, so dass schnell klar ist, welche Lichtschranke ärger macht. Beim Einsatz mehrerer Lichtschranken verhin-dert eine optische Codierung die gegen-seitige Beeinträchtigung der Lichtschran-ken. Dies erhöht wiederum die Flexibilität mit Blick auf die Installation.

In Kombination mit den konfigurier-baren Steuerungssystemen Pnozmul-ti bieten die Lichtschranken den vollen Funktionsumfang und stellen so eine sichere Komplettlösung bis PL e für alle Branchen und Einsatzgebiete dar. SPS IPC Drives, Halle 9, Stand 370

Bild

: Pilz

Die Spitzgussform aus dem 3D-Drucker: Das hitze-beständige Material ABS Digital macht es möglich.Bild: Stratasys

Bild: Progea

Trends & Technologie | AKtUEll | 011

Tebis integriert etwas Wichtiges in den CAD-Entwicklungsprozess: die Wirklichkeit.

TEBIS VOR SPRUNG RE VER SER

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Tebis Reverser steht für das mühelose Einbinden real vorhan-

dener Objekte in die virtuelle CAD-Welt. Im Handumdrehen lässt

Tebis Reverser aus digitalisierten Oberfl ächen CAD-Flächen modelle

entstehen. Spielerisch einfach. Konstruktionsgerecht strukturiert

und in einer Qualität, die auch anspruchsvolle CAD-Konstrukteure

überzeugt. Denn die Flächen lassen sich sofort für weiterfüh rende

Konstruktionsarbeiten verwenden. Ob im Produktdesign, wo am

physischen Modell gestylt wird, oder im Werkzeugbau, wo Ände-

rungen an Werkzeug und Blechteil zum Alltagsgeschäft gehören:

Tebis Reverser ist die zentrale Komponente für einen wirklichkeits-

nahen CAD-Prozess. Mehr Informationen unter www.tebis.com

Tebis Technische Informationssysteme AG, Einsteinstr. 39D–82152 Martinsried, Tel. 089 / 81 803 - 0, [email protected], www.tebis.com

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EUROMOLD 2013

3. – 6.12.2013, FRANKFURT

HALLE 8, STAND L38

I t I

SimulationX in Version 3.6ITI, Software-Entwickler im Bereich Systemsimulation, hat Version 3.6 von SimulationX herausgebracht. Merkmale der neuen Genera-tion sind eine nahtlose Einbindung in durchgängige Werkzeugket-ten und die Unterstützung offener Technologiestandards.

So wartet SimulationX 3.6 erstmals mit einer eigenen Akustik-Modellbibliothek auf. Damit können Anwender akustische Eigen-schaften bei der ganzheitlichen Modellierung und Simulation mul-tiphysikalischer Netzwerksysteme berücksichtigen.

Die Implementierung einer generischen Leistungselektrik-Domäne erlaubt neue und auf Mausklick umschaltbare Leistungs- und Signal-analysen im Zeit- und Frequenzbereich. Version 3.6 enthält über 100

neue und 70 erweiter-te Modellkomponenten und Funktionen in über 50 Modellbibliotheken. Dazu zählen unter anderem neue Kon takt elemente für die Mechanik, Verbren-nungsmotorenmodelle, Mehrkörpergetriebe, Wär-meübertrager und Pow-er-Grid-Modelle.

A l t h E N

Intelligenter Lastsensor zur SPS IPC DrivesAuf der SPS IPC Drives präsen-tiert Messtechnik-Anbieter Al-then einen Lastsensor für die Luftfahrt. Der HeliNav Load Master des Herstellers Sensor Technology arbeitet mit Deh-nungsmessstreifen (DMS) und eignet sich für Lasten zwischen einer und 25 Tonnen bei einer Überlasttoleranz von 150 Pro-zent. Mit eingebauten Anten-nen überträgt der Sensor im Wellenlängenbereich von 2,4 GHz über Entfernungen bis zu 100 Meter an einen Touchscreen-Receiver. Da der Sensor querkraftkompensiert ist, ermöglicht er die genaue Messung von schwankenden Lasten an Hubschrau-bern, Kränen, Seilbahnen und Wiegevorrichtungen. Die Kom-pensation der Querkraft stellt sicher, dass eine Seitwärtsbewe-gung der Last das Messergebnis nicht verfälscht.

Für den Einsatz an Helikoptern steht eine Version mit Luft-fahrtzulassung zur Verfügung. Der Receiver mit Touch-Display speichert die Messdaten bis zu 280 Stunden.


Der Wireless-Last-Sensor ermög-licht die genaue Messung von schwankenden Lasten an Hub-schraubern, Kränen, Seilbahnen und Wiegevorrichtungen. Bild: Althen

ITI ergänzt Simulation X unter anderem um eine Akustik-Bibliothek. Bild: ITI


012 | AKtUEll | Trends & Technologie

A S C o N

Kompas-3D V14 verfügbarAscon, Entwickler und Anbieter von Software-Lösungen für Konstruktion, PLM und Architektur, veröffentlicht eine neue Version des CAD-Systems Kompas-3D. Das System eignet sich für die para-metrische 2D- und 3D-Konstruktion. Es stellt eine intuitive Benutzeroberflä-che und Schnittstellen zur CAD-Daten-übername von Teilen, Baugruppen und Zeichnungen bereit.

Über einhundert Neuheiten und Ver-besserungen wurden umgesetzt und sollen den Entwicklungsprozess weiter vereinfachen, die Produktivität steigern und Produkte schneller zur Markteinfüh-rung bringen.

Einige Neuerungen sind die direkte Modellkonstruktion von Variationen, die Modell-Toleranzen-Berechnung, eine 3D-Array Erweiterung, eine Verbesse-rung des Loch-Assistenten sowie ände-rungen im Installationspaket.

Mit der sogenannten direkten Modell-konstruktion lassen sich Varianten mit Hilfe geometrischer und dimensionsbe-zogener Beschränkungen schaffen. Die Technologie der direkten Modellkons-truktion von Variationen erlaubt die än-derung beliebiger, auch aus anderen CAD-Systemen importierter 3D-Model-le ohne Konstruktionshistorie, und dies ebenso einfach und flexibel wie bei ei-nem von Anfang an in Kompas-3D pro-jektierten Modell.

B A l l U F F

Industrial Networking und Sensorik zur SPSDer Anbieter von Sensorik und Netzwerk-technik für die Industrie, Balluff, stellt unter anderem die zweite Generation seiner De-vicenet-IO-Link-Master vor. Diese verfügen nun über ein Display, um die Bedienung zu erleichtern.

Im Bereich Sensorik zeigt der Anbieter das Weg- und Winkelmesssystem BML-S1G im robusten Metallgehäuse mit Edelstahl-boden. Es bietet eine hohe Auflösung bei großen Messlängen und ist dank seiner ge-ringen Abmessungen leicht in Applikatio-

nen zu integrieren. Zu sehen ist zudem der neue Balluff Vision-Sensor BVS-E Univer-sal. Das Einsatzspektrum des Multitalents reicht von der Zusammenbau- und Anwe-senheitskontrolle über das extrem schnel-le Lesen und Verifizieren von Codes bis hin zu anspruchsvollen Anwendungen wie der Teilepositionierung.

SPS IPC Drives, Halle 7A, Stand 303

h A R t I N g

Modular, modularer, han-modularDie Baureihe Han-Modular von Harting ist ein offenes Steckverbinder-System mit ho-her Flexibilität. Der Anwender ist in der Lage, sich „seinen“ Steckverbinder entsprechend der gewünschten Konfiguration individuell

zusammenzustellen. Das System besteht aus unterschiedlichen Halterahmen und über 40 verschiedenen Kontakteinsätzen, die beliebig und flexibel zu einem indivi-duellen Steckverbinder kombiniert werden können. Es ist möglich, Ströme von einigen Milliampere bis 200 A, Spannungen von 50 bis 5.000 V, Pneumatikschläuche, Daten-leitungen oder geschirmte Bussignale so-wie Lichtwellenleiter in POF oder Glasfaser steckbar auszuführen.

Zu sehen ist das Han-Modular-System unter anderem auf der SPS IPC Drives 2013 (26. bis 28. November):


P R o S t E P A g

3D-PDF-Generator noch flexiblerDie neue Version des Prostep PDF Genera-tor 3D soll noch vor Ende des Jahres 2013 auf den Markt kommen und eine Vielzahl von Verbesserungen und neuen Funktio-nen enthalten. Version 4.0 bietet beispiels-weise unter anderem das „ModelScript Plug-in“ für die Converter Engine. Damit lässt sich der Generator noch flexibler an Anforderungen anpassen. So kann man nach Attributen, CAD-Elementen und PMI (Product Manufacturing Information) fil-tern. Zudem verlängert sich auch die Lis-

te der unterstützten CAD-Formate: jetzt ist auch der Import von Dateien in den For-maten ACIS von Spatial Corp. und Catia der Version V5_6R2013 möglich. Zudem lässt sich die Software auch mit der Adobe Live-Cycle Enterprise Suite 4 nutzen.

Die direkte Modellkonstruktion erlaubt die Änderung beliebiger, auch aus anderen CAD-Systemen importierter 3D-Modelle.Bild: Ascon

Balluff zeigt unter anderem Ethercat-Module mit acht IO-Link-Ports mit integriertem Webserver und Display. Bilder: Balluff

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Mit Han-Modular bietet Harting ein sehr vielseitiges Steckverbinder-System. Bild: Harting

Trends & Technologie | AKtUEll | 013

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CLEVERE E-CAD LÖSUNGEN

Die WSCAD SUITEN mit Schwerpunkt Elektro-technik ermöglichen Ihnen eine wirklich durchgän-gige Elektro-CAD-Planung und Dokumentation von Mittel-, Nieder- und Kleinspannungsanlagen – ganz nach Ihren Anforderungen im Maschinen- und Anla-genbau und der Industrie- und Gebäudetechnik. Dank verschiedener Ausbaustufen eignen sich die WSCAD SUITEN für Ihre Anwendung optimal.

Auch für Anwendungen in der Fluidtechnik, der Elektro-installation und der Gebäudeautomation haben wir spezifi sche Software-Suiten. Testen Sie jetzt die Demo-version unter www.wscad.de oder besuchen Sie uns auf der SPS (N), in Halle 11, Stand 429.

A S M S E N S o R

Robust und verschleißfrei

Der Sensorhersteller ASM erweitert sein Produktpro-gramm um den neuen Win-kelsensor PRAS26 für auto-matisierte Anwendungen. Er erzeugt ein absolutes Aus-gangssignal über den Mess-bereich von 0 bis 360 Grad und basiert auf einem exter-nen Positionsmagneten.

Ein externer Magnet er-möglicht einen verschleiß-freien Betrieb. Mit der Schutzart IP67 und nur 9,5 Millimetern Höhe lässt sich der Sensor auch in kompak-ten Maschinen und Anlagen unterbringen. Das Gehäuse besteht aus den hitzebestän-digen Materialien Thermo-plast und Epoxy-Glasfaser, wobei die Elektronik vollstän-dig vergossen untergebracht ist. So hält der Sensor auch starken Schocks, Vibrationen und Feuchtigkeit stand.

Das neue Modell ist mit den analogen Ausgängen 0,5 bis 4,5V, 0,5 bis 10V oder 4 bis 20mA ausgestattet. Durch das günstige Preis-Leistungs-verhältnis ist die Serie her-vorragend für eine Vielzahl von OEM-Anwendungen ge-eignet.

K I S S S o F t

5-Achs-Tragbilder simulierenDas 5-Achs-Fräsen von Verzahnungen ist im Be-reich von Kleinserien und Ersatzteilen ein etablier-ter Herstellprozess und wird außer bei Stirnrädern vermehrt auch bei Kegel- und Schneckenrädern angewandt. KISSsoft liefert dazu exakte 3D-Mo-delle (Module ZC10, ZD10 und CB1).

Der Simulationspezialist hat gefräste Verzah-nungen von Kegel- und Schneckenradsätzen auf Prüfständen getestet. Ein Vergleich der Ergebnis-

se aus den Tests mit den Tragbildern der Kontakt-analyse zeigte laut KISSsoft eine sehr gute Überein-stimmung.

Mehr zu diesem The-ma präsentiert KISSsoft beispielsweise auf dem Dresdner Maschinenelemente Kolloquium 2013, das Anfang Dezember stattfindet.

Der neue Winkelsensor arbeitet mit einem externen Magneten als Posi-tionsgeber. Bilder: ASM

Bild: KISSsoft


Eine weitere Möglichkeit der Vernetzung mit der Bildverarbeitungsbranche bietet die „Machine Vision Happy Hour“ am Mitt-woch, den 27. November 2013 von 17.00 bis 18.00 Uhr. Sie bringt Anbieter und An-wender der Bildverarbeitungstechnologie zu einem Umtrunk am Gemeinschafts-stand zusammen und steht allen Besu-chern offen.

Rahmenprogramm mit AMA Zentrum und Wireless in AutomationDie Gemeinschaftsstände „AMA Zentrum für Sensorik, Mess- und Prüftechnik“ in Halle 4A und „Wireless in Automation“ in Halle 10 bieten den Besuchern die Mög-lichkeit, sich gezielt und umfassend zu den jeweiligen Themen zu informieren, um individuelle Ansätze zur Lösung ihrer Automatisierungsaufgaben zu finden.

Auf den beiden Messeforen der Verbän-de VDMA in Halle 3 und ZVEI in Halle 10 finden Vorträge und Podiumsdiskussionen

Der Veranstalter Mesago erwartet mehr als 1.500 nationale und in-ternationale Unternehmen zur diesjährigen SPS IPC Drives. Die

Fachmesse belegt in diesem Jahr rund 110.000 Quadratmeter und bewegt sich damit auf Vorjahresniveau.

Dabei bieten Umstrukturierungen Platz für neues Wachstum. Beispielsweise in der neu hinzu gekommenen Halle 11, die di-rekt am Eingang „Frankenhalle“ des Nürn-berger Messegeländes liegt. Schwerpunkt der Halle 11 ist Software. Durch den Um-zug der Software ausstellenden Unterneh-men in die Halle 11 belegt die Sensorik und Bildverarbeitung nun die komplette Halle 7A für sich. Halle 7 ist dafür nun ganz der Steuerungstechnik gewidmet.

Bildverarbeitung stärker vertretenMit dem Wechsel der Fachmesse für Bild-verarbeitung „Vision“ in einen zweijährli-chen Turnus scheinen die Bildverarbeiter

nach einer Alternative für ungerade Jahre zu suchen.

So organisiert der VDMA Fachverband Bildverarbeitung einen Gemeinschafts-stand in der Halle 7A mit 25 Ausstellern. Darunter Asentics, MVTec Software, Poly-tec, Rauscher, Vision + Control, Vision Com-ponents und VRmagic.

Mit eigenen Ständen sind unter anderem Framos, Allied Vision Technologies, Stem-mer und SVS-Vistek vertreten.

„Fachbesucher finden auf unserem Ge-meinschaftsstand das gesamte Ange-botsspektrum der Bildverarbeitungstech-nologie. Es reicht von Software, Optiken, Beleuchtung, Frame-Grabbern und Kame-ras bis zu den Komplettsystemen. 2D, 3D, Farbbildverarbeitung, Qualitätssicherung, Identifikation oder die Steuerung von Ma-schinen – alle Aufgabenstellungen sind vertreten“, erklärt Patrick Schwarzkopf, Lei-ter des Fachverbandes Industrielle Bildver-arbeitung im VDMA.

D E R A U t o M A t I o N S - t R E F F I M h E R B S t N U N I N 1 3 h A l l E N

Mehr Software und SensorikVom 26. bis 28. November öffnet die SPS IPC Drives 2013 ihre Tore. Insgesamt verspricht der Veranstalter – mit leichter Stei-

gerung im Detail – das starke Niveau der Vorjahre zu halten. Neu ist in diesem Jahr insbesondere eine eigene Halle für Soft-

ware und eine verstärkte Teilnahme von Ausstellern aus der Bildverarbeitung.

014 | AKtUEll | SPS IPC Drives 2013

SPS IPC Drives 2013 | AKtUEll | 015

zu Themen, die die Branche aktuell bewe-gen, statt.

Kongress spiegelt Industrie 4.0Aktuelles Know-how und kompaktes Wis-sen gibt es an allen drei Messetagen. Zu den Highlights zählen unter anderem die bei-den, für alle Messe- und Kongressbesucher kostenlos zugänglichen Keynotes „Industrie 4.0 – Basis für die stetige Verbesserung in der Produktion“ und „Sensorik 4.0 – wie granular werden CPPS?“ sowie die kostenlose Trend-session „Security“. Außerdem bieten The-men wie „Automation und Cloud“, „Energie-effizienz“ und „Systemarchitekturen“ einen umfassenden Überblick über die Trends der elektrischen Automatisierung. Die beiden Tutorials präsentieren praxisbezogenes und fundiertes Wissen in den beiden Bereichen Automation und Drives.Für den in diesem Jahr erstmals verliehe-nen Innovationspreis der Automatisie-

rungsindustrie hat das Kongresskomitee unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Georg Frey, Prof. Dr.-Ing. Walter Schumacher und Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl 12 Nominierte ausgewählt. Drei dieser jungen Ingenieure werden den Preis erhalten und damit als vielversprechender Nachwuchs der Bran-che ausgezeichnet. Die Preisverleihung, am 27.November 2013 um 16.45 Uhr, ist für alle Messe- und Kongressbesucher kos-tenfrei zugänglich.

Innovationspreis für AutomatisierungDer neue Innovationspreis der Automa-tisierungsindustrie wird auf der SPS IPC Drives in Nürnberg erstmalig verliehen. Gefördert werden herausragende Leis-tungen junger Ingenieure (Altersgrenze 35 Jahre).

Die Preisverleihung findet im Rahmen des Kongresses zwischen den beiden frei zugänglichen Keynotes statt. Damit bietet

sich allen Messe- und Kongressteilnehmern die Möglichkeit, an der Preisverleihung teil-zunehmen.

Eine Jury, bestehend aus dem Kongress-komitee, wählt auf Basis der eingereichten Abstracts die Nominierten des Innovati-onspreises der Automatisierungsindus-trie aus und veröffentlicht deren Namen auch im Kongressprogramm in Print und online.

Kriterien für die Auswahl sind Aktualität des Themas und Neuigkeitsgehalt des In-halts – nur Erstveröffentlichungen werden akzeptiert. Aus den fertigen Manuskripten wählen die Komiteevorsitzenden Prof. Ge-org Frey, Prof. Alexander Verl und Prof. Wal-ter Schumacher anschließend die Preisträ-ger aus. Die drei Prämierten erhalten ein Preisgeld von 1.000, 2.000 und 3.000 Euro, das der Veranstalter Mesago Messema-nagement, vertreten durch die Komitee-vorsitzenden, übergeben wird. J B I |

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SPS/IPC/DRIVES 2013

Halle 4A, Stand 300

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Mold vor allem im Bereich des Werkzeug-baus und der Zulieferindustrie geprägt“, erläutert Dr.-Ing. Eberhard Döring. Schon 2012 war Italien das drittgrößte Aussteller-land der Messe mit 38 Ausstellern. Für 2013 rechnet man mit über 50 italienischen Aus-stellern, 20 davon nehmen das erste Mal an der EuroMold teil.

Dem Anlass entsprechend wird ein Themen-Forum in der Messehalle 9 statt-finden, in dem italienische Unternehmen aus verschiedenen Branchengebieten Neu-igkeiten und Sonderexponate zeigen. Ein Beispiel: Zum Thema „Personal Manufac-turing with Italian Design“ zeigen an allen Messetagen verschiedene Hersteller das Thema 3D-Drucktechnik im Blick auf italie-nisches Design. Das Forum bietet darüber hinaus ein Shop-Konzept und ist eine wich-tige Anlaufstelle zum Branchenaustausch. Darüber hinaus werden italienisch-europä-ische Forschungsprojekte präsentiert und Herstellungsverfahren vorgeführt.

Wohlers-Konferenz zum 3D-DruckDieses Jahr feiert auch die Internationale Terry Wohlers Konferenz ein Jubiläum und ist zum 15. Mal auf der EuroMold vertreten. Die hochkarätig besetzte Veranstaltung beschäftigt sich 2013 mit dem Thema „In-vestitionen im Bereich der 3D-Drucktech-nik“. Die Konferenz trägt den Titel „Business and Investment Opportunities in Additive Manufacturing and 3D Printing“ und findet am 5. Dezember von 9.30 bis 17 Uhr im Por-talhaus, Raum Frequenz 2, Halle 11, statt.

Konkrete Produktbeispiele oder ein tiefe-rer Einblick in ausgewählte Märkte wie etwa China oder die USA sind Bestandteil der Konferenz. Außerdem erhalten Besucher einen genauen Einblick in die Entwicklun-gen und Tendenzen der 3D-Drucktechnik im medizinisch-technischen Bereich. Auch das Thema geistiges Eigentum, bezogen auf Investitionen in die neuartige Techno-logie, wird diskutiert. R T |

Die 20. EuroMold findet vom 3. bis 6. Dezember 2013 in Frankfurt/Main statt und bietet eine Vielzahl an In-novationen, neuen Systemlösun-

gen, Produkten sowie neue Sonderthemen und Sonderschauen wie Leichtbau, Hybrid-technik, Rotationsformen, Thermoformen und Engineering-Dienstleister. Das diesjäh-rige Gastland ist Italien. Die Besucher der EuroMold kommen traditionell aus allen Industriebereichen – vom Designer über Entwicklungsingenieure und Konstrukteu-re bis zu Produktionsexperten.

Zur Jubiläumsausgabe hat der Veranstal-ter, die DEMAT GmbH mit Sitz in Frankfurt am Main, bereits im Vorfeld einiges am Auf-tritt der traditionsreichen Messe verändert, zum Beispiel hat die EuroMold ein neues, modernes Logo, eine überarbeitete Website und professionelle Social-Media-Auftritte er-halten. Auch inhaltlich hat sich einiges verän-dert. Dazu erklärte DEMAT-Geschäftsführer Dr.-Ing. Eberhard Döring: „Wir haben unser Themenspektrum und damit den Blick auf die gesamte Produktionskette vom Design über den Prototyp bis zur Serie um neue, in-novative Facetten erweitert.“ Darüber hinaus wurde das erfolgreiche Messekonzept der EuroMold von der DEMAT seit 1994 schritt-weise auf fünf Kontinente weitergetragen. 2013 tritt die DEMAT unter anderem in den USA, Japan, China, Indien, Russland, Südafri-

ka und erstmalig auch in ägypten als Veran-stalter oder Mitveranstalter von Fachmessen für Werkzeug- und Formenbau, Design und Produktentwicklung auf.

Sonderschauen und themenparksMit den neuen Sonderthemen Hybridtech-nik, Hydroformen und Leichtbau erweitert die EuroMold das Spektrum an Ausstel-lern und Experten. Energieeffizienz und Nachhaltigkeit zählen längst in nahezu al-len produzierenden Unternehmen zu den wichtigsten Fragen unserer Zeit. Von der Automobilindustrie über Flugzeugbau, Ver-packungs- und Bauindustrie, Medizintech-nik, Haushaltsgeräteindustrie bis zur Tele-kommunikationsindustrie: Überall werden Lösungen zur Gewichts- wie Energieein-sparung und Nachhaltigkeit gefordert. Wei-tere Sonderthemen der EuroMold sind in diesem Jahr Rotationsformen, Drehen und Fräsen, Engineering-Dienstleister, Design und Engineering, Schmuckindustrie, Werk-stoffe, Simulation und virtuelle Realität.

gastland ItalienMit dem Gastland Italien würdigt die EuroMold die Bedeutung italienischer Un-ternehmen in den Bereichen Werkzeug- und Formenbau, Design und Produktent-wicklung. „Italien war über alle Jahre hinweg ein großes Ausstellerland und hat die Euro-

E U R o M o l D F E I E R t 2 0 - j Ä h R I g E S j U B I l Ä U M

Innovationen und neue AkzenteAm 3. Dezember ist es soweit: die DEMAT GmbH veranstaltet zum 20. Mal die EuroMold, eine der weltweit führenden

Fachmessen für Werkzeug- und Formenbau, Design und Produktentwicklung. Zum Jubiläum rechnet die EuroMold

mit über 1.100 Ausstellern und mehr als 55.000 Fachbesuchern.

016 | AKtUEll | Fachmesse für Werkzeug- und Formenbau, Design und Produktentwicklung


New-Prolamat-Konferenz | AKtUEll | 017

Das Ramada-Hotel Dresden schien überspannt von Fragen, wohin sich IT-Anwendungen an der Schwelle zu Industrie 4.0 ent-

wickeln; und wie sich diese für die Pro-duktivität und damit die internationale Wettbewerbsfähigkeit der gesamten Ferti-gungsindustrie einsetzen lassen.

Vertreter unter anderem von Daimler, BMW und Dassault Systèmes diskutierten auch über die von Dassault proklamierte 3DExpe-rience und Strategien der digitalen Produkt-entwicklung (siehe auch Artikel auf Seite 62). Klar wurde, dass die Vernetzung unterschied-licher IT-Systeme, neue Strategien und mäch-tige Software-Werkzeuge bereits heute Stan-dard in erfolgreichen Unternehmen sind.

Bei der zweitägigen Veranstaltung fan-den insgesamt 44 Vorträge statt, wobei sich die Tagung in eine Plenarveranstaltung und anschließend drei parallele Sessions unter-teilte. Das umfangreiche Programm der Veranstaltung umfasste die politisch-stra-tegische ebenso wie die wissenschaftliche und insbesondere die industrielle Dimensi-on der effizienten IT-Anwendung.

44 Vorträge und sechs FachforenDie insgesamt sechs Fachforen präsentier-ten Vorträge zu den Schwerpunkten Digitale Produktentwicklung und Prozessgestaltung, Advanced Manufacturing – mit besonde-rem Fokus auf Additive Manufacturing, Qua-litätsmanagement, Standardisierung und Er-fahrungswissen, Wissensmanagement und Simulation für Verfahren und Prozesse.

Dr. Erastos Filos, EU Kommission, stell-te in seinem Beitrag das EU-Rahmenpro-gramm „Horizont 2020“ der Forschung und erste Ergebnisse zu den Projekten der „Fabrik der Zukunft“ vor. Dazu gab er pers-pektivische Orientierungen für Forschung und Innovationen im gesamten Gebiet der IT-unterstützten fortgeschrittenen Produktionstechnik. Prof. Fumihiko Kimura von der Hosei Universität (Japan) sprach in

seinem Vortrag „IT-Unterstützung für Pro-dukt- und Prozess entwicklungen in Japan und Zukunftsperspektiven“ zur digitalisier-ten Globalisierung aus japanischer Sicht. Sein Ausgangspunkt war der Wettbewerb zwischen digitalisierten Industrieländern und Entwicklungsländern mit Niedrig-lohnproduktion und unzureichender digi-taler Datenbasis.

Die „Herausforderungen für Digitale Pro-dukt- und Prozessentwicklungssysteme bei BMW“ stellte Dr. Dietmar Trippner als Bei-spiel für komplexe Entwicklungs- und Wert-schöpfungsprozesse vor. Im Unternehmen BMW sind mehr als 1.000 verschiedene Softwaresysteme im Einsatz.

Ein Autohersteller muss mit anderen OEM, Systemlieferanten, Zulieferern und Dienst-leistern effizient kommunizieren können. Trippner unterstrich im diesem Zusammen-hang den „Codex of PLM Openness“ (CPO). Prof. Alfred Katzenbach von der Daimler AG sprach über die Standar-disierung des 3D-Visua-lisierungsformates Jupi-ter Tessellation (JT) und seine wesentliche Rolle in der Zulieferkommuni-kation.

Andreas Barth, Mana-ging Director EuroCen-tral bei Dassault Sys-tèmes Deutschland, gab in seinem Vortrag einen Einblick in die 3DExperi-ence-Plattform, mit der das Unternehmen den

nächsten Schritt zu PLM sieht. Dassault möchte damit den neuen Herausforderun-gen in der digitalen Produktentwicklung gerecht werden. Dazu gehört zum Beispiel, dass bereits von Beginn an der Endkunde und dessen Erlebnis („Experience“) mit dem Endprodukt in den Mittelpunkt der Pro-duktentwicklung rücken.

Breite UnterstützungDas Netzwerk Automobilzulieferer Sachsen (AMZ) und die Internationale Föderation für Informationsprozesse (IFIP) organisierten die Konferenz verantwortlich. Zu den För-derern gehören das Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr Sachsen, die Technische Universität Dresden, die Hoch-schule für Technik und Wirtschaft Dresden sowie der RKW Sachsen. Sponsoren unter anderem Schwindt CAD/CAM-Technologie, EOS Electro Optical Systems und Exapt Sys-temtechnik GmbH. J B I |

D I g I t A l E P R o D U K t - U N D P R o Z E S S E N t W I C K l U N g

Im Zeichen von Industrie 4.0 und Experience EconomyAm 10. und 11. Oktober fand die internationale Konferenz für digitale Produkt- und Prozessentwicklungssysteme

in Dresden statt. In diesem Jahr nannte sich die Veranstaltung erstmals „New Prolamat 2013“.

AUCH BEIMDATENAUSTAUSCH

VORNEWEG FAHREN.

engDAX – eine Lösung der DAXware Produktfamilie.Datenaustausch über OFTP, OFTP2, FTP und Internetportal mit ENGDAT und weiteren Zusatzmodulen

www.huengsberg.com

Nach Mechanisierung, Elektrifizierung und Informatisierung steht die Industrie heute an der Schwelle zur vierten industriellen Revolution. Bilder: Schwindt und AMZ Sachsen


Zu einem Anwendertreffen darf deren Stimme nicht fehlen: Weitere DSC-Kunden stellten ihre Projekte und Lösungen vor. Die Themen der Vorträge reichten von der Ein-führung einer Integration in kürzester Zeit bis hin zu MCAD-/ECAD- und Multi-MCAD-Engineering oder einer durchgängigen CAD/CAM-Prozesskette.Ein weiterer Beitrag beleuchtete, wie man Engineering-Daten für nachgelagerte Pro-zesse bereitstellt wie ERP, SRM und Einkauf. Die Referenten kamen aus unterschiedli-chen Branchen: Automotive, Luftfahrt, Ma-schinenbau, Werkzeugfertigung und Gerä-teanschlusstechnik.

gelungene Mensch-zu-Mensch- KommunikationWas neben Systemintegration noch dazu beiträgt, Effizienz- und Qualitätsziele zu er-reichen, das veranschaulichten weitere Vor-träge. Jochen Koch, Solution Principal bei SAP Deutschland, präsentierte „SAP-Port-folio and Project Management“. Kay-Uwe Herzog, Leiter CAM-Abteilung bei Heidel-berger Druckmaschinen, stellte den Hei-delberg CAx Quality Manager vor. Zudem gab Dr. Manuel Tusch, Direktor des Instituts für Angewandte Psychologie (IfAP), Tipps für eine reibungslose „Mensch-zu-Mensch-Kommunikation“.

Im Herbst 2015 findet das nächste An-wendertreffen von DSC statt. J B I |

Ausgebucht – hieß es bereits Tage vor dem Treffen beim 30-jährigen Jubiläum der Firma DSC, wenn es um das große Anwender-Event

ging. Kein Wunder, sprachen doch diesmal insgesamt 13 hochkarätige Referenten in der Heidelberger Print Media Academy.

Der bisherige Trend setzt sich also fort: zunehmende Besucherzahlen, zahlreiche internationale Teilnehmer und Vertreter der Partnerfirmen. Unter dem Motto „Fascina- tion with Integration“ beleuchteten die Vorträge die Rolle der Systemintegration bei der vierten Revolution, Industrie 4.0.

Zunächst gab es Informationen über Vision, Märkte, Neuerungen und aktuelle Projekte von DSC. Kulinarische Pausen und die traditionelle Abendveranstaltung um-rahmten Erfahrungsaustausch und Exper-tengespräche.

Industrie 4.0 im FokusDer erste Veranstaltungstag stand im Zei-chen von Industrie 4.0, ein Thema, dass sich bestens eignet, von unterschiedlichen Seiten

betrachtet zu werden: Zuerst referierte Rai-ner Glatz, Geschäfts-führer des Fachver-bands Software im VDMA, aus Sicht des Maschinen- und An-lagenbaus und stellte die Initiative „Plattform Industrie 4.0“ vor.

Nils Herzberg, Head of Discrete Industries bei SAP, richtete den Blick auf die Optimie-rung von Geschäfts-prozessen. Praxisbei-spiele lieferte Martin Brehm, CAx-/PLM-Lei-ter beim Werkzeug-maschinenhersteller

EMAG. In seinem Vortrag zeigte er, wie die Integrationssoftware Factory Control Center FCTR ihren Beitrag auf dem Weg zur Smart Factory leistet.

Prozessoptimierung jetztAn der aktuellen Version des Engineering Control Center ECTR zeigte DSC-Vorstand Joachim Röder, wie Software Industrie-4.0-relevante Geschäftsprozesse unterstützen kann und das Daten-Handling erleichtert. Es wurde deutlich, dass aktuelle Innovati-onen neue Möglichkeiten bieten, um die Performance zu steigern und Anwendun-gen zu erweitern. Selbst Anwender ohne CAD können mit der DSC-Lösung auf Kons-truktionsmodelle zugreifen.

Dr. Arne Gaiser vom Business Develop-ment der DSC Software AG führte das Thema „Viewing“ in seinem Vortrag wei-ter aus. Er präsentierte vielfältige Szenari-en aus dem Engineering und lieferte Lö-sungen unter anderem für Animationen, Montageanleitungen und Servicedoku-mentationen.

I N D U S t R I E 4 . 0 U N D M E N S C h - M E N S C h - K o M M U N I K A t I o N

Faszination IntegrationVom 8. bis 9. Oktober veranstaltete das Karlsruher Software- und Beratungshaus DSC Software AG sein siebtes Anwender-

treffen. Kunden und Partner diskutierten über die Integration vom Engineering bis zur Fertigung in SAP PLM. Thema war

auch, wie der Mensch den Menschen versteht und das runde Firmenjubiläum.

018 | AKtUEll | Jubiläum und Anwendertreffen 2013

Die Minuten vor der Mensch-Mensch-Kommunika-tion: Die Vorträge laufen noch, die Abendveranstal-tung ist vorbereitet. Bilder: DSC Software

Die Heidelberger Print Media Academy bot dem Anwendertreffen des Karlsruher Integrati-onsspezialisten DSC eine geeignete Kulisse.


Integrierte CAD-, CAM- und CAE-Software | CAD & DESIgN | 019

Verbesserungen in NX 9 in den Be-reichen CAD, CAM und CAE gehen auf Herausforderungen verschie-dener Branchen ein, wie Automo-

bilbau, Luftfahrt, Schiffbau, der Konsumgü-tersparte und dem Maschinenbau.

Synchronous für 2DWeltweit ist die Modellierung in 3D die be-vorzugte Konstruktionsmethode. Trotzdem sind in nahezu allen Branchen weiterhin Zeichnungen und Produktdaten in 2D in ei-ner Vielzahl digitaler Formate im Einsatz, zu-mindest in einigen Bereichen der Produkt-entwicklung.

Inkompatible Datenstrukturen und un-einheitliche CAD-Technologien gestalten die Arbeit mit diesen Dateien aber oft zäh und zeitaufwändig. Synchronous Techno-logy für 2D reichert die 2D-Daten mit intel-ligenten Informationen an und soll so diese Probleme lösen. Eine Umwandlung ist da-bei nicht nötig und Anwender sollen Multi-CAD-Dateien in 2D auf diese Weise bis zu fünfmal schneller bearbeiten können.

Das könnte vor allem für Branchen mit besonders hohem Altbestand an 2D-Pro-duktdaten hilfreich sein, wie etwa die Au-tomobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt oder den Maschinenbau.

Komplexe oberflächen realisierenNeu ist auch „Realize Shape“, eine Umge-bung für Freiformkonstruktion. Hier lassen sich Produkte mit anspruchsvollen Formen oder komplexen Oberflächen konstruieren. Das Besondere ist die Einbindung eines sol-chen Werkzeugs in eine integrierte CAD/CAM/CAE-Software. Dadurch fallen zahlrei-che Schritte weg, die beim Einsatz separa-ter Anwendungen für Freiformkonstruktion und technische Entwicklung nötig sind. Im Ergebnis sollen Unternehmen aus der Kon-

sumgüterindustrie, aber auch aus der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und dem Schiffbau ihre Produktentwicklung deutlich verkürzen können.

Besser zusammenarbeiten„4GD“ (Fourth Generation Design) steht bei Siemens PLM für ein neues Paradigma in der Datenverwaltung. Die Technik soll vielfältige und effiziente Methoden für die Zusammenarbeit und die Konstruktion im Baugruppenzusammenhang (Design in Context) bereitstellen. Gerade komplexe, großformatige Produkte mit Millionen von Bauteilen sollen sich damit schneller kons-truieren lassen.

Auch den Bereich Zusammenarbeit be-trifft die Integration von NX 9 in Active Workspace 2.0. Der Workspace stellt die Schnittstelle zum Teamcenter von Siemens dar. Anwender finden relevante Informatio-nen zu Bauteilen, Aufgaben, Arbeitsabläu-fen, Anforderungen und Spezifikationen in dieser Umgebung – selbst dann, wenn die-se auf verschiedene externe Datenquellen verteilt sind.

Schneller simulierenNeue CAE-Werkzeuge verbessern die Tem-peratursimulation von Flugzeugmotoren. Ein neuer paralleler Temperatur-Solver für NX CAE ist für den Leistungsschub bei gro-

ßen Modellen verantwortlich. Komplexe Randbedingungen sollen sich um bis zu 75 Prozent schneller erstellen lassen und auch die Ergebnisse sollen schneller vorliegen.

Ebenfalls verbessert wurde der Solver von NX Nastran, der FEM-Solver der Sie-mens-Lösung. Simulationen von Geräusch, Vibration und Schwingungen (Noise, Vib-ration and Harshness – NVH) sind jetzt laut Siemens in der Hälfte der Zeit möglich.

Mehr Kontrolle in der FertigungNeue Funktionen für die Fertigung las-sen bessere Kontrolle zu und unterstüt-zen bei der Programmierung von Bearbei-tungs- und Mess-Maschinen. Die aktuelle Management-Funktion für bereits abgetra-gene Bereiche, die bei der Verarbeitung im Formenbau zum Einsatz kommt, lässt sich über eine grafische Oberfläche effizienter programmieren. Das soll den Prozess bei ei-nigen komplexen Teilen um bis zu 40 Pro-zent beschleunigen. J B I |

D I E N E U E N F U N K t I o N E N V o N S I E M E N S N X 9

NX, die NeunteDie neue NX-Version von Siemens, eine integrierte Lösung für Computer Aided

Design, Manufacturing und Engineering (CAD/CAM/CAE), bringt neue Funktio-

nen und weiterentwickelte Technologien mit. Ziel ist es, die Flexibilität und

Produktivität in der Produktentwicklung zu steigern. Neue Funktion verbindet NX CAM direkt mit der Manufacturing Resource Library (MRL) in Teamcenter. Dadurch lässt sich auf dort hinterlegte Standardwerkzeuge und Halterungen zugreifen.Bilder: Siemens PLM

Mit der Synchronous Technology für 2D sollen sich auch Multi-CAD-2D-Zeichnungen schneller bear-beiten lassen.

„Realize Shape“ ergänzt die CAD/CAM/CAE-Lö-sung im Bereich der Konstruktion anspruchsvoller Formen und komplexer Oberflächen.


Nativ-Schnittstellen für die „großen“ CAD-Systeme, wobei die jüngste Version nun auch CATIA V6 2013 R213 zur Konvertie-rung mit B-Rep und Features unterstützt.

Aufgrund des großen Interesses im Markt erfolgte jüngst eine umfangreiche Überar-beitung der IDEAS-Nativ-Schnittstelle zur Migration von IDEAS-Modellen mit Histo-rie und Parametrik sowie der assoziativen 2D-Zeichnungen. 3D_Evolution funktio-niert im bildlichen Sinne wie eine Dreh-scheibe. Einmal in den Geometriekern ein-gelesen, erlaubt die Software die flexible Konvertierung der Modelle in jedes ver-

In einem immer stärker durch virtuelle Konstruktions- und Simulationsmethoden geprägten Entwicklungsprozess sind 3D-CAD-Modelle heute die führende Infor-

mationsquelle. Auf 3D-Modellen basieren-de Engineering-Methoden kommen immer häufiger zum Einsatz, während weltweit ver-teilte Projektteams und Zulieferer auf Basis dieser Daten zusammenarbeiten. Um die enormen Vorteile dieser Technologie op-timal zu nutzen und um sich im globalen Wettbewerb zu behaupten, ist die perfek-te Integration aller beteiligten CAx-Systeme und Prozesse eine wichtige Voraussetzung. Für viele Unternehmen ist 3D_Evolution von CoreTechnologie deshalb ein wichtiger Baustein in ihrer Prozesskette und für die Kommunikation mit Kunden und Entwick-lungspartnern in der Praxis oftmals ebenso wichtig wie Telefon und E-Mail.

Datenkonvertierung mit IntelligenzÜber die Konvertierung von B-REP und der Modellhistorie nebst Features lag der Fokus

bei der Weiterentwicklung der Nativschnitt-stellen auf der lückenlosen Übertragung von Meta-Informationen, PMI und Annota-tions – auch, um diese für PLM-Anwendun-gen in einer Multi-CAD-Umgebung bereit-zustellen.

Durch seine Nativ-Schnittstellen liest die Software alle gewünschten Informationen äußerst schnell und unabhängig, ohne dass hierfür das generierende CAD-System notwendig ist. Gemäß seiner Philosophie, dem Markt immer etwas voraus zu sein, präsentiert CoreTechnologie die Version 3D_Evolution 2013 SP1 mit aktualisierten

N E U E V E R S I o N V o N 3 D _ E V o l U t I o N

Durchgängige ProzessketteDie CAx Interoperability Suite 3D_Evolution wurde mit der aktuellsten 2013er-Version umfassend gepflegt. Das Tool des

deutsch-französischen Software-Herstellers CoreTechnologie ermöglicht eine durchgängige und reibungslose Zusammen-

arbeit von Partnern, die unterschiedlichste CAx-Systeme einsetzen. VoN ARMIN BRüNINg

020 | CAD & DESIgN | Publireportage: CAx-Interoperabilität

CAD-SCHNITTSTELLEN-DEVELOPER-KIT AKTUALISIERT

Die neueste Version der 3D_Kernel_IO 2013 SP3-API von CoreTechnologie wurde in Sachen Lesen von Feature Information, Metainformationen, User Defined Text sowie PMI nochmals verbessert und bietet heute einen einzigartigen Leistungsumfang. Die API verfügt über präzise, schnelle und CAD-System-unabhängige Schnittstellen für Nativ- und Standardformate wie CATIA V4/V5/V6, NX, SolidWorks, Creo, IDEAS, XT, ACIS, JT, STEP und viele andere. Die nur eine einzige DLL umfassende API liest B-REP, Features, PMI, Metadaten und Assembly-Struktur und erlaubt den Zugriff auf alle diese Informationen in einer ein-heitlichen Datenstruktur. So ermöglicht eine Integration den Zugriff auf alle Nativ- und Standardformate. 3D_Kernel_IO API basiert auf C++ und auf dem Compiler Microsoft VisualStudio.NET. Die Abfragefunktionen sind standardisiert und erlauben den Zugriff auf alle Parameter in den C++-Klassen. Softwarehersteller für Downstream-Applikatio-nen können durch den Einsatz der Schnittstellen-API Zeit und Kosten für eine äußerst aufwendige Eigenentwicklung sparen. Durch 3D_Kernel_IO sind sie sofort startbereit und nutzen die gesamte Kompetenz des Spezialisten CoreTechnologie.

3D_Evolution ermöglicht auch die Konvertierung von CAD-Model-len mit Historie und Parametrik.

Beim Mo-dellvergleich werden in 3D_Evolution Änderungen gut sichtbar dargestellt.


Publireportage: CAx-Interoperabilität | CAD & DESIgN | 021

fügbare Zielformat, zum Beispiel CATIA V5, Creo, Inventor, NX und SolidWorks – wobei die Konstruktionshistorie erhalten bleibt und sich die Features nach der Konvertie-rung wie gewohnt bearbeiten lassen. Spe-ziell für die Migration von IDEAS in aktuelle CAD-Systeme bietet 3D_Evolution weitere clevere Funktionen zur Optimierung der Modellhistorie, beispielsweise eine Lineari-sierung verzweigter Historie-Strukturen.

Konvertierung mit QualitätsanalyseBei der Batch-Konvertierung, zum Beispiel von JT-Daten mit XT-BREP, STEP oder auch nativen B-REP-Formaten, ermöglicht der zertifizierte VDA/SASIG-Checker gleichzei-tig eine Qualitätsanalyse sowie Funktionen zur automatischen Korrektur von Fehlern. Qualitätsmängel wie Twisted Faces sowie Überlappungen, Lücken und Minipatches können so nicht nur dokumentiert, sondern – falls gewünscht – auch automatisch, dass heißt auf Knopfdruck, korrigiert werden.

hüllgeometrie für IP-Protektion und Know-how-SchutzIn Sachen IP-Protection beziehungswei-se Know-how-Schutz und zur Erzeugung „leichter“ Modelle gibt es das sogenann-te Simplifier-Modul zur vollautomatischen Erzeugung von Hüllgeometrien. Wichtig ist hierbei, dass durch den automatischen Algorithmus das Innenleben entfernt wird, aber gleichzeitig saubere Volumenkörper – also Solids – entstehen. Dieses Tool findet wegen der effektiven Datenreduzierung und der hervorragenden Datenqualität An-wendung im Bereich Digital Mockup und bei Simulationen in der digitalen Fabrik und in der FEM-Berechnung. Neben der Erzeu-gung von exakten B-Rep-Hüllgeometrien kann der Simplifier der Version 3D_Evolu-tion 2013 jetzt auch gemischte Modelle, bestehend aus tesselierten Freiform- so-wie exakten Flächen (zylindrisch und pla-

nar) generieren, um sehr leichte Modelle zu erzeugen und dabei für die Positionierung oder das Messen wichtige Bereiche des Bauteils zu behalten. Außerdem lassen sich dank der neuen Schrumpfschlauch-Funk-tion extrem leichte, tesselierte Modelle er-zeugen, die ein Volumen einer kompletten Baugruppe darstellen.

geomtrievergleich und KollisionskontrolleDurch die im neuen DMU-Manager syste-mintegrierte Datenbank lassen sich durch eine verteilte Multiprozessor-Batch-Be-rechnung jetzt auch extrem große Da-tenmengen in den Bereichen Aerospace, Automobilbau oder Schienenfahrzeu-ge innerhalb kürzester Zeit auf Geomet-rieänderungen (Revisionskontrolle) und unerwünschte Kollisionen untersuchen. Der geometrische Modellvergleich findet Unterschiede zwischen verschiedenen Modellständen oder ähnlichen Modellen der verschiedensten 3D-CAD-Formate. Das System lässt sich einfach in PLM-Um-gebungen integrieren, wobei die Berech-nung über native Assemby-Formate, bei-

spielsweise CATProducts, JT, STEP oder PLMXML, stattfinden kann.

geometrieoptimierung für FEM-BerechnungenÜberarbeitet wurde auch das FEM-Modul für die Optimierung von 3D-Modellen zur Finite-Elemente-Analyse. Mit intelligen-ten „Defeaturing“-Funktionen zur Vereinfa-chung der Geometrie und zur Reduzierung der Elementanzahl lassen sich Bohrungen, Verrundungen und Fasen sowie andere kleine Details auf schnelle und einfache Weise von CAD-Modellen entfernen. Auch Mittelflächen können erzeugt werden, wo-bei clevere Funktionen dem Anwender schnell zum Ziel verhelfen.

Mit der neuen Version zeigt CoreTechno-logie wieder einmal, dass sich auch Gutes sinnvoll verbessern lässt und man die Op-timierung der CAx-Prozesskette in sehr vie-len Fällen kostengünstig mit einem „Out-of-the-Box“-Produkt realisieren kann. R T |

Collision Detec-tion findet zu-verlässig Kollisi-onen, dass heißt Durchdringun-gen, zwischen Einzelteilen innerhalb von Baugruppen.

Das Simplifier-Modul erlaubt die Erzeu-gung von Hüllgeo-metrie-Solids für Einzelteile und Bau-gruppen.

Mit Collision-Detection-Analyse lassen sich Kons-truktionsfehler und falsch positionierte Teile finden.Bilder: CoreTechnologie


lierung – des im CAD/CAM-Bereich verbrei-teten Parasolid-Kerns – mit Flächenmodel-lierung zu kombinieren. Das ermöglicht im Werkzeugbau ein wesentlich schnelleres und flexibleres Arbeiten.

Die Mitarbeiter des Konstruktionsbüros bei Gehlen programmieren ausschließlich über externe Programmierplätze. Hierzu dienen zwei Arbeitsplätze, auf denen je-weils Visi 2/3D Modelling mit dem Modul 2,5D und 3D Base Machining laufen. Damit lassen sich die vier CNC-Fräszentren – Hur-co beziehungsweise DMU – mit NC-Pro-grammen versorgen.

linzenz fürs Erodieren„Seit Mitte 2013 verfügen wir auch über eine Lizenz von Visi-Peps, mit der sich die NC-Programme zum 2- und 4-Achsen-Drahterodieren vom 3D-CAD ableiten las-sen“, erklärt Lukas Gehlen, zuständig für Konstruktion und Fertigung, der zusam-men mit Bruder Jan Gehlen an der strategi-schen Neuausrichtung des elterlichen Un-ternehmens arbeitet.

Die Firma Volker Gehlen Werkzeug-bau beliefert Kunden in ganz Eu-ropa mit Präzisionsprodukten. Und zwar überall dort, wo Kompetenz

im Werkzeugbau, aber auch da rüber hinaus gefragt ist.

„Wir positionieren uns zunehmend als Systemanbieter, bei dem man von der Tech-nologieberatung über den Prototypenbau bis hin zum eingetesteten Serienwerkzeug alles aus einer Hand erhält. Erfolg ist kein Selbstläufer, sondern muss immer wieder hart erarbeitet werden – vor allem im Werk-zeugbau“, erklärt Volker Gehlen, Geschäfts-führer des Werkzeugbauunternehmens.

Deshalb investiert Gehlen laufend – nicht nur in neue Maschinen, sondern auch in neue CAD- und CAM-Technologie.

Die Entscheidung für VisiHeute werden neue Werkzeuge bei Geh-len ausschließlich in 3D mit dem CAD- und CAM-System Visi konstruiert. Gehlen wählte dieses System vor sieben Jahren, als er be-schloss, möglichst rasch die komplette Pro-zesskette von der Konstruktion bis hin zur NC-Programmierung auf 3D umzustellen. Natürlich hatte er sich auch 3D-CAD-Syste-me mit großem Namen wie NX oder Solid-Works angeschaut. Trotzdem wählte er Visi.

Bis auf wenige Ausnahmen arbeiten die-se Produkte vollparametrisch. Das bietet in Branchen wie dem Maschinen- und Anla-genbau Vorteile, im Werkzeugbau jedoch nicht. Die parametrische Arbeitsweise ver-längert die Konstruktionszeiten der Werk-zeuge massiv. Zudem verfügt keines dieser Systeme von Haus aus über spezielle Mo-dule für den Stanzwerkzeugbau oder über eine durchgängige Bedienphilosophie für CAD und CAM.

Eine Präsentation des deutschen Anbie-ters Mecadat gab den Ausschlag. Es folgte eine Schulung und die Testinstallation.

FertigungsnahNur eine einzelne Tür trennt bei Gehlen das Büro der Konstrukteure von der Fertigung. Auf den drei Arbeitsplätzen ist jeweils der Hybrid-Modellierer Visi Modelling und das Schnitt- und Stanz-werkzeug-Modul Visi Progress für Abwick-lung, Streifenlayout und Werkzeugaufbau installiert.

Der Begriff „Hyb-rid-Modellierer“ be-schreibt die Fähigkeit, die Volumenmodel-

C A D / C A M F ü R D I E S t A N Z - U N D U M F o R M t E C h N I K

Erfolg ist kein SelbstläuferStanzen und Umformen ist das Metier der Firma Volker Gehlen Werkzeugbau. Das Unternehmen ist ein gefragter Problem-

löser und will es auch bleiben. Deshalb investiert man ständig in neue Maschinen und 3D-Druck. Da darf auch die CAD- und

CAM-Software nicht hinterherhinken. VoN RAlPh SChMItt

022 | CAD & DESIgN | CAD/CAM-Lösungen

Gehlen stellt 10 bis 30 komplexe Werkzeuge pro Jahr her und zwi-schen 10 und 150 Prototypen.

Ein mit Visi Progress kons-truiertes Folge-verbundwerk-zeug…

… und die Simu-lation der Fräs-wege mit dem CAM-Modul Visi Machining.


CAD/CAM-Lösungen | CAD & DESIgN | 023

„In diesem Bereich stehen drei Drahtero-diermaschinen von Sodick, darunter eine AQ 1200 L, mit der sich über eineinhalb Me-ter breite Werkstücke mit einem Gewicht von bis zu vier Tonnen schneiden lassen“, so Jan Gehlen.

In nächster Zukunft plant das Familien-unternehmen auch, Visi Compass einzu-führen. Damit lassen sich NC-Programme für Regelgeometrien beim Bohren, Fräsen und Drahterodieren auf Basis von vorgege-benen Bearbeitungsfeatures weitgehend automatisch erzeugen.

Auch die Mitarbeiter in der Fertigung kön-nen sich mittels eines Rechners, auf dem Visi Viewer installiert ist, ein Bild machen, wohin das betreffende Bauteil im Werkzeug gehört und wie es zu montieren ist.

3D-Druck für MachbarkeitsanalysenBesonders wichtig ist es Lukas Gehlen, im Markt Alleinstellungsmerkmale zu haben. „Wir wollen den Kunden sozusagen von der Idee bis zum fertigen Produkt begleiten“, kommentiert er.

In der Praxis sieht das so aus, dass Gehlen im Rahmen der Machbarkeitsanalyse und 3D-Bewertung bereits im Frühstadium er-kennt, ob Teile wirklich funktionieren. Dafür hat das Unternehmen kürzlich ein neues Gerät angeschafft.

Auf dem 3D-Drucker ProJet HD3500 von 3D Systems entstehen sozusagen über Nacht voll funktionsfähige und bis zu knapp 300 Millimeter große Bauteile aus UV-Licht-gehärtetem Acrylat.

Die Basis bilden 3D-CAD-Daten, die der Kunde anliefert und die in Visi Modelling importiert, überarbeitet und dann im STL-Format an die Druckersoftware weiterge-geben werden. Mit einer maximalen Grö-ßenabweichung von 0,2 Prozent lassen sich sogar ganze Baugruppen drucken ein-schließlich beweglicher Teile, in Schichtdi-cken von 10 Mikrometern.

Dabei wächst 3D-Druck über seine Ni-sche für Prototypen- und Vorserienaufträ-ge hinaus und wird zum realen Zeit- und Kostensenker für komplette Werkzeugbau-Aufträge.

Wenn ein Vorserienteil bestellt wird, dru-cken es der Werkzeugbauer aus und der Kunde kann es im Modell auf Größe, Form und Funktion hin testen. Stimmt alles, wer-den die ersten 50 Teile aus Metall gefertigt und ausgeliefert. Das spart kostenintensive Prototypenwerkzeuge und oft änderungs-kosten von mehreren tausend Euro.

„Immer mehr Kunden wissen diese Vor-gehensweise zu schätzen – aber noch nicht alle. Da ist noch viel Überzeugungsarbeit zu leisten“, betont Jan Gehlen, als Diplom-Kaufmann für den betriebswirtschaftlichen Teil des Werkzeugbaus verantwortlich.

„Die Prototypenfertigung hat sich inzwi-schen zu einem wichtigen Standbein ent-wickelt, auch, was die Folgeaufträge be-trifft. Denn wenn man das Teil schon kennt, folgt auch häufig der Auftrag für den Bau des Serienwerkzeugs“, erklärt Jan Gehlen.Visi hat sich in Velbert bewährt. Mit der

CAD/CAM-Lösung kann das Unternehmen nicht nur schneller konstruieren und ferti-gen, sondern auch flexibler auf Kunden-wünsche eingehen.

Zu beeindrucken wissen nicht zuletzt die guten Importschnittstellen von Visi Mo-deller, weshalb es bei der Übernahme von Kundendateien so gut wie keine Probleme gibt. So erreicht der Werkzeugbauer eine enorme Zeitersparnis gegenüber den frü-her üblichen Durchlaufzeiten für ein Pro-jekt. Denn Werkzeugoptimierungen sind sehr zeitnah möglich, was nicht zuletzt auch die Gesamtkosten des Projekts erheb-lich reduziert.

„Ideen entstehen im Kopf des Menschen. Mit Visi fällt es uns wesentlich leichter, die-se Ideen umzusetzen“, kommentiert Ge-schäftsführer Volker Gehlen. J B I |

Ralph Schmitt ist Geschäftsführer von Mecadat in Langenbach.

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Volker Gehlen gründete seine Firma 1981 in der niederbergischen Stadt Velbert zwischen Essen und Wuppertal. Velbert ist die Hochburg der deutschen Schloss- und Beschlägeindustrie mit bekannten Namen wie BKS, CES, KFV, Wilka Schließtechnik, Witte oder Huf, einem Spezialisten für Autoschließsys-teme. Diese anspruchsvolle Branche zählte schnell zum festen Kunden-stamm von Volker Gehlen Werkzeug-bau. Und wird heute durch weitere Branchen ergänzt. Vor 10 Jahren hat Gehlen die 1902 gegründeten Traditionsfirma Schulte Press- und Stanzwerk übernommen. 2009 zogen beide Unternehmen in ein neues, rund 5.000 Quadratmeter großes Firmengebäude. Auch bei Schulte Press- und Stanzwerk wird kräftig investiert. In eine im November 2012 angeschaffte 200-Tonnen-Presse beispielsweise, mit der Schulte bis zu 60 Prozent mehr Teile in der gleichen Zeit fertigen kann.

Lukas und Jan Gehlen (rechts) vor der neuen Draht-erodiermaschine von Sodick.

… und eine schnell ‚ausge-druckte‘ Vor-richtung zum Koordinaten-messen.Bilder: Mecadat

Gehlen setzt 3D-Druck für Prototypen und zur Absicherung von Aufträgen ein: Hier ein Stereolitho-graphieteil – es ent-stand einschließlich beweglicher Teile in einem Arbeits-gang…


überall geschlossen („wasserdicht“) ist, wer-den Lücken oder andere Maschenproble-me markiert. Reparaturfunktionen können automatisch Löcher schließen und doppel-te Flächen oder Kanten entfernen. Zusätz-lich sind Tools vorhanden, die Hinterschnitte auf Maschenmodellen visuell darstellen und Geometrieänderungen ermöglichen, um die perfekte Entformbarkeit zu gewährleisten.

Umgang mit großen DatenmengenDas Hauptproblem beim STL-Format besteht darin, dass eine Unmenge von Dreiecken notwendig ist, um ein genaues Abbild einer komplexen 3D-Form zu erhalten. Nach der Erfahrung von SCHOTT SYSTEME können so Dateigrößen von über 20 GByte leicht zu-stande kommen. Selbst für CAD/CAM-Syste-me, die STL-Modelle importieren können, ist es wegen der immensen Datengröße schier unmöglich, mit dem 3D-Modell vernünftig umzugehen oder es gar zu manipulieren. Es sei denn, es wurde außergewöhnlich viel in spezielle Hardware-Ausstattung investiert. Genau hier liegt die Innovation von SCHOTT SYSTEME bei seiner jüngsten Softwareversi-on „Pictures by PC 3.6“. An erster Stelle beim Handling steht eine reduzierte Darstellung, die temporär beim Zoomen, Verschieben oder dynamischem Drehen automatisch mit einer kleineren Auflösung des Maschen-modells arbeitet, wodurch die Bewegungs-abläufe flüssiger werden. Beim Zoomen auf Details wird dabei wieder die Originalauflö-sung verwendet.

Ein ähnliches Problem gibt es bei der NC-Aufbereitung solcher Modelle. SCHOTT SYSTEME führt hier die Holzbearbeitungs-branche als Beispiel an, wo die Nutzer Werk-zeugbahnen auf künstlerisch geformten

Das STL-Datenformat (Surface Tes-selation Language oder Stan-dard Triangulation Language) ist allgemein bekannt als 3D-Mo-

dellformat, basierend auf Dreiecksfacet-ten, die für stereolithografische Ausgaben auf 3D-Druckern genutzt werden. Weitere Technologien, beispielsweise 3D-Scannen, nutzen ebenfalls dieses Format. Wegen der zunehmenden Attraktivität dieses For-mats für einige Branchen, etwa Holzbear-beitung, Rapid Prototyping und Formen-bau, wünschen sich viele Anwender nicht nur konstruktive, sondern auch fertigungs-technische Bearbeitungsmöglichkeiten auf CNC- Maschinen, zum Beispiel Fräsen und Gravieren. Speziell für die Maschen-Kons-truktion und Fertigungsanbindung bietet die SCHOTT SYSTEME GmbH ein reichhal-tiges Funktionsspektrum.

Stl-ImportDer Prozess beginnt mit dem Öffnen der STL- Datei innerhalb der CAD/CAM-Software „Pictures by PC 3.6“. Obwohl der Standard des STL-For-mats sehr genau defi-niert ist und keine spezi-fischen Unterschiede bei den CAD-Systemen exis-tieren, sind einige we-nige Import-Optionen erforderlich. Die Anpas-sung der Maschenqua-lität gestattet einerseits eine Reduktion (Verein-fachung) oder anderer-seits das Verfeinern der Facettierung (Glättung).

Beim Import erkennt die Software, ob meh-rere Baugruppen oder Teile im STL-Modell enthalten sind und kann daraus wieder ein-zelne Maschen-Modelle erzeugen.

Maschenanalyse und ReparaturBei der Arbeit mit Maschenmodellen wird häufig darüber hinweggesehen, wie wich-tig die Analyse- und Reparaturmöglichkei-ten fehlerhafter Maschen sind. Exemplarisch dazu verweist die SCHOTT SYSTEME GmbH auf eine typische Aufgabenstellung, vor der die Nutzer ihrer Software im Bereich Form-werkzeugbau häufig stehen: Von einem STL-Maschenmodell ist ein Werkzeug ab-zuformen. In diesem Fall ist die CAD/CAM-Software „Pictures by PC 3.6“ in der Lage, ein „wasserdichtes“ STL-Modell mit einer Volu-menoperation von einer Form abzuziehen. Zur Prüfung, ob das STL-Modell wirklich

I N t E g R I E R t E 2 D / 3 D - l ö S U N g

Brennpunkt Stl: Modellieren und FräsenSchon seit 1990 ermöglicht der deutsche Softwarehersteller SCHOTT SYSTEME GmbH den Anwendern seiner CAD/CAM-

Software „Pictures by PC“ die Bearbeitung von STL-Daten. Mit der neuesten Version 3.6, die eine Menge neuer Funktionen

enthält, zählt die Software zu den wenigen Lösungen, die extrem große STL-Datenmengen importieren, reparieren,

modellieren und fräsen können. VoN AlEC thoRNE


In Release 3.6 von „Pictures by PC“ ist ein neuer Maschen-Editor enthalten, mit dem Maschen-Modellierungen möglich sind, die sich auf Ecken, Kanten und Flächen beziehen.


Ornamenten rechnen wollen. Zusätzlich zu den bereits genannten visuellen Proble-men ist die Erzeugung von Hilfsgeometri-en wie Randkurven sehr zeitaufwändig. Die STL-Reduktion von SCHOTT SYSTEME jedoch erzeugt eine separate Datei, die als Refe-renz zum ursprüng lichen STL-Modell exis-tiert. Diese zweite Datei enthält eine Version mit größerer Maschenreduktion, auf der die NC-Werkzeugbahnen dargestellt werden. Gegenüber der bisherigen Funktion erlau-ben die reduzierten Maschen wesentlich schnelleres Zoomen, Verschieben und Dre-hen. Trotz Darstellung der NC-Bahnen auf den reduzierten Maschen lässt sich die Ge-nauigkeit direkt der originalen STL-Datei ent-nehmen.

Mehrprozessornutzung und 64 BitDie Software „Pictures by PC“ unterstützt in ihrer allerneuesten Version beides: 64-Bit-Betriebssysteme und Mehrprozessornut-zung. Bei der Arbeit mit extrem großen Modellen passiert es bei einem 64-Bit- Betriebssystem nicht mehr, dass die Spei-cherkapazität überschritten wird (out of memory). Bei CAM-Berechnungen führt die Mehrprozessornutzung zu einer enormen Zeitersparnis, bei vier Prozessoren (Quad Core) bis zu 50 Prozent.

Verbesserte Fräs-StrategienDie Bearbeitung gemischter Volumen-, Flächen- und Maschen-Modelle war für SCHOTT SYSTEME seit den frühen 1990er-Jahren ein entscheidendes Verkaufsargu-ment. Tatsächlich war die Software „Pictures by PC“ eine der ersten Lösungen, die so-wohl 3-achsige als auch 5-achsige Werk-zeugbahnen auf STL-Modellen berechnete. Die Innovation ging jedoch weiter und die jüngste Version 3.6 enthält zahlreiche Bear-beitungsmöglichkeiten, die ideal für STL-Modelle sind. Zum Beispiel analysiert das

„Hybrid-Schlichten“ das Maschenmodell und kombiniert die Bearbeitungsstrategien sowohl für steile als auch flache Bereiche in einer einzigen Technologie. Um noch ein-mal auf die Ornamente als ziemlich kom-plexe Formen bei der Holzbearbeitung zu-rückzukommen: Ein sehr wesentliches Tool, die Restmaterial-Erkennung beim Schlich-ten, stellt bei diesem Beispiel sicher, dass sich sämtliche Bereiche aller Details voll-ständig bearbeiten lassen.

Modellierung und Änderung von MaschenSchon in den frühen 1990er-Jahren ermög-lichte SCHOTT SYSTEME Maschen-Modellie-rung, zum Beispiel interaktives Ziehen der Maschen-Oberfläche mit Bumping-Opera-tionen. Im jüngsten Release 3.6 ist ein neu-er Maschen-Editor enthalten, mit dem Ma-schen-Modellierungen möglich sind, die sich auf Ecken, Kanten und Flächen bezie-hen. Weiterhin sind zusätzliche Funktiona-litäten enthalten, beispielsweise Boolsche Operationen mit Maschen (Subtraktion, Ad-dition und Vereinigung), Hinterschnitt-Kont-rolle bei Maschen und Maschen-Glättung.

Industrielle AnwendungenDas umfangreiche Wissen und die Erfah-rung mit Maschen-Modellierung und Ma-

schen-Bearbeitung führte zur Entwicklung branchenführender Softwarelösungen, die auf „Pictures by PC“ basieren. Zwei solcher Produkte, orthopädische Schuheinlagen und eine Dental-Lösung (Zähne fräsen), wurden von externen System-Partnern entwickelt und sind international bei den jeweiligen Ziel-gruppen im industriellen Bereich begehrt.

Alle bereits erwähnten Tools sind in-tegraler Bestandteil der Standardversion von „Pictures by PC“. Der Standard enthält 2D/3D-CAD, Graphic-Design, Volumen-/Flächen-Hybrid-Modeller und Rendering/Animation und wird zusätzlich ergänzt mit CAM-Funktionalitäten für 2,5D-, 3D- und 5-Achs-Fräsen, Bohren und Gravieren so-wie Drehen und Drahterodieren. SCHOTT SYSTEME bietet kostenlosen und zeitlich unbegrenzten Support sowie kostenlose Standard-Postprozessoren. R T |

Alec Thorne arbeitet im Produktmarketing bei SCHOTT SYSTEME in Gilching.

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„Pictures by PC 3.6“ ist prädesti-niert für künst-lerisch geformte Ornamente in der Holzbearbeitung.

Maschen-Bumping in „Pictures by PC 3.6“. Bilder: SCHOTT SYSTEME


ware konnten wir unsere Lieferzeiten ext-rem verkürzen und wir haben allein in den ersten zwölf Monaten über 150.000 briti-sche Pfund an Kosten für Subunternehmer gespart“, sagt Farren. „Außerdem eröffneten sich neue Geschäftsmöglichkeiten für un-ser Unternehmen.“

Diese neuen Geschäftsmöglichkeiten ha-ben den Umsatz innerhalb von zwölf Mo-naten um etwa 30 Prozent steigen lassen, wobei Reverie jetzt wesentlich weniger von der Arbeit im Motorsport abhängig ist. Zu-vor hatte das Unternehmen aus Essex eine Auslastungsaufteilung von 80 Prozent Auf-trägen aus dem Motorsport und 20 Prozent aus anderen Bereichen. Jetzt arbeitet man mit einer Auslastungsaufteilung von 60 zu 40 Prozent, stützt sich dabei auf seine eige-ne Produktpalette und eröffnet sich Märk-te in der Elektronik und der Telekommu-nikation. Und all dies dank der Investition in die Thermwood-Maschine sowie in die hyperMILL- und hyperCAD-Software.

Wahl der richtigen WerkzeugeBei der Auswahl einer CAD-/CAM-Software waren die wichtigsten Punkte für Reverie die Betreuung vor Ort, der Service sowie die einfache Bedienung und Funktionalität. Diese Kriterien waren maßgebend, da das Unternehmen wenig Erfahrung mit 5-Achs-Fräsmaschinen oder CAM/CAD-Paketen hatte. Das OPEN-MIND-Team zeigte Reve-rie hyperMILL und hyperCAD, mit denen sich das Unternehmen sofort anfreundete. Simon Farren erinnert sich: „Die Präsentati-on war verständlich, beantwortete unsere Fragen und das Paket schien uns sehr intu-itiv und einfach zu handhaben. Dieses Set war ganz anders als das, was uns andere CAM/CAM-Anbieter gezeigt hatten.“

„Wir stellen Aluminium- und Epoxidharz-muster her sowie Werkzeuge für Stempel- und Matrizenformen für alle unsere vorim-

Als Simon Farren vor 13 Jahren Re-verie Ltd. in Colchester, Essex, mit Schwerpunkt auf hochwertige Karbonfaserersatzteile für den Mo-

torsport gründete, war der große Erfolg für den ehemaligen Lotus-Ingenieur nicht ab-zusehen. Anfangs stellte er allein Karosse-rieteile und Paneele aus vorimprägnierten Glasfasern, Kevlar und Karbonfasern her, um das Gewicht des Lotus 340R zu verringern. Doch die Nachfrage wuchs und immer mehr der weltweit etwa 9.000 „Lotus Elise“-Fahrer orderten die leichten Teile.

Einen weiteren Wachstumsschub erhielt die Werkstatt, die über einen eigenen Auto-klave-Ofen für die Herstellung von Karbonfa-sern verfügt, als sie einen „Petronas FP1“-Su-perbike-Vertrag gewann. Die Arbeit für das Team des Weltmeisters Carl Fogarty legte den Grundstein für das weitere Wachstum und Simon Farren investierte in die techni-sche Ausstattung seines Unternehmens.

Erfolg und AbhängigkeitenReverie war über Jahre gut im Geschäft, in gewisser Weise sogar zu gut. Simon Farren erklärt: „Jeden Monat gaben wir viel Arbeit an Subunternehmer weiter. Finanziell war das nicht weiter kritisch, aber die Verfüg-barkeit war ein Problem. Wir nutzten füh-rende Motorsportzulieferbetriebe, die uns aber jeweils nur bis Dezember adäquat unterstützen konnten. Dann wurden diese Unternehmen von den Formel-1-Teams mit Entwicklungsarbeit für die kommende Sai-son gebucht. Die Nebenwirkung war, dass wir angesichts der Auslastung in unserer Lieferkette darum kämpfen mussten, die Zeitvorgaben unserer Kunden einhalten zu können.“

Im Juli 2012 kaufte Reverie ein Therm-wood-5-Achs-Bearbeitungszentrum sowie hyperCAD und hyperMILL von OPEN MIND. „Durch die Anschaffung unserer eigenen CNC-Maschine und der CAD-/CAM-Soft-

h Y P E R M I l l U N D h Y P E R C A D I M E I N S A t Z B E I R E V E R I E

Den Erfolg selbst geformtReverie Ltd. ist ein auf Faserverbundstoffe spezialisierter Automobil- und Motorsportzulieferer. Das britische Unternehmen

hat sich von einem Nischenanbieter zu einem breit aufgestellten Fertiger entwickelt. Entscheidende Schritte waren Investi-

tionen in ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum und CAD/CAM-Lösungen von OPEN MIND. Durch die eigene Formenherstellung

wurde Reverie unabhängiger von Zulieferern. VoN ADRIAN SMIth

026 | CAD & DESIgN | CAD-/CAM-Lösungen

hyperCAD im Einsatz bei Reverie.


CAD-/CAM-Lösungen | CAD & DESIgN | 027

prägnierten Epoxy-Teile und -Werkzeuge. Wir konstruieren Teilmodelle in SolidWorks und transferieren diese Daten über eine Schnittstelle an hyperCAD. Das erlaubt uns, ein CAD-Modell für die nötige Werk-zeugbestückung oder Verlegemuster und Add-in-Features zu erstellen, beispielsweise Trennlinien, Dübellöcher, gebohrte Löcher, Gewinde oder Reißlinien für EOP und das Trimmen jeglicher Überschüsse nach der Herstellung. So kann unser Fertigungsteam die gesamte Vorproduktion überwachen. Das stellt sicher, dass das Werkzeug auch wirklich passt, bevor die Datei nach hyper-MILL exportiert wird, damit die Werkzeug-wege für die Maschine generiert werden“, erläutert Farren die Arbeitsweise.

Intuitiv und benutzerfreundlichÜber die Erfahrung mit OPEN MIND sagt der Fertigungsingenieur von Reverie, Peter Farndell: „CAM-Pakete waren für mich et-was ganz Neues. Als ich aber mit dem Auswahlprozess anfing, war schnell klar, dass hyperMILL allen anderen Alternativen weit überlegen war. Außerdem ist das Sys-tem sehr intuitiv und benutzerfreundlich – für jemanden, der sich mit CAM-Lösun-gen kaum auskennt, ein äußerst wichtiger Aspekt. OPEN MIND wollte uns die Umstel-lung erleichtern. Deshalb wurden wir erst in hyperCAD eingewiesen, dann in hyperMILL in dreiachsige Teile, bevor wir zu einer kom-pletten 5-Achs-Bearbeitung vorstießen. Sie lieferten uns auch sämtliche Postprozes-soren. So erhielten wir eine durchgängige Lösung aus einer Hand. “

Farndell führt weiter aus: „Das Feature zum Ebenenschlichten hat die Produk-tivität bei der Kavitätenbearbeitung un-serer Spritzgussformwerkzeuge deut-

lich erhöht, während wir gleichzeitig das Oberflächen-Finish verbessern. hyperMILL bietet außerdem einen Konturfräszyklus, den wir mit großem Erfolg zum Trimmen der Kanten unserer Karbonfaserkompo-nenten einsetzen.“

Beispiele zeigen den Nutzen der auf ei-ner gemeinsamen Datenbasis arbeiten-den Programme hyperCAD und hyper-MILL. Die allererste Arbeit, die vollständig damit ausgeführt wurde, war ein Epoxid-harz-Stempelmuster für eine 6-Zylinder-Airbox. Hierfür wurde ein Spritzgussform-werkzeug aus Karbon benötigt. Dann passte Reverie ein Nebelölersystem ein und fräste legierte Spritzgussformen, die vorher extern mit einer Lieferzeit von 21 Tagen hergestellt wurden. Mit dieser Zeit-skala hätte das Unternehmen den Auftrag nie gewinnen können. Durch den Einsatz von hyperCAD und hyperMILL fertigte Re-verie alle drei Komponenten für das Pro-jekt in sieben Tagen und verkürzte die Lie-ferzeiten um 40 Prozent.

In einem Projekt zum Nachbau einer 18-Fuß-Mastverlängerung und den dazuge-hörigen Salingen für ein Segelboot benö-tigte man drei Teile und für jedes davon ein zweiteiliges Werkzeug zur Herstellung. Extern gefertigt hätte allein die Herstellung der Werkzeuge zwölf Tage gedauert. Intern mit hyperMILL und der 5-Achs-Maschine bearbeitet, wurde der gesamte Auftrag in drei Tagen abgewickelt.

Simon Farren zieht den Schluss: „Seit wir das 5-Achs-Bearbeitungszentrum sowie hyperCAD- und hyperMILL angeschafft ha-ben, konnten wir Zykluszeiten und Produkt-qualität verbessern. Unsere Lieferzeiten ha-ben sich stark verkürzt. Was uns am meisten beeindruckt hat: Unsere Kapazitäten sind so

stark gestiegen, dass wir nun Aufträge gewinnen und Arbeiten ausführen können, die vorher un-erreichbar für uns waren. Dies und die Fähigkeit, unsere eigenen Produk-te komplett im Haus ent-wickeln und fertigen zu können, sind die Fakto-ren, die für unsere Um-satzsteigerung von über 30 Prozent in zwölf Mo-naten verantwortlich sind. Unsere weltweit anerkannte Produktpa-lette reicht von Karbon-faserlenkrädern, Sitzen,

einfachen und doppelten Spoilern, Heck-diffusoren, speziellen Teilen für Lotus, Ventil-deckel über Airboxen, Einsätze, Luftschlitze bis hin zu Filtereinsätzen und vieles mehr für den Motorsportsektor. Ohne die neuen Fräsmöglichkeiten und die Software von OPEN MIND wäre das Wachstum des Un-ternehmens und der große Ausbau der Pro-duktpalette nicht möglich gewesen.“ R T |

Simon Farren, Geschäftsführer von Reverie, mit einem fertigen Rennsitz vor dem 5-Achs-Bearbeitungszentrum.

Komposit-Rennsitz in der Fertigung bei Reverie. Bilder: OPEN MIND Camtek.de

• 3D Drahterodieren • 2,5D Fräsen • 3D Fräsen • 2-50 Achsen Drehen • Blechbearbeitung

Halle: 8Stand: J24


Blechteile platzsparend auf der Blechtafel angeordnet. Das Ergebnis ist die reduzierte Anzahl angeschnittener Tafeln.

Das so genannte „Smart Design“ be-stimmte schon in der Version 2013 die Neu- und Weiterentwicklungen. Auf der Blechexpo zeigte ISD nun weitere Funkti-onen wie den Geländerkonfigurator, neue Designvarianten für K-Verbände und Pfet-tenanschlüsse, im Stahl-/Metallbau, die Generierung von Rohrleitungsplänen und der rohrleitungsübergreifende Bauteilaus-tausch im Anlagenbau bis hin zur auto-matischen Erzeugung von Kantblechen zwischen zwei Skizzen. Daneben hat der Hersteller das Konfigurationsmanagement überarbeitet und um eine Rechteverwal-tung ergänzt. Auch die Normteilkataloge zeigen sich deutlich ausgebaut.

Blechteile aus dem WebISD betreibt auch ein Webportal, auf dem blechverarbeitende Unternehmen ihre Dienstleistungen anbieten können.

Für Kunden ist der Online-Shop eine Möglichkeit, innerhalb weniger Minuten und auf Basis von Zeichnung, Material, Stückzahl und Zusatzinformationen ein An-gebot zu bekommen und anschließend die Fertigung zu starten. J B I |

Blechspezifische Funktionen, Assem-bly Modelling, verschiedenste Auto-matismen wie Biegesimulation, Ab-wicklung und Erstellung sämtlicher

Fertigungsunterlagen sowie die Berück-sichtigung der unterschiedlichsten Ferti-gungstechnologien sind nur einige Fea-tures des CAD-Systems HiCAD.

Sie sollen dafür sorgen, dass Hersteller ihre Produkte schneller und kostengünsti-ger, aber dennoch in optimaler Qualität auf den Markt bringen können – ob Halbzeug oder komplexer Zusammenbau, ob dünn-wandige Bleche oder Bleche mit einer Di-cke von 40 Millimetern und mehr.

Zudem unterstützt ISD auch die Integra-tion anderer in der Prozesskette eingesetz-ter Anwendungssysteme, insbesondere die Kopplung mit Produktionssystemen wie ERP und PPS. Auf diese Weise soll das Un-ternehmenswissen optimal genutzt wer-den. Doppeleingaben entfallen ebenso wie Fehlerquellen.

Neues fürs BlechHiCAD 2013 enthält zahlreiche Weiterent-wicklungen für die Blechbearbeitung. Bei-spielsweise die automatische Erzeugung von Verbindungsblechen zwischen zwei Kantenzügen, die Umwandlung mehre-

rer 3D-Solids in Bleche mit einem Arbeits-schritt, der automatische DXF-Export und die Einstellung für die Position des Biege-winkel-Textes zur verbesserten Abstim-mung mit der CAM-Software.

Spezialversion für ZuliefererMit Unfold bietet ISD eine Spezialversion für Blechzulieferer an. Anwender können 2D- und 3D-Daten – beispielsweise DXF oder Step – importieren und daraus au-tomatisch die Abwicklung erzeugen. Der 2D-Zuschnitt wird automatisch als DXF-File gespeichert und kann so in einem kompa-tiblen Datei-Format unmittelbar an die Fer-tigung weitergeleitet werden.

Mit der neuen Version von HiCAD fließen auch Erweiterungen und Neuentwicklun-gen in Unfold ein.

Dazu gehören die Bestimmung der Schneidezeiten eines Blechteils, wobei das System verschiedene Eigenschaften der Maschine und des Materials wie die Blech-dicke berücksichtigt. Diese Berechnun-gen funktionieren für unterschiedlichste Schneidetechnologien mittels Laser, Plas-ma, Gas und Wasserstrahl. Eine automati-sche Bestimmung des Materialbedarfs er-gänzt das Kalkulationstool. Mittels einer Rechteckschachtelung werden einzelne

D U R C h g Ä N g I g E l ö S U N g F ü R D I E P R o Z E S S K E t t E D E R B l E C h B E A R B E I t U N g

Von der Idee zum BauteilAuf der Blechexpo in Stuttgart Anfang November hat die ISD Group eine neue Version ihrer CAD-Lösung HiCAD vorgestellt.

Sie soll für noch mehr Produktivität in der Blechbearbeitung sorgen.


Die Spezialversion HiCAD Unfold für Blechzulieferer im Einsatz bei Vermeer Techniek NL. Bild: Vermeer Techniek NL

ISD möchte mit HiCAD die komplette Prozesskette der Blechbearbeitung abdecken. Bild: ISD



Das britische Unternehmen Ansi-ni verfügt über fundierte Fach-kenntnisse in den Bereichen Pro-jektmanagement, Werkzeugbau,

thermoplastische Formgebungsverfahren, CNC-Beschnittfräsen, Produktentwicklung, Testverfahren und Montage. Das Angebots-portfolio umfasst auch ein breites Spektrum an Zusatzleistungen wie CNC-Außenkon-turfräsen, Ultraschallschweißen, Leder- und Materialschnitt. Ansini liefert alles vom ein-zelnen Formteil über zugeschnittene Kom-ponenten bis zu komplexen montierten Pro-dukten – fachgerecht verpackt und fertig zur weltweiten Auslieferung.

Konstruktion und NC-Programmierung mit tebisFür Konstruktion und NC-Programmierung setzt Ansini die CAD/CAM-Lösungen von Tebis ein. Jason Brickles kennt die Prozess-kette genau. Er ist nicht nur technischer Leiter der Konstruktionsabteilung, sondern auch zuständig für die Schulung der Ma-schinenbediener sowie für Fertigungsmittel und Aufspannvorrichtung. Außerdem trägt er die Hauptverantwortung dafür, dass die fünfachsige Maka-Fräsmaschine möglichst gut ausgelastet ist und die NC-Programme problemlos durchlaufen.

Brickles stützte sich vor dem Einsatz von Tebis mit seinem Team genauso wie vie-le andere aus der Branche in erster Linie auf das Teach-in-Verfahren. Jedes Produkt durchlief dabei mehrere änderungsschlei-fen. Brickles hierzu: „Damals wussten wir es noch nicht besser und glaubten, dass wir mit unseren Verfahren ziemlich effizient waren. Aber die Vorteile, die uns der Ein-satz des Tebis-Systems bietet, haben un-sere Erwartungen weit übertroffen. In be-stimmten Fällen erwies sich die Fertigung von Komponenten mit Tebis als 75 Prozent schneller als mit herkömmlichen Verfahren. Produkte, die aus mehreren Einzelteilen zu-

sammengesetzt sind, passen jetzt gleich beim ersten Mal perfekt zusammen, da wir die kundeneigenen CAD-Daten nutzen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass wir die Maschinen nicht mehr anhalten müssen, wenn wir sie programmieren.“

Brickles ergänzt: „Früher haben wir im-mer die Genauigkeit des Endprodukts in Frage gestellt, vor allem, wenn es sich um eine sehr komplexe Komponente handelte. Wir mussten vieles ausprobieren und korri-gieren, bis wir ein perfektes NC-Programm erzielten. Dadurch wurde manchmal ziem-lich viel Ausschuss produziert. Wir schick-ten dem Kunden immer erst ein Produkt zur Prüfung und warteten auf seine Genehmi-gung, bevor wir weitermachen konnten. Es hat manchmal eine Woche gedauert, bis das Produkt zusammen mit den angeforderten änderungen zurückgekommen ist. Dadurch kamen wir häufig in Bedrängnis mit den Lie-ferterminen. Seit wir Tebis einsetzen, gehö-ren alle diese Probleme der Vergangenheit an. Jetzt übernehmen wir einfach die CAD-Daten von unseren Kunden, erzeugen mit dem Tebis-Assistenten die Vakuum-Spann-vorrichtung und bestimmen die Bauteillage eindeutig. So entsteht gleich beim ersten Mal ein makelloser Werkzeugweg. Wir vertrauen auf unser Endprodukt. Unsere Kunden teilen dieses Vertrauen. Der Einsatz von Tebis hat den ganzen Prozess einfacher, schneller, kos-tengünstiger und präziser gemacht. Und da wir für die Qualität unserer Arbeit bekannt sind, erhalten wir Aufträge von großen Tier-1-OEM-Anbietern. Diese Kunden wären frü-her nicht auf uns zugekommen.“

Ein Blick in die ZukunftAuch der Geschäftsführer von Ansini, Nick Mills, ist begeistert von den Vorteilen, die der Einsatz von Tebis für das Unternehmen gebracht hat. Gespannt blickt er auf die neu-esten Entwicklungen des Software-Hauses: „Wir denken, dass wir unsere Prozesse mit

Tebis noch weiter verbessern werden. Die erweiterte Flächenkonstruktion beispiels-weise hält einige Features parat, mit der wir unsere Werkzeuge noch einfacher konstru-ieren können. Ich denke hier unter anderem an die Funktion zum automatischen Füllen von Löchern. Auch der 3-zu-5-Achsen-Kon-verter, mit dem sich automatisch kollisions-freie 5-achsige Werkzeugwege erzeugen lassen, ist für uns sehr interessant.“

Erfrischende ZusammenarbeitAls „wirklich erfrischende Erfahrung“ be-zeichnet Mills die Zusammenarbeit mit Tebis: „Es gab keine aggressiven Verkaufs-strategien und kein Drängen auf den Kaufabschluss. Die Mitarbeiter von Tebis gingen bei ihrem ersten Besuch sehr gründ-lich vor und nahmen sich die Zeit, sich unser Unternehmen und unsere Prozesse genau anzusehen, bevor sie uns die dafür passende Softwarelösung zeigten. Die Installation ver-lief erfreulich problemlos, und der Support und das Verhältnis zu unseren Ansprech-partnern sind ausgezeichnet.“ R T |

t E B I S I M E I N S A t Z B E I A N S I N I

Alles aus einer handWer einen kompetenten Partner sucht, der von der Projektplanung bis hin zum versandfertigen Produkt alles aus einer

Hand liefert, ist bei Ansini aus Mansfield in der englischen Grafschaft Nottinghamshire genau richtig. Bereits seit seiner

Gründung im Jahre 1992 bietet der Formenbauer individuelle Gesamtlösungen für alle Anforderungen.

VoN ANDREAS StoCKMANN

Jason Brickles, leitender Ingenieur bei Ansini.

Vom Tiefziehwerkzeug bis zum fertigen Endpro-dukt: Die Fertigung mit Tebis brachte gegenüber herkömmlichen Metho-den eine Zeitersparnis von 75 Prozent. Bilder: Tebis


durch diffuse Beleuchtungsaufbauten, die ebenfalls keine Struktur im Bild hinterlassen.

Nicht nur die Lichtverteilung, sondern auch die Richtung ist wichtig. Eine Beleuch-tung gegen die Blickrichtung der Kamera wird als „Durch-Licht“ bezeichnet. Strahlt das Licht mit der Blickrichtung der Kamera, so spricht der Fachmann von „Auf-Licht“.

Durch das Beleuchten parallel zur opti-schen Achse erhält der Anwender „Hellfeld-bilder“, Strahlen schräg zur optischen Ach-se ergeben Bilder im „Dunkelfeld“. Das sind wenige einer Vielzahl Möglichkeiten, wie Licht das Objekt in Szene setzt.

Zudem lassen sich auch Farben nutzen, um wichtige Details hervorzuheben oder um mit Komplementärfarben Details ver-schwinden zu lassen. Umfangreich auch die Möglichkeiten, die strukturiertes Licht bietet. Weit verbreitet sind Linien- oder Streifenpro-jektionen für die 3D-Datenerfassung.

Das richtige objektivDas passende Objektiv findet der Anwen-der in den zahlreichen Objektivbaureihen unterschiedlicher Hersteller für Fotografie und Technik. Beispielsweise eines aus dem sogenannten 35-Millimeter-Markt, also der klassischen Kleinbildfotografie.

Diese Objektive sind darauf ausgelegt, eine hohe Auflösung zu bringen und den Bildkreis des Formats 36 mal 24 Millimeter abzubilden. Meist sind sie jedoch auf die Bildmitte hin optimiert. Setzt man diese Ob-jektive aber für kleinere Formate ein – wie beispielsweise 2/3-Zoll-Sensoren – so be-kommt man im kompletten Bildkreis eine hohe Qualität. Die Abmessungen solcher Objektive sind jedoch relativ groß.

Auch gilt, dass sich nicht alle Grenzen selbst mit bester Objektivbaukunst über-winden lassen. Das Beispiel schlechthin ist der natürliche Randabfall bei Weitwinkel-Objektiven. Solche bauartbedingten Ef-fekte lassen sich nur mit Software korrigie-

Pixelgröße, Bildkreisdurchmesser, Lini-enpaare, Objektiv-Anschluss, Abbil-dungsmaßstab, Objektentfernung, Telezentrie, Verzeichnung, Blenden-

stufen, Mikrolinsen, Shading oder unter-schiedliche Beleuchtungsmethoden – dies alles sind Elemente und Parameter, die die finale Qualität einer Bildverarbeitungslö-sung bestimmen.

Auf der anderen Seite stellen die Anwen-der vielschichtige Anforderungen an die Qualitätssicherung mit Bildverarbeitung. Auch diese müssen in die Auswahl und Kombination von Optik, Kamera und Be-leuchtung einfließen.

Vom Photon zum BildeWesentliche Aufgabe bei Qualitätssiche-rungsanwendungen ist, die Informatio-nen, die im Prüfobjekt stecken, möglichst originalgetreu in den Speicher eines Rech-ners zu bekommen. Dabei ist zu beachten, was das Photon als Teilchen/Welle auf sei-nem Weg in eine Kamera erlebt: Am Ob-jektiv wird es mehrfach gebeugt und trifft schließlich auf den Bildsensor. Dieser fängt das Photon ein und wandelt seine Energie um in elektrischen Strom. Ein A/D-Wandler übersetzt diese in digitale Signale.

Zu bedenken ist also, dass Bilder durch Licht transportiert werden. Anhand von des-sen Wellenlänge lässt sich schon eine grobe

Abschätzung treffen. Wie der deutsche Phy-siker Ernst Karl Abbe lehrte, gibt die Blende eines Objektivs eine Abbildungsgrenze vor – selbst bei einem idealen Objektiv.

Rund 0,5 Mikrometer beträgt die Wellen-länge λ von grünem Licht. Setzen wir noch die Blendenzahl B auf 4, so errechnet sich die Auflösungsgrenze D nach der Formel

zu So groß darf also der Durchmesser D des

kleinsten grünen Punktes sein. F ist dabei eine Konstante. Nun muss natürlich diese ideale Auflösung auch durch das Objektiv gebracht und gleichmäßig auf eine Bildebe-ne verteilt werden. Das sind die Herausfor-derungen an die Objektivbauer und damit vom Anwender nicht direkt zu beeinflussen.

Wichtig ist aber nicht nur der Weg des Lichts zum Bildsensor, sondern auch der Weg von der Lichtquelle zum betrachteten Objekt.

Meist denkt der Projektingenieur zuerst an eine homogene, unstrukturierte Beleuch-tung. Er weiß, dadurch wird das Objekt am wenigsten verfälscht. Das Prinzip hinter solch einer Beleuchtung nennt sich die „Leuchte im Unendlichen“, wobei das Bild der Leuch-te dann in der Blendenebene des Objektivs liegt und damit im Bild nicht sichtbar ist. Bei natürlicher indirekter Beleuchtung durch die Sonne ist dies quasi immer gegeben. An-genähert wird diese Beleuchtungssituation

D E R W E g D E S l I C h t S U N D D E R I N F o R M A t I o N E N I N D E R B I l D V E R A R B E I t U N g

Das Photon auf der WelleDie Bildqualität ist einer der wesentlichen Faktoren bei der Bildanalyse. Erst der optimale Transport der Information ermög-

licht eine gute Abbildung der Realität. Nicht allein die Kamera gibt den Ausschlag, auch das perfekt dazu passende Objektiv

und die richtige Beleuchtung spielen eine Rolle. Experten sind gefragt. VoN DR. gERt FERRANo

030 | AUtoMAtISIERUNg | Bildverarbeitung

Eine Bildverarbeitungslösung besteht aus vielen Komponenten, die sich in zahlloser Kombination einsetzen lassen.

Bildverarbeitung | AUtoMAtISIERUNg | 031

ren. Der Anbieter SVS-Vistek beispielsweise berücksichtigt diese Erkenntnis in einem Gesamtkonzept, das sich mit der „Formel“ „Optik+Kamera+Software“ wiedergeben lässt. In die Kamera-Software integrierte Shading- oder Flatfield-Korrekturen wirken störenden Effekten entgegen.

Ein Objektiv muss trotz aller Korrektu-ren sehr bewusst eingesetzt werden. Bei-spielsweise mit Blick auf die Schärfentiefe. Um eine möglichst große Schärfentiefe zu erreichen, wählt der Experte eine kleine Öffnung beziehungsweise eine hohe Blen-denzahl B . Das geht aber nur bis zu einem gewissen Grad gut, denn wieder kommt die Physik in die Quere.

Bei Blende 4 hatten wir noch eine Auflö-sung von 5 Mikrometer. Bei Blende 32 sind es schon 40 Mikrometer, was bereits eine recht grobe Auflösung ist. Und zur Erinne-rung bedeutet eine hohe Blendenzahl eine kleine Öffnung und damit weniger Photo-nen pro Zeit auf dem Sensor.

Klappe 3: Die AufzeichnungNun ist die Kamera an der Reihe. Photo-nen treffen auf den Sensor und ihre Energie setzt in den rasterförmig angeordneten Pi-xeln Elektronen frei. Wie viele Elektronen frei werden, bestimmt neben der Lichtenergie das Halbleitermaterial des Sensors.

Dann setzt das Know-how des Kamera-hersteller an, dessen Augenmerk darauf liegt, die Elektronen möglichst störungsfrei zu transportieren und die analogen Span-nungswerte verzerrungsfrei zu verstärken.

Denn sehr wichtig für die Qualität einer Kamera ist Dynamik. Der Dynamikbereich gibt an, welchen Helligkeitskontrast eine Ka-mera darstellen kann. Also wie hell und dun-kel die Lichtsituation gleichzeitig sein darf. Zu bedenken ist, dass Licht Kontraste von 1:100.000 und mehr produzieren kann. Das abzubilden, davon ist die Technik noch weit entfernt. Selbst moderne CCD- oder CMOS-Sensoren schaffen solche Werte nicht.

In der Messtechnik interessiert aber vor allem das Signal und seine Auswertbarkeit. Also das kleinste Nutzsignal, das größer ist als das Rauschen, und das höchste Nutz-signal. Den Quotienten nennen die Exper-ten das Signal-Rausch-Verhältnis (Signal-to-Noise Ratio, SNR). Das Nutzsignal sollte sich deutlich vom Hintergrundrauschen abhe-ben. Das SNR muss also hinreichend groß sein. Ein kleines SNR kann zu Fehlern bei der digitalen Übertragung führen.

Die Größe der Pixel ist eine weitere es-senzielle Eigenschaft eines Sensor bezie-

hungsweise der Kamera. Sie bestimmt den hellsten zulässigen Lichtwert, denn, bildlich gesprochen, passen in ein größeres Gefäß auch mehr Elektronen. Und auch die obigen Überlegungen zum Licht schwingen mit.

Wir sprachen über die Auflösungsgrenze D von 5 Mikrometern von grünem Licht bei Blende 4. Nach Harry Nyquist, einem US-amerikanischen Physiker, sollten Pixel rund halb so groß sein wie dieser Wert. Bei grü-nem Licht und Blende 4 sind also Pixelgrö-ßen zwischen 2,5 und 5 Mikrometern noch sinnvoll.

Norm für Industrie-KamerasZiel der Arbeitsgruppe 1288 im EMVA (dem Europäischen Bildverarbeitungsverband) ist es, Faktoren wie Sättigungskapazität, Dy-namik oder SNR auf einheitliche Weise zu messen und verständlich zu machen. In der Norm EMVA 1288 ist festgelegt, wie die Prü-fungen von Kameraherstellern zu erfolgen haben, damit die Daten vergleichbar sind. Der Anwender muss das Innere der Kamera also nicht unbedingt kennen.

Bei der Entwicklung von Kameras stellen sich noch weitere Fragen: welcher Sensor – CCD oder CMOS – ist der bessere für die konkrete Anwendung? Welche Transferme-thode ist sinnvoll: Interline, Frame oder Full Frame? Welche Schnittstellen sind optimal geeignet: CameraLink, CoaXPress, Gigabit-Ethernet oder USB (2.0 oder 3.0)?

Dann folgen noch weitere Eigenschaf-ten einer Industriekamera wie Betriebsar-ten, I/O-Technik, das Anschlusskonzept, der Umgang mit Beleuchtungssteuerungen. Immer wichtiger ist auch die Schutzklasse und welchen Umgebungsbedingungen die Kamera standhalten muss.

Es zeigt sich also, dass Bildverarbeitungs-lösungen komplex sind, dem Trend hin zu Standardkomponenten zum Trotz. Exper-ten jedoch optimieren den Entwicklungs-prozess und finden gemeinsam mit dem Anwender die richtige Strategie, die zum gewünschten Bild führt. J B I |

Dr. Gert Ferrano arbeitet im OEM-Integration- Support bei SVS-Vistek in Seefeld.

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SVS-Vistek ist ein Kameraher-steller, der sich auch mit den Bildverarbei-tungslösungen im Ganzen be-fasst. Bilder: SVS-Vistek


chensatzes. So können beispielsweise die Schriftarten OCR-A, OCR-B und Semifont M13, aber auch über Polyfont-Einstellung die Schriftarten Arial oder Helvetica zuver-lässig gelesen werden. Ein flexibles Lesen und Wechseln zwischen verschiedenen Schriftarten lässt sich bereits ohne aufwän-diges Einlernen mit dem Polyfont-Zeichen-satz realisieren.

Die Texterkennung mit der neuen Variante Text-Genius Plus kann durch Training jeder-zeit den vorhandenen Zeichensätzen weite-re Zeichen und Zeichensätze hinzufügen.

Die Erweiterung eines Zeichensatzes wird benötigt, um nicht enthaltene Zeichen, bei-spielsweise Sonderzeichen, zu erkennen. Außerdem können mehrere Ausprägungen pro Zeichen hinterlegt werden. Dies kann erforderlich sein, wenn etwa das Druckbild eines Zeichens verzerrt oder verformt ist, da die Oberfläche, auf die es aufgebracht wird, variiert, uneben oder gewölbt ist, wie zum Beispiel bei dem Mindesthaltbarkeitsdatum auf dem nach innen gewölbten Boden von Getränkedosen oder den rauen Deckeln von Yoghurtbechern. Zudem erzeugen auch die unterschiedlichen Druckverfahren wie Laser, Tintendruck, Ritzen oder Nadeln verschiedene Druckbilder eines Zeichens. Die Lesesicherheit lässt sich durch Trainie-ren der Varianten deutlich erhöhen.

Besonders komfortabel ist, dass das Sys-tem auch im laufendem Betrieb lernen

Die maschinenlesbare direkte Kenn-zeichnung von Produkten oder Produktteilen – auch bekannt als Direct Part Marking – ist eine seit

langem bewährte Schlüsseltechnologie für die durchgängige Rückverfolgbarkeit von Produkten. Die Markierungen lassen sich durch Drucken, Lasern, Stanzen, Bohren oder Nadeln aufbringen.

Als Codierverfahren kommen neben gängigen 1D-Codes beziehungswei-se Barcodes verschiedene Varianten von 2D-Codes wie beispielsweise Data Matrix Codes (DMC) zum Einsatz.

Darüber hinaus werden häufig Klar-textmarkierungen im Bereich optischer Kennzeichnungen parallel zum maschi-nenlesbaren Code angewendet. Ziel der Klartextmarkierung ist, dem Anwender auch ohne Lesegerät den Inhalt der Kenn-zeichnung zugänglich zu machen und pa-

rallel die Schnelligkeit und Lesesicherheit der maschinenlesbaren Ken-nung in der Automatisie-rung zu nutzen.

Mit dem Code-Lesesys-tem Simatic MV440 bietet Siemens eine Gerätereihe für den industriellen Ein-satz, die hohe Lesesicher-heit und -geschwindig-keit für kontrastreiche wie auch kontrastarme Markie-rungen bei Lesedis tanzen im Nah- bis Fernbereich von etwa 70 Millimeter bis 3 Meter erreicht.

Die Software-Lizenzen Text-Genius und Text-Genius Plus erweitern die Fähigkeiten des Codele-sers MV440 um das Lesen von Klartext.

Ob für die Erfassung und Prüfung der Typkennzeichnungen von Leiterplatten, Seriennummern von Bauteilen oder Verfallsdaten auf Lebensmittel- oder Medikamentenverpackungen – die Szenari-en für das Klartextlesen parallel zum Codele-sen im industriellen Umfeld sind vielseitig.

Klartextlesen im industriellen UmfeldDie Siemens-Codeleser mit den Software-Erweiterungen erkennen in Highspeed-Ap-plikationen 1D-/2D-Codes und Klartext mit bis zu 1.000 Lesungen pro Minute.

Dabei können die Geräte verschie-denste Schriftarten und -zeichen sowie unterschiedliche Druckbilder aufgrund verschiedener Oberflächen und Markier-möglichkeiten erkennen.

Mit der Software-Lizenz Text-Genius bie-tet Siemens die einfache Texterkennung ohne individuelles Training für die meis-ten Schriftarten und Zeichen des ASCII-Zei-

K l A R S C h R I F t E R K E N N U N g V E R B E S S E R t R ü C K V E R F o l g B A R K E I t U N D t R A N S P A R E N Z

Klar gekennzeichnetOb Produktionsnummern in der Automobil- und Elektroindustrie, Seriennummern in der Pharmaindustrie oder Mindest-

haltbarkeitsdaten in der Nahrungsmittelindustrie – die maschinelle Klartexterkennung hat sich in vielen Branchen etabliert.

Ein zuverlässiges und performantes Code-Lesesystem ist gefragt, das sich in vorhandene Systemlandschaften integriert.

VoN SIMoNE KlAUMüNZER

032 | AUtoMAtISIERUNg | Bildverarbeitung

Ein Lesegerät, das beides kann: Text und Codes lesen. Bilder: Siemens

Klartext und Codes in einem Schritt lesen.


Bildverarbeitung | AUtoMAtISIERUNg | 033

kann. Dazu sammelt das Code-Lesesystem nicht erkannte Zeichen und unterbreitet dem Anwender Vorschläge.

Das Lesegerät lässt bis zu fünf Anwen-der-Fonts zu. Die Zeichensätze der Text-Genius-Lizenz stehen hierbei als Basis für die Texterkennung mit Text-Genius Plus zur Verfügung und können beliebig erweitert werden.

Die automatische Textlokalisierung ohne die Verwendung von vordefinierten Berei-chen ermöglicht die Erfassung auch von abweichenden Textpositionen. Selbst ge-spiegelte, gedrehte oder invertierte Texte können gelesen werden.

Einfache InbetriebnahmeDie Lizenzen liefert Siemens auf einem USB-Stick aus, die sich über den Simatic Au-tomation Licence Manager auf das Code-Lesesystem MV440 spielen lassen.

Um die verschiedenen Herausforderun-gen wie Lesedistanz, richtige Größe des Bild-feldes, Beleuchtungsverhältnisse und Kont-rast zu lösen, stehen die Code-Leser MV440 in verschiedenen Auflösungen (640 x 480, 1024 x 768 Pixel oder 1.600 x 1.200 Bildpunk-te) zur Verfügung und lassen sich mit inte-grierten oder externen Ringleuchten sowie unterschiedlichen Objektiven ausstatten. Um die Lesesicherheit zu maximieren, steht für die laufende Überprüfung der Markier-qualität der aufgebrachten Codes die Soft-ware-Lizenz Veri-Genius zur Verfügung.

Über die webbasierte Bedienoberflä-che können die Code-Lesesysteme an je-dem beliebigen PC mit Internetbrowser einschließlich Java Runtime Environment benutzerfreundlich eingerichtet und in Be-trieb genommen werden.

Für die Integration in das Automatisie-rungs- oder IT-System verfügen die Geräte über die Schnittstellen Profinet, Industrial Ethernet, RS232 und RS422. Da rüber hinaus

bietet Siemens für die Anbindung an weite-re Feldbusse wie Pro-fibus verschiedene Kommunikationsmo-dule an.

Die S7-Software-Integration in STEP 7 beziehungsweise in das TIA-Portal kann einfach und komfor-tabel über vorgefer-tigte Funktionsbau-steine gelöst werden.

transparenz auf allen Ebenen Produktivität und Qualität bei Senkung von Kosten und Zeit sind entscheidende He-rausforderungen eines Unternehmens, um die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu stei-gern. Gleichzeitig spielt Flexibilität in der Produktion eine zentrale Rolle, um gezielt auf die individuellen Anforderungen der Kunden eingehen zu können.

Zudem sind Unternehmen aus verschie-denen Branchen wie der Nahrungs- und Genussmittel- oder der Pharmaindustrie verpflichtet, gesetzliche Auflagen zur erfül-len, die eine genaue Rückverfolgbarkeit ihrer Produkte vor-schreiben.

Daraus resultieren zahlreiche Anforde-rungen an die Anla-gen und Maschinen in der Fertigung und an die Prozesse in der Intralogistik und den Zuliefererketten.

Industrielle Iden-tifikationssysteme können hier als ent-scheidender Unter-nehmensfaktor ins Spiel kommen. Die eindeutige Identifi-kation mit 1D-/2D-Codes und Klartext stellt die lückenlo-se Transparenz und R ü c k v e r f o l g b a r -keit von Produkten und Komponenten im gesamten Her-stellungs-, Beschaf-fungs- oder Versand-prozess sicher. So lassen sich Rückver-

folgung, Produktionssteuerung, Asset Ma-nagement und Supply Chain Management nachhaltig optimieren. J B I |

Diplom-Betriebswirtin Simone Klaumünzer ist ver-antwortlich für das Product Business Development Sensors and Communication der Division Industry Automation der Siemens AG in Nürnberg.

Bedienoberfläche für das Einrichten von OCR (Optical Character Recognition).

Mit passendem Zubehör lässt sich das Codelesen einfach integrieren und in Betrieb nehmen.

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Die Schaltanlagen kommen unter anderem in den Branchen Chemie, Glas, Automobil- und Maschinenbau zum Einsatz. Das erst 2004 gegründete Unternehmen wickelt überwiegend kleinere Projekte ab, bei de-nen die Schaltanlage in ein bis drei Schalt-schränken Platz findet.

Die Frage für den Mittelständler war, ob sich auch bei den überwiegend kleineren Projekten, eine Investition in Software und Maschinen lohnt, die für ein durchgängi-ges Engineering notwendig sind. Während der diesjährigen Hannover Messe hat sich GWG umfassend informiert und ohne zu zögern umfangreiche Investitionen getä-tigt. „Auf der Hannover Messe waren wir bei Rittal vom Perforex-Bearbeitungszentrum so überzeugt, dass wir uns bereits während der Messe zum Kauf einer solchen Maschi-ne entschieden haben“, sagt Wilfried Paß-mann, einer der beiden Geschäftsführer von GWG.

Mit den Perforex-Maschinen des Unter-nehmens Kiesling Maschinentechnik, das wie Eplan und Rittal zur Friedhelm Loh Group gehört, lassen sich Montageplatten sowie Türen und andere Schaltschranktei-le automatisiert bearbeiten. Dabei sind alle im Schaltanlagenbau üblichen Materialien wie Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer und Kunststoff einsetzbar.

Automatisch zur Montageplatte Das Perforex-Bearbeitungszentrum bringt in die Montageplatte eines Schaltschranks Bohrungen und Gewinde für Kabelkanäle, Hutschienen und elektrotechnische Kom-ponenten ein. Auch fräst es Ausbrüche in Türen, Seitenwände oder das Dach des Schaltschranks, um Filterlüfter oder Kli-mageräte einzubauen.

„Bevor wir die Perforex gekauft haben“, kommentiert Paßmann, habe ein Mitarbei-ter die Montageplatten manuell bearbeitet. Dazu musste ausgemessen, angezeichnet, gekörnt und gebohrt werden, bevor der Mitarbeiter das Gewinde manuell schnei-den konnte.

Der Zeitbedarf für diese Schritte war je nach Komplexität der Montageplatte min-destens dreimal höher als bei der automati-sierten Bearbeitung. Nach der Programmie-rung des Bearbeitungszentrums benötigt die Perforex etwa 15 bis 20 Minuten, um die Montageplatte komplett zu bearbeiten.

„Besonders groß ist die Zeitersparnis, wenn mehrere identische Montageplat-ten benötigt werden“, erklärt Paßmann, „da wir dann das einmal erstellte Programm für

Ohne Energieverteilung und Auto-matisierungstechnik kann heute kaum eine industrielle Anwen-dung funktionieren. Den Schalt-

schränken kommt als Gehäuse für die Komponenten eine zentrale Bedeutung zu – oftmals werden sie daher auch als Rück-grat der Anwendung bezeichnet.

Der Entstehungsprozess einer Nieder-spannungsschaltanlage von der Elektro-planung über die Fertigung bis hin zur Inbetriebnahme ist ein komplexer und zeit-aufwendiger Engineering-Prozess.

Die Basis bilden Anforderungen, anhand derer zu Beginn eine Elektroplanung erstellt

wird. Diese dient als Grundlage für nachfol-gende Produktionsschritte bis hin zur Inbe-triebnahme. Um diesen Engineering-Pro-zess möglichst effizient zu gestalten, ist eine durchgängige Datenhaltung entlang der ge-samten Wertschöpfungskette notwendig.

Durchgängiges EngineeringAuf solch ein durchgängiges Engineering setzt auch GWG Industrietechnik in Glad-beck. Der mittelständische Schaltanlagen-bauer bietet Schaltanlagen, Steuerungen und Komplettlösungen. Er deckt dabei die Prozesskette von der Planung über die Fer-tigung bis zur Inbetriebnahme ab.

D U R C h g Ä N g I g E S K o N Z E P t F ü R D E N S C h A l t S C h R A N K B A U

Automatisiert ab losgröße einsDurchgängiges Engineering macht eine automatisierte Fertigung auch kleiner

Losgrößen für Bereiche interessant, in denen bislang überwiegend manuelle

Arbeitsschritte üblich waren. Beispielsweise beim Schaltanlagenbauer GWG

Industrietechnik, der dabei auf Lösungen aus dem Unternehmensverbund

Rittal, Eplan und Kiesling setzt. VoN DR. jöRg lANtZSCh UND hANS-RoBERt KoCh

034 | AUtoMAtISIERUNg | Integrierte Engineering- und Fertigungskonzepte

Durch automatischen Werkzeugwechsel kann die Perforex bohren, fräsen und gewindeschneiden. Bilder: Rittal


Integrierte Engineering- und Fertigungskonzepte | AUtoMAtISIERUNg | 035

die Maschine mehrfach verwenden kön-nen. Aber auch bei Losgröße eins ist die Effizienzsteigerung schon groß.“ Die Pro-grammierung der Perforex kann von ver-schiedenen Arbeitsplätzen innerhalb des PC-Netzwerks des Unternehmens erfolgen.

Von Vorteil ist die automatisierte Ferti-gung dann, wenn sich die Daten aus der Planung zur Programmierung des Bearbei-tungszentrums weiterverwenden lassen. Für die Elektroplanung setzt GWG überwiegend Eplan Electric P8 ein. Diese Software bietet dem Planer umfangreiche Möglichkeiten, die nicht bei der Projektierung enden.

Sie stellt auf Basis der Planung Daten für die nachfolgenden Prozesse zur Verfügung. Diese erlauben nicht nur eine umfassende Dokumentation der Elektroplanung, son-dern stehen auch in weiteren Schritten des Engineerings zur Verfügung.

So kann der Elektroplaner beispielsweise im Anschluss an die Projektierung in Eplan Pro Panel einen virtuellen 3D-Prototypen seines Schaltschranks bauen.

„Um diese Möglichkeiten zu nutzen, ha-ben wir in Hannover auch gleich die ent-sprechenden Lizenzen von Eplan Pro Panel bestellt“, erklärt Paßmann.

In Eplan Pro Panel platziert der Planer alle Komponenten, Betriebsmittel und das not-wendige Zubehör direkt im virtuellen Pro-totypen. Die aktuellen Komponentendaten erhält er aus dem Eplan Data Portal – ein webbasiertes Portal, das dem Anwender Komponentendaten zahlreicher Hersteller bereitstellt. Aktuell sind mehr als 340.000 Komponenten verfügbar.

Diese Komponentenda-ten enthalten neben Be-stellinformationen und technischen Details der Komponenten auch gra-fische und logische As-pekte für die Projektie-rung. Der Anwender spart dadurch Zeit und stellt zudem sicher, dass er standardisierte und stets aktuelle Daten verwen-det. Die Software generiert automatisch die Informationen zu Befestigungsbohrungen, Bohrungsgewinden oder Durchbrüchen.

Aus einer handDiese Daten stehen anschließend zur Verfü-gung, um damit das Bearbeitungszentrum direkt zu programmieren. Dadurch ist eine zusätzliche Effizienzsteigerung realisierbar.

Bei der Schaltschrank- und Gehäuse-technik verwendet GWG überwiegend Pro-dukte von Rittal. „Nur wenn ein Kunde ex-plizit Produkte eines anderen Herstellers wünscht, weichen wir davon ab“, erläutert Paßmann. Hauptgrund für dieses Vorgehen

sei das umfassende Produktspektrum, das in dieser Art einmalig sei.

Von Gehäusen und Schaltschränken über Stromverteilungskomponenten bis hin zu Klimatisierungslösungen kann alles aus ei-ner Hand bezogen werden. Außerdem pas-sen sämtliche Systeme und Lösungen von Eplan, Rittal und Kiesling zusammen, so dass ein durchgängiges Engineering von der Pla-nung bis zur Fertigung realisierbar ist. J B I |

Hans-Robert Koch ist Leiter Fachpressearbeit bei Rittal in Herborn. Dr. Jörg Lantzsch ist Fachjournalist aus Wiesbaden.

NEUER PC-SCHRANK ZUR SPS IPC DRIVES

Rittal zeigt auf der SPS IPC Drives, wie wandelbar der Schaltschrank SE 8 ist und wandelt diesen sogleich zum PC-Schranksystem. Es entsteht so ein robuster IT-Arbeitsplatz für den In-dustriealltag, der Schutz für sensible Hardware wie PC, Monitor und Drucker bietet.Der neue PC-Schrank von Rittal schützt mit umlaufenden Stahlblechkorpus, bei dem Seitenwände und Dach aus einem Stück Stahlblech gefertigt sind, besser gegen Zugriff, Staubablagerung und Strahlwasser. Wahlweise auch in Edelstahl erhältlich, erfüllt der PC-Schrank die Schutzart IP 55 nach EN 60529, NEMA 12. Die Bearbeitungszentren der Perforex-Serie von Kiesling sorgen für hohe Effizienz und optimale Qualität bei

der Bearbeitung von Montageplatten und Flachteilen.

Das neue Perforex-Bearbeitungszen-trum beschleunigt die Bearbeitung der Montageplatten bei GWG.

Die Elektroplanung in Eplan Electric P8 und Eplan Pro Panel sind die Basis für durch-gängige Daten im Engineering-Prozess.


• spärliche Dokumentation der Verkabelung führt zu ineffizienter Nutzung vorhande-ner Geräteinfrastruktur. Mitunter verblei-ben sogar ungenutzte Geräte in den Gerä-te-Racks, da nicht klar ist, ob diese Geräte noch benötigt werden,

• kontinuierliche Migration auf neue Über-tragungstechnologien und höhere Band-breiten ist nicht möglich.

Standardisierung ist wichtigDas zeigt, wie wichtig eine gut struktu-rierte Verkabelung für den effizienten und zuverlässigen Betrieb eines Rechen-zentrums ist. Dabei spielt die Standar-disierung möglicher Verkabelungsto-pologien für Planung und Betrieb eine entscheidende Rolle.

Planern ermöglicht sie eine einheitliche Vorgehensweise bei der Auslegung von Rechenzentren; Betreibern und Systemin-tegratoren erleichtert sie den Aufbau, den Betrieb und die allfällige Fehlersuche. Her-steller spezifizieren ihre Produkte im Rah-men dieser Vorgaben. Die Standardisie-rung erfolgt innerhalb TIA (Nordamerika; ANSI/TIA-942-A, TIA568.2, TIA 568.3), ISO/IEC 24764 (international) und CENELEC EN 50173-5 (Europa). Die Strukturen sind in etwa gleich und sehen eine hierarchische

Kosten für die Infrastruktur und den Betrieb von Rechenzentren spielen eine wachsende Rolle. Modulare Verkabelungskonzepte tragen we-

sentlich zur Optimierung der „Total Cost of Ownership“ (TCO) von Rechenzentren bei. Hohe Portdichten und eine gut durchstruk-turierte Verkabelung reduzieren den Auf-wand für Planung, Wartung und Betrieb.

Migrationsfähige und skalierbare Lösun-gen, die künftigen Anforderungen mit stei-genden Übertragungsraten gerecht wer-den, sind eine Grundvoraussetzung für die Kapazitätsverfügbarkeit eines Rechenzen-trums. Oft wird jedoch die passive Verka-belung zugunsten aktiver IT-Infrastruktur, Stromversorgungs-, Kühlungs- und Sicher-heitssystemen vernachlässigt.

Das liegt sicher daran, dass die Lebens-dauer und Ausfallsicherheit der aktiven Systeme unmittelbar maßgebend für die Verfügbarkeit eines Rechenzentrums sind, während die Verkabelung keinem Verschleiß und keiner Alterung unterliegt. Sie behält dauerhaft ihre Eigenschaften und Funktio-nen bei – insofern sie nicht abgeändert wird.

änderungen sind in einem Rechenzentrum allerdings eher die Regel als die Ausnahme.

Der mit dem Wandel verbundene Instal-lationsaufwand lässt sich durch „Punkt-zu-Punkt“-Verbindungen zwischen den Ge-räten vermeintlich gering halten, und im Ad-hoc-Verfahren kann spontan auf neue Verbindungsanforderungen reagiert wer-den. Tatsächlich führt dies jedoch zu ernst-haften Konsequenzen:• hohe Wartungskosten, da die Verkabe-

lung schwer oder überhaupt nicht nach-vollziehbar ist,

• höhere Investitionskosten für Erweiterun-gen und Anpassungen durch mangelnde Skalierbarkeit,

• „Installationen, Moves, Adds & Changes“ nicht wirklich planbar, in der Folge er-schwertes Projektmanagement, schlechte Aussteuerung der Installationspartner, hö-here Kosten und Terminverzögerungen,

• hohes Risiko, Kabelverbindungen bei Neu-installation oder Umkonfiguration beste-hender Verbindungen zu unterbrechen, führt zu hoher Fehleranfälligkeit und stark verminderter Zuverlässigkeit (Tierklasse),

• ungenutzte Kabelverbindungen werden nicht erkannt und verbleiben am Ort. Mit-unter blockieren sie wichtige Kabelkanäle und verschlechtern die Gerätekühlung,

S t R U K t U R I E R t F l E X I B E l S t A t t A D h o C I N D I E D A t A C E N t E R - S A C K g A S S E

Richtig verkabeltDatacenter spielen in der Informationsverarbeitung eine zentrale Rolle. Egal ob Banken, Industrie, Medien, Medizin oder

Telekommunikation – sie bilden zentrale Netzwerkknoten für die Verarbeitung, Speicherung und Übertragung essentieller

Information. Dementsprechend hoch sind die Anforderungen an Performance und Zuverlässigkeit der Verkabelung.

VoN hANS-jöRg RothERt

036 | ElEKtRotEChNIK | Kabel & Leitungen

„Sauber“ verlegte Kabel und eine umfassende Dokumentation der Verkabelung sind essentiell für den dauerhaft wirtschaftlichen Betrieb eines Datacenters.

Grafische Rack- und Rechenzentrumsplanung hilft weiter. Bilder: Huber+Suhner

Kabel & Leitungen | ElEKtRotEChNIK | 037

Struktur mit Hauptverteilung, Bereichs- und lokaler Verteilung vor.

Da die Normierung nur prinzipielle Verkabelungs-strukturen erfasst, verbleibt Raum für individuel-le Ausprägungen der Produkte und Lösungen mit Blick auf Handhabung sowie Form und Funktion (siehe Kasten).Nicht nur das Konzept der „strukturier-ten Verkabelung“, sondern auch die einhergehenden Faktoren „Schulung“ und „Dokumentation“ stellen den einwandfreien Betrieb und die Anpassung eines Re-chenzentrums an immer neue Anforderungen sicher.

Schulung und trainingFür die regelmäßige Wartung und den Ausbau ei-nes Rechenzentrums ist es wichtig, die Installateure umfassend zu schulen. Die Vielfalt der eingesetzten Komponenten erfordert ein hohes Maß an Fach-kenntnis, und nur wenn die Funktionsweise und die Handhabung der eingesetzten Produkte bekannt ist, lassen sich Fehler und Zusatzkosten vermeiden.

Wichtig ist zudem die Beherrschung der jeweili-gen Übertragungstechnologie – der Faseroptiken, der Twisted-Pair-Verbindungen oder von koaxialen Verka-belungen. Mit dem Einzug der faseroptischen Über-tragungstechnik wurden beispielsweise Kenntnisse der unterschiedlichen Faser- und Verbindertypen, der Schutz der Verbinder vor Verschmutzung, die allfällige Reinigung und die korrekte Verlegung in den dafür vorgesehenen Kabelkanälen wichtig. Der Wechsel zur parallelen Optik erfordert ein genaues Verständnis der Polaritätsmethoden und der jeweils verwendeten Fa-seraufteilung im Blick auf den Übergang zu 40 Gigabit-Ethernet und später der 100-Gigabit-Variante.

DokumentationFür den Betreiber ist die genaue Kenntnis der im Rechenzentrum verwendeten Geräte und deren Vernetzung von entscheidender Bedeutung. Ohne diese Information lassen sich weder Optimierun-gen und Fehlersuche noch Konfigurationsänderun-gen oder Ausbaumaßnahmen effizient planen und durchführen. Voraussetzung ist zum einen ein ent-sprechendes Tool für das „Data Center Infrastructure Management“, in dem die Infrastruktur abgebildet ist und ständige aktualisiert wird. In der Vergangenheit wurden dafür oft Tabellenkalkulationsprogramme genutzt. Mit steigender Komplexität stoßen deren Möglichkeiten jedoch an Grenzen. Oft entstanden so unterschiedliche, nicht miteinander synchronisierte Versionen ein und desselben Datacenters.

Ein großes Problem beim Übergang zu einem pro-fessionellen System stellt heute in vielen Fällen die Qualität vorhandener Daten dar, während die Daten-übernahme selbst über entsprechende Schnittstellen recht problemlos möglich ist. In einer professionellen Dokumentationslösung lassen sich die verwendeten Komponenten und deren photorealistische Darstel-lung aus einer integrierten Datenbank in einen Gra-fik-Editor laden und dort per Mausklick miteinander

vernetzen. Die Verkabelung aller Komponenten kann so jederzeit im Detail nachvollzogen werden.

Weiterhin lassen sich Flächenpläne erstellen, auf denen die genauen Standorte der Geräte- und Ver-teilerschränke im Datacenter sowie zusätzliche Infor-mationen wie Eigentümer oder Seriennummer er-sichtlich sind. Der Installateur kann so gezielt an den Ort geführt werden, an dem er eine Neu- oder Um-konfiguration vornehmen soll.

Plausibilitätschecks und vordefinierte Regelsätze überprüfen bereits während der Eingabe die Konfi-gurationen auf Widersprüche und helfen dem Nut-zer, interaktiv diese zu beheben. Die zentrale Verar-beitung in einem Dokumentationstool stellt zugleich sicher, dass alle Nutzer den gleichen Informations-stand besitzen und keine Mehrdeutigkeiten auftre-ten können. Auf diese Weise lässt sich ein genaues Abbild der Datacenter-Infrastruktur und ihrer Vernet-zung erstellen, auf deren Basis Umrüstungen und Ausbau geplant werden können. J B I |

Hans-Jörg Rothert ist Marktmanager Datacenter bei Huber+Suhner.

STRUKTURIERTES KONZEPT

Eine strukturierte Verkabelung zeichnet sich durch die folgenden Eigenschaften aus:• Reduktion der Installations- und Umrüstzeiten,• keine Fehlersuche notwendig, „einschalten, tes-

ten, funktioniert“,• schnelle Identifikation von Fehlerursache und

ort; Anchlussports und Verbindungsstrecken einwandfrei etiketiert,

• alle Komponenten leicht zugänglich, ideal nur von Vorderseite; kein umständlicher Ein- und Ausbau; keine Spezialwerkzeuge,

• vollständigen Überblick über installierte Geräte und Vernetzung (Cable Management),

• hohe Port- und Verkabelungsdichte der Faser-optik- und Twisted-Pair-Verteiler,

• minimaler Platzverbrauch an Stellfläche und Schrankkapazität,

• minimierte Kabeldurchmesser für effiziente Nutzung der Kabeltrassen,

• hochwertige Faseroptik und Twisted-Pair-Ver-bindungen vermeiden kostspielige Fehler,

• vorkonfektionierte Lösungen spare Zeit,• Unterstützung durch Lieferanten von der Pla-

nung bis zur Inbetriebnahme und Wartung,• optimierte TCO und schnelles ROI für den Be-

treiber des Rechenzentrums.• serielle Verkettung von Verteilerschränken mit

internen, integrierten Kabeltrassen,• einheitliche Verkabelungskonzepte, egal ob

Neubau oder Um- und Aufrüstung,• modulare Lösungen und variable Bauweise für

kundenspezifische Anforderungen,• Integration von unterschiedlichen Technologi-

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eine Funktionsgarantie übernommen wer-den kann.

Die Ingenieure gehen fast immer gleich vor: Sie testen die Leitungen mit einem 30 bis 50 Prozent kleineren Biegeradius, als im Katalog angegeben. Es werden mindestens 1 bis 10 Millionen Biegewechsel durchge-führt. Zudem überwachen die Ingenieu-re während der Bewegungstests ständig mit eigens entwickelten Messanlagen die elektrische Performance der Leitungen. So kann frühzeitig der Beginn eines Ausfalls detektiert werden.

Bei der anschließenden Untersuchung der Leitung muss diese völlig intakt sein; es dürfen vor allem keine Einzeldrähte ge-brochen sein. Neuentwickelte Typen absol-vieren wesentlich längere Biegewechsel in der Energiekette, bevor eine Freigabe einer neuen chainflex-Serie erfolgt.

400 Millionen Zyklen für AssembléonDas niederländische Unternehmen Assem-bléon hat eine neue Generation vollau-tomatischer Bestückungsautomaten mit integriertem Bildverarbeitungssystem ent-wickelt. Die Automaten sind sowohl auf Klein- als auch Großserien ausgelegt, wobei die SMD-Bestückung per Roboter ein- oder

Zug- und Schubkräfte, Reibwerte, Verschleiß, Antriebskräfte, Biege-kräfte und Abrieb, Schmutz, Witte-rung, Kälte oder Stöße und Schlä-

ge. Unter schwierigsten, in der Regel realen Einsatzbedingungen finden zahlreiche Test-reihen parallel statt.

„Die hoch belastbaren Leitungen und die Kunststoffenergieketten werden da-bei im Technikum Köln so aufeinander ab-gestimmt, dass diese in der Praxis die ge-forderte Betriebssicherheit auf jeden Fall erfüllen“, verdeutlicht Rainer Rössel, Ge-schäftsbereichsleiter chainflex cables beim Kabel- und Schleppkettenhersteller igus.

Die Untersuchungen laufen ununterbro-chen an bis zu 365 Tagen. „Darüber hinaus investieren wir hohe Summen in die Mate-rialentwicklung, um Werkstoffe für die Zu-kunft zu finden“, so Rössel.

700 leitungen im testIn dem 1.750 Quadratmeter großen Labor testet igus an über 50 Versuchsanlagen, die neben langen Wegen von über 120 Me-tern eine 18 Meter lange Klimakammer, Beschleunigungsanlagen für sechsfache Erdbeschleunigung und Roboter der unter-schiedlichsten Hersteller aufweisen. Zurzeit durchlaufen rund 700 chainflex-Leitungen unterschiedliche Testreihen.

Nicht nur Neuentwicklungen haben die Aufmerksamkeit der Testingenieure, eben-so kümmern sie sich um bestehende Ty-pen, um sie immer wieder kontinuierlichen Qualitätsprüfungen zu unterziehen oder spezielle Kundenanforderungen zu über-prüfen.

Alle Versuchsergebnisse wandern in Da-tenbanken – ein im Laufe der Jahre ge-wachsener Datenpool, der präzise und verlässliche Angaben über die tatsächli-che Lebensdauer liefert und eine Basis für die Produktentwicklung darstellt. Die Ver-suchsdaten für Energieketten und Leitun-gen, aber auch fertig konfektionierte Sys-teme sind dabei so detailliert, dass für die Energiekettensysteme je nach Anwendung

K A B E l U N D E N E R g I E K E t t E N F ü R D Y N A M I S C h E P I C K - A N D P l A C E - A N W E N D U N g E N

Die Grenzen erweiternEnergiekettensysteme sind heute in vielen Maschinen Standard und erhöhen maßgeblich die Funktionssicherheit.

Eine besondere Rolle spielen dabei die Leitungen. Das Beispiel einer Energiekette für Bestückungsautomaten zeigt,

wie igus seine Systeme durch aufwändige Labortests und Langzeituntersuchungen verbessert, um den ständig

wachsenden Anforderungen gerecht zu werden. VoN olIVER CYRUS


Die Bestückungsauto-maten von Assemb-léon machen es den

Energieketten und Lei-tungen nicht leicht.

Nötig sind hoch-belastbare Son-derleitungen, die in umfang-reichen Tests die geforderten 400 Millionen Hub-zyklen absichern müssen.



beidseitig in Serienqualität für Bauteile ab einer Größe von 0402 erfolgt – entspricht 1 mal 0,5 Millimeter. Je nach Modell han-deln die Automaten zwischen 12.000 und 51.000 Teile pro Stunde. Die Beschleuni-gung und die Geschwindigkeit betragen bis zu 35 m/s2 in Y-Richtung und 20 m/s2 in X-Richtung.

Als Lebensdauer der jeweiligen Kompo-nenten werden 400 Millionen Zyklen gefor-dert, das entspricht ungefähr sieben Jahren Dauerbetrieb.

„Es kommt einerseits auf eine hohe Be-stückungsgenauigkeit an, andererseits muss der Prozessablauf jederzeit stimmen. Ausschuss und Stillstand dürfen nicht vor-kommen“, erläutert Frank van Eldijk, Pro-jektmanager bei Assembléon, das Anforde-rungsprofil.

In den Bestückungsmaschinen kom-men vorkonfektionierte Energiezuführun-gen von igus zum Einsatz, die speziell ab-gestimmt sind. Um die Funktionssicherheit auf Dauer sicherzustellen, ist die Standard-energiekette mit einer für diese Anwen-dung optimierten Innenaufteilung aus ei-nem Spezialwerkstoff ausgestattet worden.

In Kombination mit dem Mantelwerk-stoff der Leitungen, der wiederum auf den gleitenden Werkstoff in der Kette abge-stimmt ist, kommt es zu keinem Abrieb. Die zusätzlich verwendeten speziell entwickel-ten Leiter- und Schirmwerkstoffe stellen dabei auch die elektrischen Anforderungen sicher, um die übergeordneten Ziele der Anlage – Haltbarkeit, Stabilität, Funktionssi-cherheit und Lebensdauer – zu erreichen.

Das Gesamtsystem wird einbaufertig in-klusive Zugentlastungen, Stecker und Ma-schinenanbauteilen aus Edelstahl und Car-bon geliefert. Lediglich die Endmontage erfolgt vor Ort. Alle Leitungen sind dabei in der Funktionsendlage so montiert, dass eine Einstellung der Leitungslänge in der Energiezuführung vor Ort nicht mehr er-forderlich ist. Arbeitsvorgaben und aufwen-dige Dokumentationen in der Fertigung sowie Montagehilfen und eine Qualitäts-sicherungsprüfung in Köln gewährleisten den einwandfreien Zustand eines jeden Systems.

Fokus auf die Spezialleitungen„In den Bestückungsautomaten geht es um extrem viele und äußerst schnelle Be-wegungen“, unterstreicht Rössel. Um Stabi-lität der Leitungen zu garantieren, wurden eigens zwei Testanlagen in das igus-Ver-suchslabor eingeführt, die die besonde-

ren Anforderungen von Bestückungsauto-maten simulieren können. Neben hohen Querbeschleunigungen werden dabei die Leitungen redundant in drei verschiedenen Radien jeweils in doppelter Ausführung ge-testet und ständig überwacht.

„So erhalten wir Aussagen darüber, was unter noch höheren Belastungswerten als in der Realität passiert, und zum anderen werden parallel die Original-Ausgangswer-te simuliert“, erklärt Rössel. Die Ergebnisse liefern klare Aussagen über Lebensdauer und eventuell notwendige vorbeugende Instandhaltungsmaßnahmen.

In den Bestückungsmaschinen kommt die gesamte Bandbreite der zur Verfügung stehenden chainflex-Leitungen zum Ein-satz. Sie reichen von Motor-, Messsystem-, Daten- bis hin zu Kameraleitungen. Es han-delt sich um mindestens zwölf Stück, die alle speziell für das niederländische Unter-nehmen gefertigt wurden. Der Verseilauf-bau ist auf die Biegeradien abgestimmt, beim Leiterwerkstoff liegen spezielle Eigen-entwicklungen vor und auch das Thema UL konnte erfüllt werden.

igus geht in Vorleistungigus ist bei der Entwicklung dieser Son-derleitungen in Vorleistung gegangen. Es mussten neue Werkzeuge für die Innenauf-teilung erstellt werden, die Stückzahlen lie-gen bis jetzt im überschaubaren Bereich.

Dazu kommen die Werkstoffe für die Sonderleitungen, die in der Anschaffung sehr teuer sind. „Hier testen wir zurzeit vier alternative Werkstoffe in acht verschiede-

nen Aufbauten. Das mittelfristige Ziel ist dabei, einen Legierungswerkstoff zu ent-wickeln, der noch stabiler, aber gleichzeitig wirtschaftlicher ist. Die ersten Ergebnisse sind äußerst vielversprechend“, berichtet Geschäftsbereichsleiter Rössel.

Die Entscheidung, auf die vorkonfektio-nierten Energiekettensysteme zu setzen, hat das niederländische Unternehmen zu keinem Zeitpunkt bereut.

„Wir haben früher auf Hybridflachleitun-gen vertraut“, kommentiert van Eldijk. „Sie bewähren sich allerdings nicht in den Be-stückungsautomaten, da gerade im Umfeld der Neuentwicklung änderungen immer mit sehr hohen Kosten verbunden sind.“ Eine kettentaugliche Leitung ist dagegen schnell und problemlos ausgetauscht, das Gesamtsystem steht innerhalb kürzester Zeit in der bekannten technischen Spezifi-kation wieder zur Verfügung. J B I |

Die Bestückung elektronischer Bauelemente erfolgt ab einer Baugröße von 1 mal 0,5 Millimeter.

Das Gesamtsystem wird einbaufertig inklusive Zugentlastungen, Stecker und Maschinenanbauteilen aus Edel-stahl und Carbon geliefert.Bilder: igus und Assembléon


Die Standardhöhen werden in Teilungsein-heiten (TE) angegeben, wobei eine TE 1/5 Zoll entspricht, also 5,08 Millimeter. Die Ge-häuse sind in 6 TE, 9 TE und 12 TE lieferbar. Damit berücksichtige Bopla bei der Ausle-gung des Gehäuses die Anforderungen der 19-Zoll-Technik. Die Innenmaße werden in sogenannten Höheneinheiten (HE) an-gegeben; 1 HE entspricht 1,75 Zoll bezie-hungsweise 44,45 Millimeter.

Die Halbschalen der Gehäuse sind wahl-weise mit oder ohne Lüftungsschlitze er-hältlich. Eine Unterscheidung zwischen Unter- und Oberteil gibt es nicht. Das be-schleunigt Auswahl und Montage. Aus den Grundelementen lässt sich so ein großes Spektrum unterschiedlicher Abmessungen realisieren – vom flachen Modemgehäuse bis zum großen Tischgerät.

Zusätzlich zu den Halbschalen steht ein Er-weiterungssatz zur Verfügung, mit dem sich die Gehäusehöhe um jeweils 9 TE aufstocken lässt. Auf diese Weise kann sich der Anwender durch die Kombination von Grund elementen und Erweiterungssätzen Elektronikgehäuse in einem Höhenraster von 3 TE (15,24 Millimeter) zusammenstellen.

Dabei sind die Komponenten so kons-truiert, dass die fertigen Gehäuse dank der

Die indirekte, nichtinvasive Blut-druckmessung zählt zu den Stan-darduntersuchungen beim Arzt. Sie ist schnell durchzuführen und

gibt umgehend Aufschluss. Damit die hier-für eingesetzten Messinstrumente auch verlässliche Werte zeigen, ist eine Kalibrie-rung mit entsprechenden Druckkalibrier-geräten erforderlich.

Ein Hersteller solcher Geräte ist die Leip-ziger Firma MedServ. Neben Reparatur, Ser-vice und Wartung von Medizin- und Labor-technik entwickelt das Unternehmen heute auch eigene Geräte – wie das neue Druck-kalibriergerät Panib.

Bei dem Gerät läuft der Prüfvorgang au-tomatisch ab. Es arbeitet gemäß den Vor-gaben des Leitfadens zu messtechnischen Kontrollen (MTK) von Medizinprodukten mit Messfunktion (LMKM).

Optisch stets präsent, doch häufig wenig beachtet ist es das Gehäuse, das die emp-findliche Messtechnik umgibt und schützt. Dabei gelten auch für die „Verpackung“ der Technik hohe Anforderungen. Bei MedServ sollte das Gehäuse nicht nur die Elektronik

mit Pumpe und hochauflösendem digita-len Drucksensor problemlos aufnehmen können, sondern auch durch Funktiona-lität, Stabilität und Kompaktheit überzeu-gen. Ein wichtiger Punkt war auch das De-sign. Ein geschlossenes Standardgehäuse aus der Botego-Serie von Bopla entsprach den Vorgaben der Leipziger.

„Das Design gefiel uns. Form und Ab-messungen passten perfekt. Und zudem stimmte der Preis, da keine aufwendigen Anpassungen erforderlich waren“, erklärt Daniel Gräfe, stellvertretender Projektleiter bei MedServ.

Individueller Standard Ein Standardgehäuse hat Vorteile. Es ist schnell und kostengünstig zu haben. Doch häufig unterscheidet es sich zu wenig von Wettbewerbsprodukten. Individualität kos-tet eben. Bopla löst das Dilemma durch an-passbare, optisch prägnante Elemente. Bei der Botego-Gehäuseserie zählen dazu Kap-pensätze zur Abdeckung von Schrauben, Designelemente ohne technische Funktion und Designfolien für die teilweise oder voll-flächige optische Veränderung der Gehäu-seflächen.

Diese gestalterischen Elemente sind in unterschiedlichen Formen und Farben ab Lager lieferbar. Auch die Frontplatten ste-hen in vier Designvarianten und sechs Far-ben zur Verfügung. Damit lässt sich das Aussehen der Geräte schnell und unkom-pliziert verändern.

„Auf Anfrage lassen sich diese Elemen-te auch in kundenspezifischen Farben fer-tigen. Auf diese Weise passt sich das End-produkt Corporate-Design-Vorgaben an“, erklärt Bopla-Produktmanager Mathias Bünte.

Auf 19 Zoll abgestimmtEin Botego-Gehäuse setzt sich aus zwei Halbschalen zusammen. Diese Halbgehäu-se sind in vier verschiedenen Grundgrö-ßen sowie drei Standardhöhen verfügbar.

W A N D l U N g S F Ä h I g E g E h Ä U S E F ü R M E D I Z I N t E C h N I K U N D I N D U S t R I E

Design versüßt die MedizinNeben Funktion, Lebensdauer und Preis spielt in der Medizintechnik das Design von Gehäusen eine wichtige Rolle. Das

Unternehmen MedServ entschied sich beim neuen Kalibriergerät für die Blutdruckmessung für ein Gehäuse von Bopla,

das sich individuell anpassen lässt. VoN thoMAS lüKE

040 | ElEKtRotEChNIK | Gehäuse- & Schranktechnik

Das neue Druckkalibriergerät steckt in einem Bopla-Gehäuse der Botego-Reihe.

Das Gehäuse besteht aus zwei Halbschalen, einem Kappensatz und Austellklappfüßen. Die Bedienung des Geräts erfolgt über eine individuell angepasste Folientastatur.

Gehäuse- & Schranktechnik | ElEKtRotEChNIK | 041

speziellen Gestaltung der Kappensätze sowohl hori-zontal als auch vertikal genutzt werden können. Die Gehäusehalbschalen verfügen zudem über große abgesetzte Flächen, die sich beispielsweise für die Aufnahme von Folientastaturen eignen. Sie können aber auch mit ausgefallenen, silberfarbigen Design-folien versehen werden, die für eine hochwertige Ge-räteoptik sorgen.

Für eine stabile Verbindung sämtlicher Gehäuse-komponenten bei minimalem Montageaufwand sorgt die Rastverschlusstechnik.

Durchdachtes SystemDas Gehäusesystem ermöglicht die variable Anord-nung der Lüftung. Die Montage direkt übereinander eignet sich beispielsweise im Bereich eines Trafos. Eine versetzte Anordnung erlaubt dagegen die dia-gonale Durchlüftung des gesamten Gehäuses.

„Das ist besonders von Vorteil, wenn Geräte gesta-pelt werden und die austretende warme Luft nicht direkt in das darüber liegende Gerät eindringen soll“, erläutert Bünte. Darüber hinaus sind sämtliche Ge-häusekomponenten sortenrein recyclebar. Dafür sorgt der Verzicht auf eingeformte Metallteile.

tastatur integriertMedServ wählte für das Gehäuse seines Kalibriergeräts die lichtgraue 12-TE-Ausführung, kombinierte sie mit einer Aluminiumfrontplatte und einem Kappensatz mit Aufstellklappfuß – ebenfalls im klinischen Licht-grau. Zudem entschied sich das Medizintechnik-Un-ternehmen für eine kundenspezifische Folientastatur.

„Die Eingabeeinheit des Druckkalibriergeräts muss sich im Prüfalltag bewähren. Dafür sind eine hohe mechanische Stabilität und langlebige Tasten mit ei-nem guten Druckpunkt erforderlich“, erklärt Projekt-

leiter Gräfe. „Außerdem werden unsere Geräte häufig in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit gelagert. Die Kontaktflächen müssen korrosionsfest sein.“

All diese Anforderungen erfüllt eine Profiline-Folientastatur. Die fühlbaren und robusten Tas-tenelemente, die zwischen den vergoldeten Edel-stahlschnappscheiben und der Frontfolie liegen, geben eine sehr gute taktile Rückmeldung – auch bei äußerst kleinen oder extrem großen Tastenflä-chen. Ein integriertes Acryl-Inlay schützt die Tasta-tur vor Schmutz, Staub und Feuchtigkeit und be-wahrt die Schnappscheiben vor einer möglichen Deformation.

Selbst starke, punktuelle Krafteinwirkungen kön-nen die Tastenflächen nicht beschädigen. Das gibt dem Anwender völlige Gestaltungsfreiheit bei der Tastenform. Spezielle Wünsche können durch ent-sprechende Auslegung der Inlays realisiert werden – beispielsweise eine „±“-Taste mit einer Wippe oder Wipptaster zur Cursor-Navigation.

Anpassungen auf KundenwunschNicht nur bei Folientastaturen ist eine kundenspe-zifische Modifikation der Gehäuse und Frontplatten möglich. Anpassungen wie das Fräsen von Ausspa-rungen, Bohrungen oder die Ausstattung mit ver-schließbaren Frontklappen sowie eine individuelle Bedruckung sind machbar. Diese Sonderlösungen sind stets vom Standard abgeleitet und Bopla über-nimmt auf Anfrage auch die Montage der Gehäuse-teile inklusive elektronischer sowie elektromechani-scher Bauteile. J B I |

Thomas Lüke ist Leiter Vertrieb bei Bopla Gehäusesysteme in Bünde.

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In die Aluminium-rückwand ist ein Kühlkörper für das Netzteil integriert. Bilder: Bopla

Aus den Grundele-menten des Botego-

Systems lassen sich unterschiedlichste

Gehäuse realisieren – flache Modemge-

häuse in Standardaus-führung bis zum

kundenspezifisch an-gepassten Tischgerät.

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entschieden wurde, welche Kabel herge-stellt werden sollen.

Die Herstellung der Miniaturkabel erfolgt in einem eigens abgestellten Raum durch speziell ausgebildete Mitarbeiter. Diese sind in der Lage, Kabel mit einem Durch-messer von 16 Mikrometern herzustellen, also der „Dicke“ eines mittig gespaltenem Menschenhaars.

Konzept fürs „saubere“ Kabel„Ein von uns entwickeltes Gesamtkonzept für Miniaturkabel schließt jede Verunrei-nigung im Kabel und im Mantel aus und gewährleistet die elektrischen und mecha-nischen Eigenschaften des Kabels“, sagt Lo-thar Klick, Hauptgeschäftsführer bei E&E. Kunden können seiner Meinung nach jedes Kabel von E&E ohne weitere Kontrolle der Qualität und Eigenschaften sofort für die gewählte Anwendung einsetzen.

Deshalb ist auch die vorherige ausführ-liche Besprechung zwischen dem Kunden und E&E von großer Bedeutung. Die Wahl des richtigen Materials bestimmt in hohem Maße die Lebensdauer des Kabels. Diese Wahl hat direkten Einfluss auf die gesam-Irgendwann ist es soweit, dass die E&E-

Tochter TKH Kabel herstellt, die mit blo-ßem Auge nicht mehr wahrnehmbar sind, daran zweifelt bei dem Kabelspe-

zialisten niemand. Aktuell fertigt E&E mit knapp über 300 Mitarbeitern in modernen Fabriken in Oer-Erkenschwick und Forst Spezial-Kabel her, die zwar noch sicht-bar, aber gerade mal halb so dick wie ein menschliches Haar sind.

Solche Kabel sind gefragt, in unterschied-lichen Branchen, wie der Medizin, dem Ma-schinenbau, der Mess- und Regeltechnik und in der Automatisierung.

Entwicklung ist kundengetriebenDie weitere Miniaturisierung von Kabeln für Spezial-Anwendungen scheint kein Ende zu nehmen. Das stellt nicht nur hohe An-

forderungen an die Produktion der Kabel, sondern auch an die elektrischen und me-chanischen Eigenschaften.

Egal, ob es sich nun um einadrige oder zusammengesetzte Koaxial-kabel handelt – bevor die äu-ßerst dünnen Kabel für häu-fig kritische Anwendungen eingesetzt werden können, finden zuerst ausführliche Besprechungen zwischen den Spezialisten von E&E und dem potenziellen Kun-den statt, der bei seinen Pro-dukten auf die Anwendung dieser Kabel umsteigen möchte.

Diese Besprechungen be-ginnen meist bereits, bevor

F E I N E M I N I A t U R K A B E l F ü R h o C h W E R t I g E A N W E N D U N g E N

Keine haarspaltereiDie Entwicklungen gehen auch bei Kabeln weiter – Ernst & Engbring (E&E) bedient mit dem Tochterunternehmen TKH

insbesondere den Markt für Miniaturkabel. Der Trend ist klar, Kabel werden immer dünner – bis hin zur Dicke eines

gespaltenen Haares.


Hybridkabel sind auch in der Medizintechnik gefragt.

Die Materialauswahl ist bei der Entwicklung von Spezialkabeln ent-scheidend. Bilder: E&E



te Funktionalität, für die man sich bei einer speziellen Anwendung des Kabels in einem Produkt oder einer Maschine des Kunden entschieden hat.

Zudem spielen natürlich thermische, elektrische und eventuell chemisch me-chanische Eigenschaften eine Rolle.

„Auch die Wahl des Isolationsmaterials und des Mantels kann entscheidend sein. Das ideale Kabel muss immer und unter allen Bedingungen der Funktionalität ent-sprechen, für die es entworfen und herge-stellt wurde. Es kommt gelegentlich vor, dass zu fest an einem Kabel gezogen wird oder dass bestimmte Umweltbedingungen sehr anspruchsvoll sind. Auch dann muss das Kabel, egal wie dünn es ist, seine Eigen-schaften behalten und eine dem Entwurf entsprechende Leistung erbringen“, erklärt Lothar Klick.

Rohstoffe und halbfabrikateBei der Herstellung seiner Miniaturkabel verwendet E&E viele verschiedene Roh-stoffe und Halbfabrikate wie bestimmte Fluorthermoplaste: PFA, FEP oder PTFE. Die-se gehören meistens zur ersten Wahl, weil sie sehr gute Eigenschaften besitzen.

So gibt es keine Spannungsverluste und keine auch nur äußerst geringe Freisetzung von Gasen oder Gerüchen. Außerdem blei-ben die Kabel auch unter extremen Tempe-raturen flexibel und sind vor Einflüssen von außen geschützt, die die Qualität beein-trächtigen könnten.

Wenn die Größe des Kabels für das Sys-tem, in dem es verwendet wird, von ent-scheidender Bedeutung ist, nutzt E&E speziell gewickelte PTFE-Folie von extrem hoher Qualität, die die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Kabels sicherstellen.

„Wir sind in der Lage, praktisch je-den Wunsch unserer Kunden zu erfül-len, und besitzen als Kabelhersteller und Anbieter von Kabelsystemen eine Tradition von bereits mehr als 60 Jahren. Wir legen Wert auf die-se Tradition und beweisen immer wieder, dass wir flexibel und in-novativ sind. In all diesen Jahren haben wir inzwischen bereits mehr als 20.000 verschiedene Kabel hergestellt“, berichtet Lothar nicht ohne Stolz.

Industrielle EndoskopieSowohl die zunehmen-de Komplexität von Ma-

schinen als auch die Weiter-entwicklung der Kamera- und Videotechnik fördern die Verbrei-tung von Inspektionssystemen in schwierigen, zuvor praktisch unzugänglichen Maschinenteilen. Beispielsweise spielen auch Mini-aturkabel von E&E eine entschei-dende Rolle bei der Endoskopie in Flugzeugmotoren. Dadurch kann die Rostbildung in Turbinen oder die

Zuverlässigkeit von Schweißnähten schneller und einfacher überprüft wer-

den. Diese Inspektionssysteme lassen sich auf Wunsch mit Greifern versehen,

um auch Reparaturen oder Wartungsar-beiten durchzuführen. Auch die moder-ne Robotisierung ist dank der ultradünnen Spezialkabel möglich.

Kabel sind nicht immer rund„Tatsächlich. Wir stellen auch flache Spe-zialkabel her, unter anderem für die zu-verlässige Übertragung von Bildsignalen. Diese sind so entworfen, dass sie alle spe-ziellen Anforderungen erfüllen und jahre-lang die spezifizierte Qualität garantieren“, sagt Klick. J B I |

Fokus Produktionstechnik: Treffpunkt der Entscheider des Nordens.

nortec-hamburg.de

531320 I HMC - NORTEC – Anzeige I Datei: HMC_2013_NORTEC_DE_90x130 I 4c Euroskala, Off set Format: 90 x 130 + 3 mm | Digital Engineering | DU: 31.10.2013 Dieses Dokument ist ohne Überfüllungen angelegt. Diese sind vor weiterer Verarbeitung anzulegen.

Dünn, dünner, unsichtbar, so be-

schreibt der Herstel-ler den Trend bei Miniaturkabeln.


ronik bleiben die pneumatischen Antrie-be mit Blick auf ihre Positioniergenauig-keit und ihrer Ansteuerung gegenüber rein elektrischen Antrieben wettbewerbsfähig.

Es ist deshalb naheliegend, diese Ver-bindung auch in der Medienversorgung herzustellen. Ausgehend von Kundenan-fragen zu einer Kombination aus Druck-luft und Elektrik wurde diese Lösung nun serienreif entwickelt und verbindet bis zu acht Schläuche und drei bis 26 elektrische Leitungen.

Neben den neuartigen Einsatzmöglich-keiten sind auch das geringe Gewicht und die kompakte Baugröße interessant. Der Ein-satz ermöglicht eine hohe Leistungsdichte und erleichtert die Montage erheblich.

Die Mehrfachkupplungen können unter Druck und Spannung verbunden und ge-trennt werden.

Dazu sind sie mit ein- oder beidseitigen Absperrungen lieferbar. Dies ermöglicht das Koppeln und Entkoppeln auch unter Druck mit geringem Kraftaufwand.

Um eine sichere Verschraubung zu ga-rantieren, sind Kupplung darauf optimiert, eine leckagefreie Verbindung herzustel-len, bevor die verbindende Überwurfmut-ter angezogen ist. Die Überwurfmutter hat eine eindeutige Endlage, sodass Leckagen durch Montagefehler ausgeschlossen sind.

Die Pneumatik-Absperrventile wurden kraftoptimiert konstruiert, so dass beim Verbinden nur gegen einen Minimaldruck angearbeitet werden muss. Je größer die Schläuche werden, desto spürbarer wird der Vorteil dieser Lösung. Auch die reinen Pneumatik-Kupplungen der Baureihe 1811 verfügen bereits über Absperrventile, so-dass sie unter Druck gekoppelt und gelöst werden können. Bereits dieses Feature ist ein Alleinstellungsmerkmal, das bei den neuen Baureihen beibehalten wurde. Hier-bei wählt der Kunde, ob die Absperrung stecker- oder dosenseitig angebracht sein

Ebenso wie Zeit ist Platz ein wichtiger Faktor in der effizienten Produktion. Medien – wie Luft und Strom – flie-ßen in Kreisläufen wachsender Kom-

plexität. Langwierig gestalten sich Umbau-ten oder die Fehlersuche. Ordnung in den Versorgungsleitungen einer Produktions-anlage hat also mit rein wirtschaftlichen Überlegungen zu tun.

Jeden Schlauch und jede Leitung als einzelnes Element zu verbinden, ist nicht nur störend, sondern kostet Geld. Je öfter Verbindungen gelöst und neu verbunden werden, desto größer sind die Einsparun-gen mit Mehrmedien- beziehungsweise Mehrfachkupplungen.

Vier, sechs, acht, zehn oder zwölf Schläu-che in einem Steckanschluss zu bündeln,

erleichtert die Montage erheblich. Deshalb hat Eisele die Mehrmedien- und Mehrfach-kupplungen Multiline entwickelt. Das Pro-gramm besteht aus Kupplungen für Luft, für Fluide und aus einer Mehrmedienkupp-lung, die beide Leitungstypen in einem An-schluss zusammenfasst. Eine neue Variante kann sogar Strom übertragen.

Flexible KombinationenEin Superlativ ist für die Baureihen 1870/1871 zu mobilisieren. Erstmals ist es möglich, in einer Kupplung Druckluft- und elektrische Leitungen zusammenzufassen.

Um die geforderte Flexibilität in der Pro-duktion zu gewährleisten, unterstützen zunehmend elektrische Servoantriebe die Pneumatik als Antrieb. Mit Hilfe der Elekt-

M E h R F A C h K U P P l U N g E N V E R E I N E N D R U C K l U F t U N D E l E K t R I K

Flexibilität ist trumpfModerne Produktion tendiert zu modularen Anlagen und kundenspezifischer Fertigung ab Los eins. Dies erfordert insbe-

sondere kurze Rüstzeiten. Mit Mehrfachkupplungen, die Druckluft und Elektrik in einer Verbindung vereinen, leistet Eisele

seinen Beitrag. VoN thoMAS MAIER

044 | FlUIDtEChNIK | Kupplungen & Verbinder

Mit neuen Mehrfachkupplungen ist es möglich, pneumatische und elektrische Leitungen auf einer Kupplung zu bündeln.


Kupplungen & Verbinder | FlUIDtEChNIK | 045

soll. Optional ist auch eine beidseitige Ab-sperrung möglich.

Neue MöglichkeitenVerschiedene Schlauchgrößen auf einer Kupplung machen die neuen Modelle noch flexibler. Stellten bisher unterschied-liche Schlauchdurchmesser einen Hinde-rungsgrund für den Einsatz von Multiline dar, bleibt der Grundkörper bei den neuen Versionen gleich und die Schläuche wer-den in herausnehmbare Hülsen gesteckt.

So kann im Prinzip jeder Anwender sei-ne Kupplung selbst bestücken und Bele-gungen ändern. Auch Reduzierungen des Schlauchdurchmessers mit der Kupplung sind möglich. Verwechslungen lassen sich durch farbliche Codierung der Anschlüsse vermeiden. Schläuche sind bei Eisele in vie-len verschiedenen Farben erhältlich, die die Zuordnung erleichtern.

Wenn nicht die volle Schlauchanzahl be-nötigt wird, lassen sich die Steckplätze mit Verschlusssteckern aus dem Zubehörpro-gramm verschließen.

Robuste Einzelkomponenten machen diese neue Verbindungstechnik möglich und erlauben die Unterbringung im Schalt-schrank oder auch dezentral im Feld.

Elektrik-SeiteMit einer Spannung bis 24 V und einer Stromstärke bis 22 A ist die Kupplung für viele industrielle Anwendungen geeignet. Um die Produktlinie zu ergänzen, wurde ein Steckverbinder gewählt, der bereits seit langer Zeit in so anspruchsvollen Bereichen wie der Medizin- und der Militärtechnik bewährt ist. Er entspricht mit einer hohen Schutzklasse den Anforderungen dieser speziellen Umgebungen. Insgesamt sind auf einem Stecker drei bis 26 Kontakte un-tergebracht, die jeweils zwischen 0,7 und 2 Millimeter Durchmesser haben. Wahlweise sind die Leitungen im Stecker gelötet oder mit Crimps verbunden.

Pneumatik-SeiteDie pneumatischen Anschlüsse der Mul-tiline sind bewährte Steckanschlüsse von Eisele. Der Lösering stellt die besonders einfache Montage und Demontage sicher, ohne den Anschluss oder den Schlauch zu beschädigen. Die Anschlüsse bestehen aus vernickeltem Messing, die Dichtung aus FPM. Standardmäßig sind alle Anschlüsse für Arbeitsdrücke bis 16 bar geeignet und bis -0,8 bar Atmosphären-Unterdruck vaku-umtauglich.

Damit bietet die Mehrfachkupp-lung einen gleichgroßen Druck-bereich wie Einzellösungen. Durch die komplett isolierten Bauräume ist auch eine Bestückung mit Flüs-sigkeitsleitungen denkbar.

Zukunft der AnschlüsseDie neuen Mehrfachkupplungen ermöglichen bisher undenkbare Konfigurationen für dezentrale Anlagen. Die Medienversorgung von Greifern, Robotern und allge-mein Automatisierungsmodulen profitiert von kompakten, robus-ten, aber dennoch leichten und flexiblen Mehrfachkupplungen. Seit kurzem bietet Eisele auch eine Ausführung für Druckluft aus Edelstahl an, die beispielsweise in Molkereien und anderen lebens-mittelverarbeitenden Betrieben eingesetzt werden kann. J B I |

Thomas Maier ist kaufmännischer Geschäftsführer bei Eisele in Waiblingen.

Der modulare Auf-bau erlaubt auch die Verwendung unterschiedlicher Schlauchgrößen auf einer Kupplung.

Für die elektrischen Leitungen kommen Stecker zum Einsatz, die sich in medi-zinischen und militärischen Anwendungen bewährt haben.

Die Baureihe Multiline 1811 ermöglicht eine beidseiti-ge Absperrung. Damit ist die Verbindung auch unter Druck koppelbar.

Mit den farblichen Codier-steckern sind die Leitungen einfach zu unterscheiden; Ver-wechslungen bei der Verbin-dung werden ausgeschlossen.Bilder: Eisele


Ob industrielle Prototypen oder Spielzeug, ob Zahnersatz, Pistole oder gar ein Steak – die Möglich-keiten des 3D-Drucks scheinen

schier unbegrenzt. Das liegt auch an der Bandbreite der 3D-Druck-Verfahren.

Stereo-Lithografie, Polyjet-, Laminier- und Extrusionsverfahren zählen ebenso dazu, wie Laser-Sintern (siehe Kasten). Die Techniken bringen Kunststoffe, Metalle oder auch Papier scheinbar aus dem Nichts in Form. Und ständig folgen neue Ansätze.

Etwa jüngst von Arburg, Hersteller von Spritzgießmaschinen. Das deutsche Unter-nehmen präsentierte das Kunststoff-Freifor-men, das auf direktem Weg 3D-CAD-Daten-sätze in die Realität umsetzt. Dafür sondert eine Piezo-Düse feinste Kunststoff-Tropfen ab, aus denen sich Schicht für Schicht das konstruierte Bauteil aufbaut.

Verkehrte Welt bei den losgrößenJe kleiner die Serie, desto wirtschaftlicher ist 3D-Druck. Einer, der es wissen muss, ist Jürgen Blöcher, ein alter Hase im 3D-Druck. Schon seit 1994 fertigt er mit seiner Firma FKM Sintertechnik im hessischen Biedenkopf mittels Laser-Sintern Prototy-pen und Kleinserien. Heute betreibt er 22 Anlagen unterschiedlicher Hersteller, die 3D-Konstruktionen in Kunststoff oder Me-tall übersetzen.

Vorteil: Es braucht keinen Werkzeugbau. Aus Daten werden ohne Umweg Teile. Je komplexer, desto besser. Je kleiner die Los-größe, umso wirtschaftlicher.

„In der Medizintechnik wird ein Teil oft nur 500 Mal pro Jahr benötigt. Da ist es meist günstiger, es generativ zu fertigen“, erklärt Blöcher. Das gelte erstrecht für Unikate und Prototypen. Besonders lohnend sei 3D-Druck, wo sich zusätzliche Funktionen in Bau-teile integrieren lassen – oder wo Baugrup-

M A S C h I N E N B A U – h E I M A t D E S 3 D - D R U C K S

Der 3D-Zug rolltLasersintern, Polyjet, Stereolithografie, die Verfahren des 3D-Drucks sind nicht nur Zukunftstechnologie. Für komplexe

Bauteile und Kleinserien rechnet sich generative Fertigung schon heute. Jedoch gilt es, noch viel Potenzial zu heben –

eine Aufgabe, der sich auch der VDMA und seine Mitglieder stellen. VoN PEtER tREChoW

046 | SPECIAl | Rapid Prototyping

Der „Bifi“-Greifer ist ein typischer Fall für den 3-Druck. Die an die Minisalamis angepassten Roboterhände sind seit vier Jahren im Drei-Schicht-Einsatz. Bild: robomotion


Rapid Prototyping | SPECIAl | 047

pen als Ganzes „gedruckt“ werden könnten. Die Montage der Einzelteile entfällt. Bauteile wie sie Dr. Andreas Wolf gerne einsetzt.

ob Bockwurst oder SchokoladeneiWolf führt die robomotion GmbH und wen-det gedruckte Baugruppen als Roboter-greifer an: „Wir können unsere Greifer dank 3D-Druck individuell an die Geometrie des Produkts anpassen“, erklärt Wolf. Ob Bock-wurst oder Schokoladenei – eigens geform-te Roboter-Finger packen gefühlvoll zu.

Dank Kleinserien und Laser-Sintern ist die individuelle Anpassung nicht nur be-zahlbar, sondern eröffnet auch neue Funk-tionen. „Wir können mit geringem Aufwand Federn in die Finger der Greifer integrieren“, erläutert Wolf.

Dadurch passen sich die Greifer Produk-ten verschiedener Größe an. Das minimiert Rüstzeiten beim Kunden.

Zudem integriert robomotion Luftkanä-le, Schlauchhalterungen und Zylinder der pneumatischen Aktorik in die Greifer – „Ein Riesenvorteil, weil wir kompakter und leich-ter bauen können“, kommentiert Wolf.

Solche Vorteile des 3D-Drucks sind kein Selbstläufer. Konstrukteure müssen dafür mit alten Prinzipien brechen. In der generativen Fertigung kostet mehr Komplexität eben nicht zwangsläufig mehr Geld. „Wenn ein Kunde mit einer fertigen, konventionellen 3D-Konstruktionen kommt, um diese sintern zu lassen, ist es jedoch oft zu spät, um das volle Potenzial zu nutzen“, erläutert Wolf.

Vielmehr müsse man vorab überlegen, wie sich der schichtweise Aufbau nutzen lässt, um Funktionen zu integrieren, Ge-wicht zu minimieren oder bisher Unmög-liches zu fertigen. Wer das beherzigt, stößt schnell in wirtschaftlich und technisch inte-ressante Bereiche vor.

Druckvorlagen aus der NaturWolf und Blöcher machen mit Ihren Be-richten aus der Praxis das Potenzial des in-dustriellen 3D-Drucks sichtbar. Etwa wenn da bionische Strukturen gedruckt werden: Nach dem Vorbild von Knochen entstehen extrem leichte, stabile Bauteile, bei denen variierend starke Wände schwammartige Strukturen umschließen. „Wir fertigen be-reits heute solche amorphen Strukturen“, berichtet FKM-Chef Blöcher. „Bionischer Leichtbau hebt in vielen Branchen Effizi-enz- und Leistungspotenziale – in der Luft-fahrt, im Fahrzeugbau oder im Maschinen- und Anlagenbau.“ Ein weiteres Beispiel sind hohle Turbinenschaufeln: „Per 3D-Druck

kann es gelingen, sie in gleichbleibend ho-her Qualität zu fertigen“, erläutert Blöcher. Das wäre ein Durchbruch – Turbinen wären wegen der geringeren rotierenden Masse kompakter und vor allem effizienter.

Skalierung und gezielte Veränderung sind dank moderner Konstruktionssoftware ei-gentlich eine Sache von Minuten oder Stunden. Jedoch scheitert die In-dividualisierung heute noch in der Werkshalle – am Zeit- und Kosten-aufwand von Umrüs-tungen beim Spritzguss und anderen etablierten Fertigungsverfahren.

Individualisierung per MausklickIm 3D-Druck reichen wenige Mausklicks. Solche Vorteile lassen Marktbeobachter träu-men. Ex-Entwicklungs-chef bei IBM Deutsch-land, Prof. Gunter Dueck, erwartet im 3D-Druck „das nächste Google“. Er sieht eine Welt vor uns, in der Kunden Produk-te als Datei kaufen und zum Ausdruck herun-terladen. Prothesen und künstliche Gelenke wer-den demnach in idea-ler Passform gedruckt.Blöcher verfolgt solche

Prognosen ebenso wie den Medien-Hype um den 3D-Druck mit gemischten Gefüh-len. Einerseits freut ihn die Aufmerksam-keit. Andererseits sieht er mit Sorge die Schwemme von 1.000-Dollar-Druckern für jedermann. Nicht weil er die Konkurrenz fürchtet, sondern weil die Systeme mit-

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Halle 11.0 Stand B80

Wenn der letzte Span fällt: Die Produktion der Firma FKM in Biedenkopf-Wallau bietet einen Vorgeschmack auf die Fertigungshalle der Zukunft. Bild: FKM


und porös, dass sie meist nachbehandelt und für Einsätze im Lebensmittelbereich oder in Reinräumen beschichtet werden müssen“, erklärt er. robomotion prüft gelie-ferte Bauteile per Computertomographie auf Materialeinschlüsse und Schwächen in der Struktur. Auch in der Genauigkeit gibt es Ausreißer – teils im Millimeterbereich.

„Die Prozessstabilität moderner Werk-zeugmaschinen erreicht der 3D-Druck noch nicht“, moniert Wolf. Anders ausge-drückt: „Hier steckt Optimierungspotenzial.“

günstiger, schneller, schicker“ robomotion-Chef Wolf möchte zur Weiter-entwicklung beitragen, weil er enormes Potenzial für den Maschinen- und Anla-genbau sieht. 3D-Druck sei wie geschaf-fen für die üblichen Stückzahlen in seiner Firma. Zwar dauert es teils 24 Stunden, ein komplexes Kunststoffteil aufzubauen, doch der wegfallende Werkzeugbau kom-pensiere das leicht.

Noch sieht der Roboterexperte Sinter-An-lagen bei Fertigungsdienstleistern wie FKM richtig aufgehoben. „Die Entwicklungszyklen sind zu kurz und die Auslastung bei uns ist zu gering, als dass die Anschaffung sich lohnen würde“, sagt er. Doch die Zahl der Bauteile, die robomotion drucken lässt, wächst kon-tinuierlich. Oft sind es unscheinbare Teile. Halterungen. Abdeckungen. „Statt auf Me-tallbauverfahren setzen wir hier zunehmend auf lasergesinterte Kunststoffe, weil die Teile günstiger, schneller verfügbar und oft auch schicker sind“, berichtet er.

nichten an jenes Qualitätsniveau industriel-ler Anlagen heranreichen, das die Pioniere in den letzten 20 Jahren mühsam erarbei-tet haben.

Als Mann der ersten Stunde fürchtet Blö-cher, dass unausgereifte Endkundensyste-me Erstnutzer enttäuschen. Darum sträubte er sich lange gegen das Label 3D-Drucker für seine Lasersinter-Anlagen.

technik auf IndustrieniveauFachkreise reden allerdings weiterhin von der „generativen Fertigung“ oder „additi-ve Verfahren“. Und sie diskutieren vor allem über das Optimierungspotenzial.

Blöcher räumt beispielsweise ein, dass die Verfahren des 3D-Drucks noch nicht so weit sind, dass sie alle Früchte moderner Werkstoffforschung nutzen könnten: „Die Anlagen- und Materialhersteller bemühen

sich um mehr Auswahl“, sagt er. Doch das Spektrum ist begrenzt. Multi-Material-Mi-xe sind im 3D-Druck noch ein gutes Stück vom Markt entfernt.

Blöcher übt nur zögernd Kritik. Er weiß, wie viel Arbeit im bisher Erreichten steckt. „Produktivität und Materialvielfalt sind seit den Anfängen enorm gewachsen“, sagt er.

Als europaweit erster und größter An-wender war er Teil des „Regelkreises“, in dem Anlagenbauer, Materialhersteller und Anwender die Technologie im ständigen Austausch optimierten. Blöcher meldete Probleme aus dem Fertigungsalltag, regte Weiterentwicklungen an, erkannte schwan-kende Materialqualitäten früh und ließ es die Hersteller wissen.

Auch Wolf weiß als Abnehmer laserge-sinterter Bauteile um die Kinderkrankheiten der Verfahren. „Die Oberflächen sind so rau


Bezeichnung Beschreibung Material Anwendung

Thermischer 3D-Druck (FDM)

Extrusionsverfahren, ähnlich der „Heißklebepistole“ wird Material aufgebracht, das dann aushärtet.

Kunststoff (plus Füllstoffe)

meist für Modelle und Prototypen

Selektives Lasersintern /-schmelzen(SLS/SLM)

Pulverbett-Schmelzen, hier wird selektiv eine Pulverschicht durch Wärmeeintrag mittels Laser verschmolzen. Nach dem schichtweisen Aufbau kann das lose Material abgenommen werden und es bleibt die gewünschte Kontur stehen.

Kunststoffe (SLS) bzw. Me-tall (SLM)

Prototypen, Einzelteile, Kleinserien, Teileaufbau, Reparatur

3D-Druck (3DP) Kleber-Spritzen, hier wird ein Bindematerial selektiv auf eine Ma-terialschicht (beispielsweise Sand) aufgebracht – später wird das ungebundene Material abgenommen und die gewünschte Kontur bleibt stehen.

Quarzsand, Kunststoff, Metalle

Gussformen, Modelle, Prototypen

Laminierverfahren(LOM)

Schichtaufbau, hier werden etwa Papierbögen mit der gewünschten Form aufeinandergeklebt.

Papier, Kunststoff Einzelteile, Modelle

Polyjet (PJM) Material-Spritzen, ähnlich wie beim Tintendrucker wird Material tröpfchenweise aufgebracht und ausgehärtet – beispielsweise wird Fotopolymer durch UV-Strahlung ausgehärtet.

Kunststoff, Wachs Modelle, Prototypen, Gussformen

Stereolithografie (SL) und Digital Light Pro-cessing (DLP)

Aushärtung im Flüssigkeitsbad, bedeutet, ein Fotopolymer wird durch gezielte UV-Strahlung ausgehärtet.

Kunststoff (Fotopolymer) Modelle, Prototypen

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ADDITIVE VERFAHREN IM ÜBERBLICK

Der Klassiker: Individuel-le iPhone-Schale aus dem Drucker. Es gibt sicher noch praktischere Anwen-dungen der neuen Ferti-gungsverfahren.Bild: FKM



3D-Druck schreit nach StandardsDamit es auf Dauer nicht bei solchen Ni-schenanwendungen bleibt, sind weiter-hin Regelkreise aus Anwendern, Anlagen-bauern und Materialentwicklern gefragt. Je mehr von ihnen sich einbringen, des-to schneller wird die Technik vorankom-men. Es gilt, Richtlinien und Normen zu entwickeln, schwankende Qualität der ge-sinterten Pulver auszumerzen, Brüche in Datenketten zu vermeiden und von indi-viduellem Know-how abhängige Prozesse zu harmonisieren. Das alles schreit nach Standards.

Noch hängt Qualität beim Laser-Sintern am Fertiger. Er kennt Temperaturfelder, La-sereinstellungen und weiß, wie er welchen Schichtaufbau fahren muss. „3D-Druck ist eben noch keine Plug-and-Play-Technik“, kommentiert Blöcher; doch die nötige Pro-zessqualität werde sich mit zunehmender Reife und Standardisierung einstellen.

Eine Meinung, die Rainer Gebhardt vom Fachverband Druck- und Papiertechnik im Verband Deutscher Maschinen- und An-lagenbau (VDMA) teilt. Als treibende Kraft bringt er im Verband wichtige Akteure aus allen Bereichen des 3D-Drucks zusammen.

Ein Maschinenbau-themaDie junge Disziplin ist ein Maschinenbau-thema par excellence. Beispiele wie FKM, robomotion oder Arburg zeigen, dass ge-nerative Verfahren in den Wertschöpfungs-ketten des deutschen Maschinen- und An-lagenbaus fest verankert sind. Und nicht nur hier. Diverse Technologie- und Auto-mobilkonzerne gehen das Thema 3D-Druck inzwischen in Zentralabteilungen an.Gute Voraussetzungen, um Normungspro-zesse anzukurbeln und sich als Branche in die Optimierung der jungen Disziplin ein-zuklinken. Der VDMA hat dieses Thema auf-gegriffen und bringt 3D-Druck-Anwender, Komponentenentwickler und Anlagenbau-er zusammen.

Mit Kunststoff-, Laserbearbeitungs- und Druckmaschinenbau sind im Verband Know-how und Erfahrung vertreten, die der Technik entscheidende Impulse geben können.

„Gerade was Standards zu Materialquali-tät, Reproduzierbarkeit, Leistungsmerkmale oder Toleranzen der Bauteile angeht, sehen wir Herausforderungen“, erläutert Gebhardt, „und wir haben dank unserer breiten indus-triellen Basis ideale Voraussetzungen, um sie konzentriert anzugehen. Neben der Platt-form steht dafür die vorwettbewerbliche Gemeinschaftsforschung im VDMA offen.“

Noch nimmt das Thema „3D-Druck“ Fahrt auf und für bisher unbeteiligte Unterneh-men ist es nicht zu spät aufzuspringen. Die Möglichkeiten sind gigantisch. Ob „das nächste Google“ dreidimensional drucken wird, weiß heute niemand. Doch ganz ab-wegig ist der Gedanke nicht. J B I |

Peter Trechow ist Journalist aus Berlin.

Prototyp eines Armaturenbretts aus der FKM-Fertigung.Bild:FKM

VERANSTALTUNG

Am 22. Januar 2014 findet beim VDMA in Frankfurt am Main eine Veranstal-tung zu den Perspektiven der 3D-Druck-Fertigungsverfahren mit Blick auf die Wertschöpfungskette statt. Im Fokus steht das Know-how der An-lagenbetreiber und die Differenzierung der unterschiedlichen Verfahren. Zudem bietet sich Gelegenheit zum Austausch mit erfolgreichen Anwen-dern aus dem Maschinenbau und Know-how-Trägern aus Forschung und Entwicklung.

Kontakt:Rainer GebhardtVDMA Druck- und PapiertechnikTelefon: 0 69 / 66 03-19 02E-Mail: [email protected]


burn Hills, USA, an einer Dachreling für ein neues Fahrzeug. Zwischen Dachreling und Autodach ist ein Teil angebracht, das Tole-ranzen ausgleichen soll. Standardteile pass-ten nicht für die neue Art von Reling.

„Ich hatte eine gute Idee zur änderung des Standardteils. Das Problem war nur, dass der Kunde das Teil und die Einbausitu-ation im Original sehen wollte und ich nicht

Schneller, günstiger, besser – der Herzschlag der automobilen Mo-dellentwicklung rast. Dura Automo-tive kennt den Puls zu gut.

Wilhelm Schade legte 1886 den Grund-stein zum heutigem deutschen Hauptwerk des US-amerikanischen Konzerns in Plet-tenberg. Neben Glaselementen und Ka-rosseriestrukturbauteilen ist man dort auf sichtbare Zierelemente wie Blenden und Dachrelings, spezialisiert.

Dura beliefert die internationalen Auto-mobilkonzerne – da kommt es auf perfekte Varianten ohne teure Prototypenprozesse und Mock-Studien an. Dura löst das Dilem-ma mit einem Service vom Rapid-Prototy-ping-Dienstleister Protolabs.

Die Teile des Zulieferers sind äußerst sen-sibel. Sie sind entweder als Schaltssysteme oder Pedale in direkter Griffweite des Fah-rers oder sie befinden sich als Zierblenden an ebenfalls exponierter Lage. Wiederum andere tragen gar entscheidend zur Sicher-

heit bei, wie Türgrundkörper und Rahmen-komponenten.

Ein großer Erfahrungsschatz im Umgang mit den sogenannten Trim-Teilen ist essen-ziell, sollen sie doch das Erscheinungsbild des Fahrzeugs aufwerten.

Strenge VorgabenWenn ein Autohersteller bei Dura anfragt, gibt es zwei Möglichkeiten: Bei der einen füllt Dura quasi die Designflächen eines vorgegebenen Bauraums. Dabei hat der Zulieferer weitgehend freie Hand.

Die zweite Möglichkeit kommt häufiger vor: Bei ihr gibt es konkrete Vorgaben. Die Entwickler von Dura sind gefordert, diese Vorgaben auf Wirtschaftlichkeit, Machbar-keit in der Produktion und Einhaltung von Normen und Kosten zu prüfen.

Da der Zulieferer die Fertigung im eige-nen Haus hat, wissen die Mitarbeiter sehr genau, worauf es in der Entwicklung an-kommt. Jedoch sind auch oft neue Mate-rialien gefordert, die neue Lösungswege verlangen.

Neues aus den USAEinen solchen neuen Weg musste auch Du-ra-Konstrukteur Laurent Badet finden. Er ar-beitete am Stammsitz des Konzerns in Au-

A U t o M o B I l Z U l I E F E R E R N U t Z t S C h N E l l S P R I t Z g U S S t E I l E I N D E R B A U t E I l - E N t W I C K l U N g

Schrittmacher für die Produkt-EntwicklungNicht nur 3D-Druck hat das Zeug zu schnellen Prototypen – gerade wenn es um Funktionsteile geht, können Dienstleister

für Schnellspritzgussteile mithalten. Automobilzulieferer Dura ist auf den Geschmack gekommen. VoN thoMAS löFFlER


Wir haben selbstverständlich

auch einen 3D-Drucker – der taugt

jedoch nur für Anschauungs-, nicht für

Funktionsteile“,

LAURENT BADET, KONSTRUKTEUR BEI DURA.

Mit einem Ausgleichssystem für eine Dachreling und dem Tipp eines amerikanischen Kollegen fing alles an.

Auch der Kunststoffclip zur Vorpositionierung bei der Montage kam von Protomold.


wusste, wie ich das schnell genug bewerk-stelligen sollte. Ein amerikanischer Kollege empfahl mir Proto Labs.“ Er lud das Teil auf die Angebotsplattform des Spezialisten für Express-Spritzgussteile. „Innerhalb weniger Stunden hatten wir ein Angebot mit Mach-barkeitsanalyse vorliegen. Nach wenigen Tagen war das Teil aus Originalmaterial auf meinem Schreibtisch und wir konnten die volle Funktionstüchtigkeit meines neuen Toleranzausgleichsystems zeigen.“

Zurück in Deutschland brachte Ba-det seine Erfahrungen ein. Kai Winkhaus, Teamleiter Produktkonstruktion bei Dura in Deutschland kommentiert: „Ich arbeite seit 15 Jahren mit CAD, hauptsächlich in Catia. Man kann viel simulieren, aber es kommt die Zeit, in der ein Teil realisiert werden soll-

te. Es erleichtert die Kommunikation intern wie extern.“ Es sei ein großer Vorteil, dass voll funktionsfähige Prototypen aus Seri-enwerkstoff in kurzer Zeit gefertigt werden können.

Funktionsteile für wenig geldKunststoffhersteller geben in der Entwick-lungsphase noch keine genauen Angaben heraus über die Rezeptur der Kunststoff-zusammensetzung. Dementsprechend schwierig gestalten sich Computersimu-

lationen. Polyoxymethylen ist nicht gleich Polyoxymethylen. „Deshalb ist es äußerst vorteilhaft, wenn wir für wenig Geld echte Teile bekommen. Einen klassischen Prototy-pen anzusetzen, bedeutet in der Automo-bilbranche nicht unerheblichen Aufwand an Zeit und Kosten“, erklärt Winkhaus.

Unterstützung für SpritzgussteileBadet sieht einen weiteren Vorteil in seinem Konstrukteursalltag: „Ich bin nicht darauf spezialisiert, Kunststoffteile zu konstruieren. Sie müssen formen- und werkzeugbautaug-lich sein.“ Proto Labs analysiert jedes Teil im kostenlosen Angebotskonfigurator und versieht es mit konkreten Verbesserungs-vorschlägen, damit es später auch prob-lemlos gespritzt werden kann. „Diese Tipps

erhalte ich zusammen mit dem interaktiven Angebot innerhalb eines Tages. Zwischen einem und fünfzehn Tagen dauert es dann, bis das Teil tatsächlich vorliegt. Je nach-dem, welche Dringlichkeitsstufe ich wähle“, so Badet weiter.

Der Spritzguss-Service kam auch zum Einsatz, als Kunststoffclips zur Vorpositio-nierung einer Dachreling gebraucht wur-den. Die Aufgabe bestand darin, mit nur zwei Clips eine Dachreling sicher zu fixie-ren. Nur ein Montage-Werker sollte diese

von innen, ergonomisch ohne Gegenhal-ten, verschrauben können. „Wir konnten verschiedene Varianten auszuprobieren, ohne in teure Werkzeuge investieren zu müssen. In kürzester Zeit war ein zuverläs-siger Clip entwickelt. Die vorgestellte Lö-sung hatte große Überzeugungskraft, da alles unter reellen Bedingungen präsentiert werden konnte“, erklärt Badet.

Echte teile, kreativTeamleiter Kai Winkhaus ist der Meinung, dass das Testen mit echten Teilen nicht nur eine starke Überzeugungskraft hat, es rege auch die Kreativität seiner Mitarbeiter an. „Wenn mehrere Bauteile im Original vor einem liegen, die womöglich noch in Be-wegung ineinandergreifen, kommen rich-tig gute Ideen, da sich das Prinzip ‚begrei-fen’ lässt.“

Die nächsten Schritte bei Dura sollen Teile von Proto Labs für den Sichtbereich sein. Badet kommentiert: „Die Genauigkeit und die Präzision, der bisher gelieferten Teile haben uns überzeugt. Wir sind sicher, dass Protomold auch den strengen Anfor-derungen an Oberflächen gerecht wird, die wir benötigen.“ J B I |

Mehr als nur CAD und CAM

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Die Teile, die Protomold liefert, sind voll funktionstüchtig.Bilder: Dura

Mit Protomold erzielen wir

schnelle und verlässliche Ergebnisse,

die das Budget kaum belasten und die

Entwicklung beschleunigen“,

KAI WINKHAUS, TEAMLEITER PRODUKTKONSTRUKTION BEI DURA.


Wichtig ist auch, ob der 3D-Drucker büro-tauglich ist oder ob mit starker Geruchsbeläs-tigung gerechnet werden muss oder die Be-diener gar Schutzkleidung tragen müssen.

Auch die Installation der verschiedenen Anlagen ist mehr oder weniger aufwendig. Hier ist zu klären, wie der Druckplatz vorbe-reitet werden muss.

geld und Nerven sparenUnternehmen, die größere Mengen von Objekten professionell produzieren wollen, sollten nicht vergessen, nach der Bauge-schwindigkeit der Maschine zu fragen. Nur so lässt sich kalkulieren, wie viele Bauteile sich in welcher Zeit herstellen lassen.

Ein auf jeden Fall im Voraus zu klärender Faktor ist der Nachbearbeitungsaufwand für die Bauteile. Bei keinem 3D-Druck-Ver-

Wie kommt ein Unternehmen zur optimalen 3D-Druck-Anla-ge? – Dazu ein Überblick über die gängigen 3D-Druck-Ver-

fahren (siehe Kasten).Im folgenden ist beschrieben, wel-

che Fragen zu beantworten sind, um die richtige Technologie und das geeignete Druckermodell zu finden. Bevor Unterneh-men sich zum Kauf eines 3D-Druckers ent-schließen, sollten sie sich deshalb mit den Herstellern auseinandersetzen.

Umfassend informierenDie meisten Hersteller stellen im Internet auf ihren Webseiten die aktuellen Daten-blätter mit umfangreichen Informationen zu ihren 3D-Druckern bereit. Auch ist es möglich, Bauteile als Muster anzufordern, um ein von der gewünschten Maschine gedrucktes Teil einmal in der Hand zu hal-ten und die Qualität selbst beurteilen zu können. Dennoch empfiehlt es sich immer, direkt mit dem Hersteller oder einem seiner Vertriebspartner in Kontakt zu treten und Fragen zu stellen.

Essenziell sind die Kosten für das Gesamt-paket. Deshalb ist es ratsam, schon im Vor-feld herauszufinden, ob das für die Maschi-ne erforderliche Zubehör, zum Beispiel eine Reinigungsanlage für die Nachbearbei-tung, bereits dabei ist oder diese zusätzlich erworben werden muss.

Weiter ist zu klären, wie hoch die Kos-ten für Verbrauchsmaterialien und Ener-gie sind. Hier gilt im Grunde ähnliches wie beim normalen „2D-Drucker“. Es gibt Mo-delle zu niedrigsten Preisen, die zu füttern wegen der hohen Kosten für passende Druckkartuschen teuer ist.

Das gleiche Phänomen sollte man bei 3D-Druckern niemals ausschließen. In die-sem Zusammenhang ist auch zu betrach-ten, ob beim Reinigen der Maschine Mate-rialverluste entstehen. Hier gibt es je nach Druckermodell große Unterschiede.

Wenn klar ist, dass der Drucker hohem Aufkommen und damit hoher Beanspru-chung ausgesetzt ist, ist auch zu beden-ken, dass bestimmte Teile der Drucker mit der Zeit verschleißen. Wie hoch ist der Preis hierfür, für die Druckköpfe oder die Laser? Gibt es eine Garantie, die auch solche Ver-schleißteile abdeckt?

Die Software des 3D-Druckers kann mit-unter defekte Dateien reparieren. Es stellt sich die Frage, ob es im Softwarepaket des 3D-Druckers bereits eine solche Reparatur-software gibt – oder ob diese zusätzlich ge-kauft werden muss.

K U R Z R A t g E B E R F ü R D E N 3 D - D R U C K E R - K A U F

Von äpfeln und BirnenDer Kauf eines 3D-Druckers fürs eigene Unternehmen gewinnt an Attraktivität. Welche der gängigen 3D-Druck-Technologi-

en ins Auge gefasst werden sollten und was mit dem Hersteller vorab zu besprechen ist, klärt dieser Kurzratgeber.

VoN lARS holFoRt


Mittels FDM herge-stellte Modelle. Dru-

cker sind hier bereits günstig zu haben,

die Oberflächen sind eher grob aufgelöst.

Feiner können das die Verfahren Multi-Jet und Polyjet. Während Polyjet-Modelle etwas aufwändiger bei der Reinigung sind, wird bei Multi-Jet Stützmaterial „ausgebacken“. Mit dem Pulverdruck lassen sich auch mehrfarbige

Teile aufbauen. Das Pulver wird mit Binder verfestigt.Bilder: Konstruktionswerk und 3DSystems


fahren kommen die Prototypen fertig und gereinigt aus der Maschine.

Ein gewisses Maß an Nachbearbeitung ist immer erforderlich – aber es ist ein gro-ßer Unterschied, ob sich die Nacharbeit mit technischen Hilfsmitteln wie einem Ofen nahezu von selbst und unbeaufsichtigt er-ledigt oder ob ein Mitarbeiter eigens dafür abgestellt werden muss, um die Teile ma-nuell und aufwendig nachzubearbeiten. Als weitere Frage stellt sich, wie bediener-

freundlich die Maschine ist. 3D-Drucker sind in der Regel noch keine Plug-&-Play-Geräte. Eventuell sind auch die Aufwände von Mit-arbeiter-Schulungen einzurechnen.

Sind all diese Fragen vorab geklärt, sollte es mit dem neuen 3D-Drucker keine uner-freuliche Überraschung geben. J B I |

Lars Holfort ist verantwortlich für 3D-Drucker bei Konstruktionswerk in Düsseldorf.

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AU F B AU U N D O P T I M I E R U N G I T - G E S T Ü T Z T E R P R O D U K T I O N S P R O Z E S S E

weil Qualität entscheidend ist

DM_Anzeigen_2014_1.indd 3 12.11.2013 12:57:49 Uhr

Fused Deposition Modeling (FDM): Das FDM-Verfahren funktioniert ähnlich ei-ner Heißklebepistole. Filament (ein dünner Kunststofffaden) wird geschmolzen und mit einer Düse schichtweise aufgetragen. Häu-figste Bau-Materialien sind Acrylnitril-Bu-tadien-Styrol (ABS) oder Polylactid (PLA).Viele der 3D-Drucker für den Privatgebrauch funktionieren nach diesem Verfahren. Ein Vorteil ist, dass es sich bei sehr vielen dieser Drucker um Open-Source-Geräte handelt. Updates der Software sind damit kostenlos, in Foren kann man sich mit vielen Nutzern austauschen und von Weiterentwicklungen kostenfrei profitieren.Die Auflösung der Bauteil-Oberfläche ist jedoch meist nicht besonders hoch. Es gibt allerdings auch Modelle für die professio-nelle Anwendung, die bessere Qualitäten und vor allem Teile hoher Festigkeit ferti-gen können.

Selective Deposition lamination (SDl)Besonders nachhaltig arbeiten 3D-Drucker, die das Bau-Material Papier verwenden. Wie ein normaler Drucker ziehen die Geräte die Blätter ein und verkleben sie Schicht für Schicht. Ein Messer schneidet das Bauteil aus. Solche Teile lassen sich bei integrier-tem Tintenstrahl-Druckkopf sogar farblich gestalten. Von Nachteil ist jedoch, dass sich Hohlräume nur schwer umsetzen lassen.

PulverdruckDrucker, die nach diesem Verfahren arbei-ten, verfestigen schichtweise Pulver durch einen Binder. Auch hier ist Mehrfarbendruck möglich, den allerdings nur ein Hersteller beherrscht. Pulver und gedruckte Objekte sind meist gipsähnlich.

Selektives lasersintern (SlS)Mittels Lasersintern lässt sich sowohl Metall als auch Kunststoff verarbeiten. Ein Laser schmilzt das Material in Pulver auf, so dass die Körner beim Abkühlen zusammenbacken.

Stereolithographie (Stl oder auch SlA)Wiederum ist ein Laser im Spiel, der jedoch in Fall der Stereolithographie einen zunächst

flüssigen Kunststoff in dünnen Schichten aushärtet. Diese Technologie wurde bereits in den achtziger Jahren entwickelt. Deshalb liegen zu ihr die größten Erfahrungswerte vor. Mit Werkstoffen wie Epoxidharz lassen sich Präzisionsbauteile mit sehr hoher Auflö-sung erzeugen.

PolyjetDas Bau-Material sind beim Polyjet Photo-polymere, die auf eine Plattform gespritzt und sofort mit UV-Licht ausgehärtet wer-den. Das Druckprinzip entspricht dem eines Tintenstrahldruckers, wobei die 3D-Drucker mindestens zwei Druckköpfe haben. Aus einem Druckkopf kommt das Bau-Material, aus dem zweiten Gel-artiges Stützmateri-al. Das Stützmaterial muss nach dem Druck entfernt werden. Mit diesem Verfahren lassen sich sehr feine Oberflächen erzeugen, jedoch ist die Nach-bearbeitung gerade von filigranen Bauteilen aufwendig. Große und stabile Bauteile las-sen sich mit Wasserdruck reinigen, kleinere hingegen müssen manuell nachbearbeitet werden. Das ist zum einen zeitaufwendig, zum anderen kann die Reinigung kleine De-tails zerstören.

Multi-jet ModelingDas Multi-Jet-Modeling-Verfahren nutzt eine dem Polyjet-Verfahren ähnliche Technolo-gie. Auch hier wird flüssiges Bau-Material, zum Beispiel wachsartige Thermoplaste, mit UV-Licht verfestigt. Es lassen sich sehr dün-ne Wände und feine Auflösungen bei den Bauteilen erreichen.Ein wesentlicher Unterschied zum PolyJet-Verfahren ist der erheblich geringere Nachbearbeitungsaufwand der Bauteile. Dadurch, dass mit dem Wachsausschmelz-verfahren gearbeitet wird, ist nahezu keine manuelle Nacharbeit der Objekte erforder-lich. Als weiteren Vorteil lassen sich auch Hohlräume in beispielsweise sehr dünn ge-druckten Rohren umsetzen. Anders als das Gel-artige Stützmaterial bei dem vergleich-baren Polyjet-Verfahren kann bei der Multi-Jet-Modeling-Technologie das Stützmaterial einfach ausgeschmolzen werden.

DIE VERFAHREN IM BLICK


zubauen, das mehreren Kriterien genügt: minimales Gewicht, maximale Steifigkeit und minimaler Herstellungs- beziehungs-weise Montageaufwand – das lässt sich etwa durch möglichst wenig Streben er-reichen. Für die auftretenden Kräfte lie-gen nur Erfahrungswerte vor, das bedeu-tet, diese können in der Praxis sowohl im Betrag als auch in ihrer Richtung streuen. Eine stochastische Komponente also, die zusätzlich in das Optimierungsproblem einfließen sollte.

Viele Ziele und StochastikSomit ist eine multikriterielle und stochasti-sche Optimierungsaufgabe zu lösen, zu der es im Allgemeinen keine eindeutige Lö-sung gibt. Vielmehr existieren mehrere so-genannte pareto-optimale Lösungen. Die-se zeichnen sich dadurch aus, dass es keine andere Lösung gibt, die in allen Zielfunktio-nen besser (oder gleich) ist.Es ist offensichtlich, dass das leichteste Fachwerk das Volumen null hat, aber die Steifigkeit in diesem Fall nicht maximal ist. Umgedreht weist ein Fachwerk, das aus

Beim Entwurf der Vorrichtungen für den Karosseriebau nimmt der Druck auf die Planer und Konstrukteure ständig zu. Mit ihrem Erfahrungs-

wissen und Können konnten sie bisher die Probleme lösen. Um auch künftigen An-forderungen zu genügen, entwickeln Wis-senschaftler am IWU eine Methode zum intelligenten Aufbau einer „optimalen“ Fachwerksstruktur mittels bionischer Ver-fahren. Sie bringen dabei automatische Steifigkeitsberechnungen auf Grundlage räumlicher Rahmenelemente ins Spiel.

optimierung beim klassischen FachwerkDie Literatur nennt unterschiedliche Wege, die zur optimalen Fachwerksstruktur führen[1]. Den Rahmen bildet stets der zur Verfügung stehende Bauraum, innerhalb dessen unter den gegebenen Randbedin-gungen (Lasten und Einspannungen) eine optimale Struktur erstellt wird.Bei dem häufig eingesetzten Ansatz SIMP

(Solid Isotropic Material with Penaliza tion) wird zunächst der gesamte zulässige Bau-raum mit einer vorgegebenen Rasterung durch Kanten überdeckt (sogenannte Ground-Structure-Methode), sodass jeder Knoten mit jedem anderen verbunden ist. Anschließend gilt es, aus dieser enormen Zahl an Kanten gezielt nur diejenigen bei-

zubehalten, die wichtig für die Steifigkeit des Systems sind. Dabei darf die Konstruk-tion ein vorgegebenes Maximalvolumen nicht überschreiten und das Kräftegleich-gewicht muss erfüllt sein.

Das resultierende Optimierungsproblem lässt sich wie folgt formulieren:

Dabei beschreibt der Vektor die Knotenverschiebungen und -dre-hungen, der Vektor die Kräfte und Momente an den Knoten. Die Mat-rix ist die Gesamtsteifig-keitsmatrix (für 3D-Rahmenelemente) des Systems. beschreibt das Maxi-malvolumen des Fachwerks, n die Anzahl der Knoten und x eine mehrdimensionale binäre Variable, die 1 ist, wenn die jewei-lige Kante enthalten ist. Beim vorliegen-den Problem ist jedoch ein Fachwerk auf-

B I o N I S C h E o P t I M I E R U N g F ü R FA C h W E R K S S t R U K t U R E N V o N K A R o S S E R I E B A U V o R R I C h t U N g E N

Die Methoden der Ameisen und SchwärmeStetig steigende Modellvielfalt und verkürzte Entwicklungszeiten im Automobilbau führen bei den zugehörigen Karosserie-

bauvorrichtungen zu zunehmendem Entwicklungsdruck. Das Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umform-

technik (IWU) arbeitet an einer Methode, die auf Bionik und Ameisenalgorithmen basiert.

VoN MARCEl RöBER UND DR. MARCEl toDtERMUSChKE

054 | SIMUlAtIoN & VISUAlISIERUNg | Bionische Optimierung

Exemplarische Karos-seriebauvorrichtung mit einer Fachwerks-grundstruktur.

Nur die Streben bleiben bestehen, die wichtig für die Steifigkeit sind.


Bionische Optimierung | SIMUlAtIoN & VISUAlISIERUNg | 055

sämtlichen zur Verfügung stehenden Stre-ben besteht, eine maximale Steifigkeit auf, jedoch ist dieses auch extrem schwer.

Ziel muss es sein, möglichst schnell mög-lichst gut geeignete Strukturen zu finden, die der Konstrukteur erfahrungsbasiert be-wertet und bezogen auf weitere praktische Erfordernisse und Vorgaben anpasst.

Preprocessing durch AmeisenalgorithmenAufgrund der hohen Anzahl von Variablen muss der Suchraum erheblich reduziert werden – bei einem gleichmäßigen Raster von 10 Zentimetern und einem Suchraum von 60 x 3 x 1 Metern beispielsweise existie-ren 60 x 30 x 10 = 18.000 Knoten und rund 162.000.000 mögliche Kanten. Erst dann kann die eigentliche multikriterielle Topolo-gieoptimierung beginnen. Dazu dient das naturanaloge Verfahren ACO (Ant Colony Optimization) [2]. Es sucht nach möglichst optimalen Pfaden für die Fachwerksstruk-tur, wobei es „unwichtige“ Knoten und Stre-ben aus der Menge der möglichen Streben entfernt. Einzelne Streben bewertet dieses Verfahren im Gegensatz zum klassischen „Kürzeste-Wege-Problem“ nicht nur nach ihrer Pfadlänge, sondern beispielsweise auch nach deren Winkel und Nähe zu den Punkten, an denen Kräfte wirken.

optimierung durch PartikelschwärmeBasierend auf dem reduzierten Modell er-folgt die Optimierung des Fachwerks, die ebenfalls durch ein bionisches Optimie-rungsverfahren, die Partikelschwarmop-timierung [3], realisiert wird. Ausgehend von den verbleibenden Knoten werden Kanten generiert, die sich frei durch den Raum bewegen können. Dabei „kennt“ jede Strebe den bisherigen Verlauf der Op-timierung. Ausgehend von diesem Wissen

passt die Kante ihre Bewegungsgeschwin-digkeit durch den Raum an, um sich so ei-ner möglichst guten Position anzunähern. Restriktionen wie das Kräftegleichgewicht oder maximal zulässige Spannungen be-rücksichtigen sogenannte Penalty-Terme, indem sie unzulässige Positionen „bestra-fen“. Diese Positionen entfallen im Laufe der Optimierung. Weiterhin stellen die Regeln sicher, dass das vorgeschlagene Fachwerk konstruktiv umgesetzt werden kann, dass es also etwa zusammenhängend ist und gewisse Schnittwinkel einhält.

Ergebnis der Optimierung sind verschie-dene pareto-optimale Fachwerke, die an-

schließend in Catia-V5 als parametrisiertes CAD-Modell automatisiert aufgebaut wer-den und sich dort weiterverarbeiten lassen.

Damit hat der Konstrukteur ein Hilfsmit-tel, mit dem er schnell eine erste Lösung erhält, die mit Blick auf die Ziele – bei-spielsweise Gewichtsreduktion – optimal ist. Zusätzlich laufen erste Steifigkeitsunter-suchungen im Hintergrund, um die tech-nische Realisierbarkeit sicherzustellen. In Catia-V5 lassen sich weitere Steifigkeitsun-tersuchungen durchführen, ohne ein FE-Modell aufzubereiten.

Der Mensch ist entscheidendDie Lösung soll den Konstrukteur nicht er-setzen. Vielmehr soll sie ihm Hilfsmittel sein,

um die Qualität seiner Arbeit zu erhöhen und Zeit zu sparen. Die finale Entscheidung liegt weiterhin beim Kontrukteur mit sei-nem Erfahrungswissen und seinen kogniti-ven Fähigkeiten. Diese Eigenschaften sind unverzichtbar beim Lösen komplexer Prob-leme und werden es auch künftig bleiben.

Neben reinen Fachwerksstrukturen exis-tieren auf Karosseriebauvorrichtungen zahlreiche andere Komponenten, die es gilt, ebenfalls in das entwickelte Modell zu integrieren. Beispielsweise lassen sich An-schlussplatten ebenso als Balken approxi-mieren, indem man sogenannte Hrenni-koff-Elemente [4] verwendet.

Für Anbauteile wie Konsolen oder Bau-teilspanner ist ein ähnliches Vorgehen vor-gesehen.

Zudem laufen Validierung und Optimie-rung für weitere Anwendungsfälle wie Brü-cken oder Kräne. Das soll den Einsatz dieser neuen Methodik auch in anderen Branchen ermöglichen. J B I |

Literatur[1] Mohr, D. P.: Redundante Topologieoptimierung, Dis-

sertation, Universität der Bundeswehr München, Fa-kultät für Luft- und Raumfahrttechnik, 2011.

[2] Blum, C.: Ant colony optimization: Introduction and recent trends, Physics of Life Reviews, Vol. 2, No. 4, 2005, S. 353-373.

[3] Kennedy, J. und Eberhart, R.: A new optimizer using particle swarm theory, Sixth International, Symposi-um on Micromachine and Human Science, Nagoya 1995, S. 25-34.

[4] Hrennikoff, A.: Solution of problems of elasticity by the frame-work method, Journal of Applied Mecha-nics 8, 1941, S. 169-175.

Dipl.-Math. Marcel Röber und Dr.-Ing. Marcel Todter-muschke vom Fraunhofer Institut für Werkzeugma-schinen und Umformtechnik in Chemnitz.

Programmablauf inklusive Software-Umgebung und einer Illustration der jeweiligen Schritte. Bilder: Fraunhofer IWU

Alle in der Struktur mög-lichen Kanten, die keine unzulässigen Gebiete (graue Bereiche) enthalten.

Die Validierung für weitere Anwendungsfälle läuft bereits.


sen anschließend als Vorlage für andere, ähnliche Modelle verwendet.

Eine umfangreiche Sammlung von Mesh-Motion- und Verformungsalgorithmen bie-tet Flexibilität für die Modellierung ver-schiedener Arten von Pumpbewegungen. Vordefinierte Standard-Subroutinen erlau-ben die Modellierung von Gerotor- und Flügelpumpen mit einem Hexaedergitter. Spalte lassen sich mit einer ausreichenden Anzahl von Gitterelementen auflösen. Für andere Pumpenarten wie Zahnrad- und Sichelpumpen stehen zwei verschiede-ne Verfahren zur Verfügung: ein einfacher Mesh-Sweep-Ansatz (2,5-D-Remeshing) und der neuere Mesh-Replacement-Ansatz, bei dem der Berechnungsingenieur vorde-finierte Gitter zu diskreten Zeitpunkten zu-sammenfügt, und die Lösung von einem Gitter in ein anderes interpoliert.

Die Simulation von Kolbenpumpen kann von Modellierungsverfahren zur Gitterver-formung wie dem Layering profitieren, bei dem während der alternierenden Bewe-gung des Kolbens in der Kammer Elemen-te in Form von Schichten hinzugefügt und entfernt werden. Andere Ansätze wie Mesh Smoothing und Tetrahedral Remeshing bieten weitere Verbesserungen bei der Mo-dellierung der Pumpbewegung.

Sie fördern Kraftstoff, bauen Druck im Servo-System der Lenkung oder im Automatikgetriebe auf. Gera-de in der Automobilindustrie kom-

men Hydraulikpumpen häufig in Form von Zahnrad- oder Gerotor- sowie Flügel- oder Kolbenpumpen vor.

Üblicherweise wird bei deren Auslegung Simulation eingesetzt, insbesondere die numerische Strömungsmechanik (Compu-tational Fluid Dynamics – CFD).

Die CFD-Simulation einer Hydraulik-pumpe ist jedoch komplex. Eine der He-

rausforderungen besteht darin, dass das Strömungs- beziehungsweise das Kontroll-volumen zeitabhängig variiert. Daher muss der CFD-Löser in der Lage sein, das Gitter zu deformieren und gegebenenfalls neu zu erzeugen. Zudem liegt der Spalt zwischen bewegten und stehenden Teilen in der Größenordnung von nur wenigen Mikro-metern. Die exakte Modellierung der Strö-mung durch diese Leckagespalte ist für die exakte Bestimmung des volumetrischen Wirkungsgrades entscheidend.

Zudem kann Kavitation auftreten. Auch das ist zu beachten, wie auch die Kompres-sibilität des Fluids. Oft ist zudem die Ver-formung von Prallblechen relevant. Diese Einwirkungen lassen sich mit der Fluid-Struk-tur-Interaktion (FSI) berücksichtigen.

Werkzeuge für die SimulationEinen kompletten Toolsatz zum Lösen die-ser Probleme liefert beispielsweise An-sys mit der „Workbench“. Im Gegensatz zu kundenspezifischen CFD-Lösungen für das Pumpendesign, lassen sich aus den enthal-tenen Simulationstools Workflows zur Mo-dellierung verschiedener Designparameter und Betriebsbedingungen für nahezu alle Arten von Pumpen erstellen.

In die Umgebung sind mehrere physika-lische Disziplinen wie CFD und Strukturme-chanik einbindbar. Die Datenübertragung zwischen den verschiedenen Komponen-ten erfolgt automatisch. Design-Point-Funk-tionen in der Workbench ermöglichen die automatisierte Untersuchung von Parame-teränderungen auf das Design.

Das gitter bildenDie Workbench bietet Geometrie- und Meshing-Tools. Sie erlauben es, schnell CFD-Modelle zu erzeugen. Der Anwender kann die Geometrien und Gitter für viele Pumpenarten teilautomatisiert erzeugen, indem er einen Prozess definiert und die-

B E R E C h N U N g U N D A U S l E g U N g V o N h Y D R A U l I K - P U M P E N

Ein toolset für alleIn Fahrzeugen kommen Hydraulikpumpen in unterschiedlichsten Ausführungen vor. Bei allen Typen gilt es, Wirkungsgrad-

verluste und Geräusche aufgrund von Leckage und Kavitation zu vermeiden. Mit den Tools der Ansys Workbench lassen sich

für alle Varianten Simulations-Abläufe erarbeiten. VoN lAZ FolEY UND PADMESh MANDloI

056 | SIMUlAtIoN & VISUAlISIERUNg | CFD-Simulation

Vergleich zwischen simulierten Daten der Gerotorpumpe und Testdaten.

Gitter an Flügelpumpe.

Kavitationsblase in einer Gerotorpumpe.


CFD-Simulation | SIMUlAtIoN & VISUAlISIERUNg | 057

Weitere Funktionen sorgen für exak-te Ergebnisse: physische Modelle wie die Komprimierbarkeit der Flüssigkeiten, Mehrphasenmodelle sowie die Tempera-turabhängigkeit des Dampfdrucks zur Mo-dellierung der Kavitation und Lösungsinter-polation für mehrere Gitter.

Die CFD-Lösungen von Ansys unterstüt-zen auch High Performance Computing (HPC). So lässt sich die Simulationszeit durch die Anzahl parallel genutzter Prozessoren beeinflussen und erheblich reduzieren.

Im Nachgang greift die Software CFD-Post. Mit ihr lassen sich die Berechnungs-ergebnisse auswerten und Animationen erstellen, die das Verhalten der Pumpe im Betrieb visualisieren.

Beispiel – VerdrängerpumpeBei Verdrängerpumpen ist der Volumen-strom direkt von der Pumpendrehzahl ab-hängig. Mit zunehmender Drehzahl wird der Volumenstrom jedoch durch Kavitation erheblich verringert.

Mittels CFD-Simulation kann der Be-rechnungsingenieur bestimmen, bei wel-cher Grenzdrehzahl Kavitation einsetzt und wie sehr diese den Volumenstrom be-einträchtigt.

Die Modellierung erzeugt ein hochwer-tiges Gitter aus Hexaeder-Elementen. Eine Subroutinen-basierte Node-Motion-Tech-nik bildet die Bewegung des Gitters ab. Zudem kommt das Schnerr-Sauer-Kavita-tionsmodell zum Einsatz. Die Design-Point-Funktion spielt acht verschiedene Pumpen-drehzahlen für ein und dasselbe Modell durch. Um die Grenzdrehzahl und die Ver-ringerung des volumetrischen Wirkungs-grades für alle acht Fälle zu simulieren, ar-beitet ein 64-Bit-AMD-Quad-Core-Rechner mit 8-GByte-Arbeitsspeicher weniger als 1,5 Tage.

Fallstudie: FlügelpumpeWenn bei einer Flügelpumpe das Fluid von den rotierenden Kammern in die festste-henden Einlass- und Auslassöffnungen ge-langt, ändert sich schlagartig das verfügba-re Volumen. Dies erzeugt Druckwellen und damit Geräusche.

CFD kann dazu dienen, verschiedene Formen der Öffnung zu analysieren. Eine Fallstudie vergleicht eine Standardform mit einer modifizierten Variante mit V-Einker-bung. Ergebnis ist die Gegenüberstellung der jeweiligen Druckwelleneffekte bei ver-schiedenen Pumpendrehzahlen. Resultat ist eine Reduzierung des Spitzen-Schie-

berdrucks um 37,5 Prozent bei der Ausführung mit der V-Einkerbung. Die V-Einker-bung verringert außerdem die Druckschwankungen bei allen Frequenzen an der Auslassöff-nung.

Die Bewegung aller Gitter-punkte für das gesamte Strö-mungsvolumen mit einer Sub-Routine explizit vorzu-schreiben, ist nicht trivial. Ins-besondere, da die Vernetzung des Strömungsvolumens mit Hexaeder-Elementen nur mit großem Aufwand möglich ist.

Gebräuchlicher ist, ein zweidimensio-nales Remeshing der Facetten dreieckiger, keilförmiger Elemente an einer der Flächen und einer Extrusion für das aktualisierte Git-ter in der dritten Richtung durchzuführen. Jedoch eignet sich dieses 2,5-D-Remes-hing-Verfahren nicht, um winzige Spalte mit ausreichend vielen Gitterelementen aufzulösen.

Ein neuer Simulationsansatz erlaubt, Net-ze mit genügend Elementen im Leckages-palt zu erzeugen. Es wird eine Folge von 19 Netzen an unterschiedlichen Positionen er-zeugt, die dazu dient, die Netzbewegung innerhalb eines Zahneingriffs abzubilden. So lässt sich die volle 360-Grad-Rotation des Zahnrades simulieren.

Ein Workflow generiert diese Gitter auto-matisch mit einer fein aufgelösten Spaltre-gion. Ein Script lädt diese Gitter nacheinan-der in den CFD-Löser, der dann die Lösung aus jedem Gitter auf das darauffolgende Gitter interpoliert.

Die Berechnung der Gitterverformung erfolgt mit diffusionsbasierter Glättungs-technik. Dieses Verfahren sagt zuverlässig das Drehmoment, die Wandkräfte und die Leckage voraus.

Und die gerotorpumpeZiel der Simulation von Gerotorpumpen ist im Normalfall die Vorhersage von Drehmo-ment, Kavitation, Druck in der Dichtkammer und der Kräfte an der Welle. Technische He-rausforderungen sind enge Spalte und eine große Verformung des Fluidvolumens.

Mögliche Simulationsverfahren sind 2,5-D-Remeshing, ein reines Hexaedergitter-Verfahren mit einer User-Defined Function (UDF) für die Knotenpunkt-Bewegung und die Immersed-Solid-Methode.

Das 2,5-D-Remeshing liefert mehr Ele-mente im Kern, kann aber nicht die Strö-

mung im Leckagespalt vorhersagen. Mit reinem Hex-Ansatz können mehr Elemente im Spalt zwischen den Zahnrädern platziert werden, um die Strömung dort exakt vor-herzusagen.

Dieses Beispiel wurde für vier Betriebsbe-dingungen mit verschiedenen Drehzahlen und Drücken untersucht. Die Ergebnisse zeigen minimale Kavitation, jedoch einen niedrigen volumetrischen Wirkungsgrad.

Annahme ist, dass der Spalt zwischen den Zahnspitzen und die Leckagepfade einen großen Einfluss auf den volumetri-schen Wirkungsgrad haben.

Wie die Beispiele zeigen, eignet sich ein integriertes Toolset wie die Ansys Work-bench dazu, Simulationsabläufe einschließ-lich Geometrie-Aufbereitung, Gitterge-nerierung, Lösung und Postprocessing festzulegen. J B I |

Laz Foley ist Lead Technical Services Engineer und Padmesh Mandloi Regional Manager Support & Services, beide bei Ansys.

Analyse liefert um 37,5 Prozent reduzierten Spitzen-Schieber-druck.

Lücke zwischen Zahnspitzen, ein Element breit (links) und mehre-re Elemente breit (rechts). Bilder: Ansys

Druckkonturen an Zahnradpumpen-Oberflächen.


tivität (Verhältnis produktiver Arbeitszeit zur kompletten Anwesenheitszeit) durch-aus Berechtigung, dagegen macht es in der Produktentwicklung keinen Sinn, die pro-duktive Arbeitszeit beispielsweise anhand der Anzahl erstellter 3D-CAD-Modelle pro Tag auf diese Weise zu betrachten. Denn in die Produktentwicklung spielen komplexe-re Einflüsse hinein:• sich ständig ändernde Kundenanforde-

rungen, die erst durch änderungsan-träge und nach deren technischer und wirtschaftlicher Bewertung in änderungs-aufträgen münden,

In der Initiative Process Indicators for Pro-duct Engineering (PIPE) haben Unterneh-men wie Contact Software, Dassault Sys-tèmes, IBM Software, IBM Global Business

Services und Transcat PLM Deutschland zu-sammengearbeitet. Der VDMA unterstütz-te als ideeller Träger und der Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik an der Otto-von-Guericke-Universität (OVGU) Magdeburg übernahm die Rolle der Wissenschaft.

Gemeinsame Aufgabe war, PLM-Lösun-gen mit Hilfe von standardisierten Prozess-indikatoren für das Product Engineering zu bewerten. Nach erfolgreichem Abschluss der Initiative sind nun Prozessindikatoren verfügbar, die alle relevanten PLM-Diszipli-nen abdecken.

In den letzten Jahren standen die Bemü-hungen im Vordergrund, die Nutzenaspek-te von PLM-Lösungen vor deren Einführung vorherzusagen beziehungsweise monetär quantifizieren zu können. Heute liegt die Bewertung der PLM-Lösungen nach deren Einführung mittels Kennzahlen im Fokus der Betrachtung.

Was Kennzahlen sindKennzahlen geben komplexe Sachverhal-te in einfacher Form (etwa die Anzahl der änderungsanträge in der Produktentwick-lung) oder verdichtet (beispielsweise Früh-erkennungsgrad redundanter änderungs-anträge) wieder.

Ein sogenannter Indikator ist eine Kenn-zahl, die vom Anwender anhand vorgegebe-ner Werte (Soll-Ist- oder Zielwert) interpretiert werden kann. Der Indikator kann sich auf den

Erfolg, die Leistung oder Auslastung des Be-triebs, seiner einzelnen organisatorischen Ein-heiten oder einer Maschine beziehen. Daher haben sich in der Produktion viele sinnvol-le Indikatoren hauptsächlich für Maschinen und Anlagen ergeben, die beispielsweise im VDMA-Einheitsblatt 66412-1 „MES-Kennzah-len“ zusammengeführt wurden.

Kennzahlen ins Engineering bringenDoch wie lässt sich die Idee des Indikators auf das Umfeld der Produktentwicklung übertragen? In der Produktion hat bei-spielsweise der Indikator Personalproduk-

058 | MANAgEMENt | Kennzahlen in der Produktentwicklung

Q U A l I t Ä t I M E N g I N E E R I N g - P R o Z E S S M E S S E N

Projekt PIPEWie genau müssen Kennzahlen in der Produktentwicklung definiert sein, damit sie das Unternehmen weiterbringen? Ver-

treter aus Industrie, Verband und Wissenschaft stellten sich dieser Frage in der Initiative PIPE. Ergebnis ist ein Standardsatz

an Indikatoren, die helfen sollen, die Abläufe in der Produktentwicklung zielgerichtet und kontinuierlich zu optimieren.

VoN DR. MIChAEl SChABACKER

Name/Bezeichnung des Indikators:

Früherkennungsgrad redundanter Änderungsanträge

Beschreibung des Indikators

PEP-Phase: Je früher redundante Anträge erkannt werden, desto früher werden unnötige Prozessschritte vermieden und andere Prozesse weitergeführt oder beendet werden.

Nutzen/Verbesserungspotential/ Anwendungsfall:

Der Anteil der früherkannten redundanten Anträge soll sich tendenziell auf Grund der Lernkurve über die Zeit erhöhen.

Zeitverhalten: Kontinuierlich

Definition und Berechnung des Indikators

Formel: NoECRRED err pre = Number of Engineering Change RequestsRED err pre (Anzahl der durch Voranalyse erkannten redundanten Änderungsanträge)

NoECRRED err = Number of Engineering Change RequestsRED err (Anzahl aller erkannten redundanten Änderungsanträge)

EWRoECRRED err = Early Warning Rate of Engineering Change RequestsRED err (Früherkennungsgrad redundanter Änderungsanträge)

Einheit/Dimension: Prozent

Bewertung: Trend: Je höher, desto besser

Analyse: Aufgrund einer Lernkurve sollte sich der Anteil der Früherkennungen kontinuierlich verbessern. Je kleiner der Anteil ist, umso größer sollte die Verbesserungsrate sein. Früherkennungsraten nahe 100% können nur noch schwer verbessert werden.

Vermerke

Hinweise/Erklärung: -

Unternehmenszuständigkeit: þ Vertrieb þ Entwicklung/Konstruktion ☐ Fertigung ☐ Service ☐ Einkauf

Unternehmensebene: Mittleres Management: Entwicklungs-/Konstruktionsleitung, Portfoliomanagement, Produkt- und Baureihenverantwortliche, Controlling

PIPE-Prozess: þ  Änderungsmanagement ☐ Anforderungsmanagement ☐ Konfigurationsmanagement ☐ Projektmanagement ☐ Collaboration Management

Ergebnis)für)PIPE.Indikatoren)PeriodeBeginn: 31.01.12

Ende: 15.03.13

Periodenlänge: 409 Tage

PIPE.Prozess PIPE.Indikator ErgebnisUnternehmens.

spezifische)Werte Einheit Berechnung/BewertungV E/K F S E

AnforderungsmanagementAnforderungsmanagement 2.1)Freigabegrad)von)Anforderungen 80,00% 70% % Freigabegrad*von*Anforderungen*=*Anzahl*aller*freigebener*widerspruchsfreier*Anforderungen/Anzahl*aller*Anforderungen***100% x x x x >

Anforderungsmanagement2.2)Bearbeitungsstatus)von)Anforderungen 80,00% 82% % Abdeckungsgrad*der*Anforderungen*durch*Lösungselemente*=*Anzahl*aller*unbearbeiteter*Anforderungen/Anzahl*aller*Anforderungen***100%

> x > > >

Anforderungsmanagement2.3)Abdeckungsgrad)durch)Abnahmekriterien 20,00% 70% % Abdeckungsgrad*durch*Abnahmekriterien*(vollständig)*=*Anzahl*der*definierten*Abnahmekriterien/Anzahl*aller*Anforderungen***100%

x x > > >

Anforderungsmanagement2.3)Abdeckungsgrad)durch)Abnahmekriterien 30,00% 70% % Abdeckungsgrad*durch*Abnahmekriterien*(Umfang)*=*Anzahl*der*nachbearbeiteten*Anforderungen*/Anzahl*aller*Anforderungen***100%

x x > > >

Bild 1: Ein Prozessindikator ist umfassend beschrieben.

Bild 2: Eine Prozessin-

dikator-auswer-tung für

das Anfor-derungs-manage-

ment.


Kennzahlen in der Produktentwicklung | MANAgEMENt | 059

• der Wunsch nach einfach konfigurierba-ren Produkten, damit ein Produkt mög-lichst viele Kunden zufriedenstellt,

• effektiv organisierte Produktentwicklungs-projekte und Projektteams, die neue und komplexe Lösungen in immer kürzerer Zeit entwickeln.

Dies erfordert auch die Zusammenarbeit auf Komponentenebene zwischen internen und externen Produktentwicklungspart-nern, um möglichst schnell und nachvoll-ziehbar Entscheidungen herbeizuführen.

Daher haben die Projektpartner von PIPE Indikatoren für die Prozesse Anforderungs-, änderungs-, Konfigurations- und Projekt-management sowie Collaboration Ma-nagement entwickelt. Um Unternehmen die Identifikation von Optimierungspoten-zialen im Produktentstehungsprozess (PEP) mittels standardisierter Prozessindikatoren zu erleichtern, liegt der Fokus auf dem kon-tinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP), der durch Reorganisation, verbesserte Me-thoden und Abläufe und Werkzeuge (bei-spielsweise CAx- oder PDM-Systeme) in der Produktentwicklung zu erreichen ist.

Zur Methodenverbesserung können auch Schulungsmaßnahmen beitragen. Sie füh-ren beispielsweise zu einheitlichen Model-lierungsmethoden am 3D-CAD-Arbeitsplatz und verbessern so die Zusammenarbeit.

Ein Prozessindikator unterstützt bei:• Entscheidungen durch Problemerkennung,

Darstellung oder Informationsgewinnung,• Kontrolle durch Soll-Ist-Vergleiche,• Dokumentation durch Nachvollziehbar-

keit und Transparenz der Prozesse,• Koordination durch Verhaltenssteuerung.

Wie sich Indikatoren bildenDie Beschreibung der Prozessindikatoren erfolgte in Anlehnung an das VDMA-Ein-heitsblatt 66412-1 MES-Kennzahlen. Die Daten für einen Prozessindikator können für die Ist-Aufnahme entweder manuell zusammengetragen oder aus IT-Systemen – beispielsweise ein PDM – in einer vorher zu bestimmenden Zeitperiode (monatlich, quartalsweise, Geschäftsjahr oder pro Pro-jekt) ausgelesen werden. Die Prozessindi-katoren sind so aufgebaut, dass beide Fälle berücksichtigt werden. Einige Prozessindi-katoren umfassen Formelzusammenhän-ge von Variablen (erkennbar an Endungen wie „…verhältnis“ oder „…grad“), andere aufsummierte Anzahlwerte anhand von Merkmalen oder Merkmal-Clustern (än-derungsgrund, Produkt, Unternehmenszu-ständigkeit). Durch Summierung beispiels-

weise der änderungsanfragen kann bei der Auswertung eine Häufung über die Pro-duktlebenszyklusphasen hinweg erkannt werden, die auf Schwachstellen in Produk-ten, Prozessen oder Unternehmensberei-chen hinweisen. Dies erfolgt mit der Pivot-Methode anhand von Tabellen, da Daten einer Tabelle in verschiedenen Arten in ver-dichteter, zusammengefasster Form darge-stellt und ausgewertet werden können.

Weitere Informationen zum Prozessindi-kator zeigen dessen Nutzen, Verbesserungs-potenziale, Anwendungsfall und wie er zu bewerten ist. Eine Trendaussage könnte beispielsweise lauten: „je höher, desto bes-ser“. Zudem geben weitere Auswertungs-hinweise und Erklärungen Aufschluss über die Zuordnung des Indikators zu Unterneh-menszuständigkeiten und Abteilungen, Un-ternehmensebenen oder Verantwortlichen und zu PIPE-Prozessen (Bild 1).

VDMA-leitfadenEines der Ergebnisse aus der Initiative PIPE ist der VDMA-Leitfaden „Process Indicators for Product Engineering (PIPE)“. Dieser be-schreibt 24 Prozessindikatoren mit 37 Aus-wertungsmöglichkeiten. Die Indikatoren decken alle relevanten Disziplinen wie än-derungs- und Anforderungsmanagement im Product Lifecycle Management ab.

Der Nutzen liegt in einer einheitlichen Be-wertungsmethodik. Dadurch entfällt eine langwierige Ist-Aufnahme. Um die Umsetz-barkeit der Ergebnisse zu zeigen, wurde auf Excel-Basis ein PIPE-Werkzeug entwickelt.

PIPE anwendenBei der Anwendung des PIPE-Werkzeugs werden zuerst einmalig unternehmensspe-zifische Werte (Soll-/Zielwerte) für die ein-zelnen Prozessindikatoren zusammenge-stellt und diese mit dem Ergebniswert des

jeweiligen Prozessindikators mit Hilfe der Ampelfunktion visuell ausgewertet.

Die Ampelfarbe Grün besagt, dass sich der berechnete Wert für die Unterneh-menszuständigkeit und PEP-Phasen im zulässigen Bereich bewegt, so dass keine kontinuierliche Verbesserung im Prozess unbedingt erfolgen muss. Die Ampelfarbe Gelb besagt, dass der berechnete Wert in einem Toleranzbereich außerhalb des un-ternehmensspezifischen Wertes für die Un-ternehmenszuständigkeit und PEP-Phasen liegt; hier sollte mit einer kontinuierlichen Verbesserung für die jeweilige Unterneh-menszuständigkeit und jeweilige PEP-Pha-sen entgegengesteuert werden.

Die Ampelfarbe Rot bedeutet, dass der berechnete Wert weit außerhalb des To-leranzbereichs des unternehmensspe-zifischen Wertes für die Unternehmens-zuständigkeit und PEP-Phasen liegt; hier muss eine kontinuierliche Verbesserung für die jeweilige Unternehmenszustän-digkeit und jeweilige PEP-Phasen erfolgen (Bild 2).

Anschließend verdichtet eine Gesamt-auswertung den Erfüllungsgrad der PIPE-In-dikatoren in einem Spinnennetzdiagramm (Bild 3). Dieses spiegelt den aktuellen Stand eines Unternehmens wider.

Die ermittelten Prozessindikatoren wur-den mit Hilfe des PIPE-Werkzeugs bei ei-nigen Anwenderfirmen auf ihre Anwend-barkeit und Umsetzbarkeit geprüft. Weitere Informationen zu PIPE gibt der bereits er-wähnte Leitfaden des VDMA. Auch die Part-ner der Initiative geben gerne weiterfüh-rende Informationen. J B I |

Dr.-Ing. Dipl.-Math. Michael Schabacker vom Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg.

Bild 3: Auswertung der Ampelfunktionen für alle Prozessindikatoren und PIPE-Prozesse.Bilder: OVGU Magdeburg

0,0%$

20,0%$

40,0%$

60,0%$

80,0%$

100,0%$Änderungsmanagement$

Anforderungsmanagement$

Konfigura:onsmanagement$Projektmanagement$

Collabora:on$Management$

Reifegrad)

PIPE$Kompass Anzahl Anzahl AnzahlGesamt$

Indikatorenauswertung ReifegradÄnderungsmanagement 7 2 4 13 61,5%Anforderungsmanagement 1 1 2 4 37,5%Konfigurationsmanagement 0 1 6 7 7,1%Projektmanagement 5 0 3 8 62,5%CollaborationJManagement 2 0 3 5 40,0%Gesamt$Ampelauswertung 15 4 18 37 45,9%


en und Video oder Audio-Inhalte einzubin-den, ohne dass ihre Eigenschaften verloren gehen.

Trotzdem sollen Originaldateien zusätzlich zur PDF-Gesamtdokumentation mitgeliefert werden (beispielsweise Fertigungsanwei-sungen in DXF oder Berechnungsvorschrif-ten in Excel). Manche Dokumente sollen auch in der Gesamtdokumentation editier-bar bleiben – etwa ein Word-File oder ein eingebettetes Excel-Sheet.

Ein weiteres Problem stellen Dateitypen dar, die keine Konvertierungsmöglichkeit nach PDF aufweisen.

Strukturieren auf verschiedene ArtenDie Lösung sind strukturierte PDF. Sie bie-ten geeignete Funktionen für diese Anfor-derungen und unterstützen eine automati-sche Dokumentationserstellung.

Dabei ist „Strukturiertes PDF“ ein Sam-melbegriff für drei unterschiedliche Arten von Dateien.

1. Das PDF mit Anhang: Das PDF enthält eine oder mehrere Dateien als Anhang. Die-se Dateien können ein beliebiges Format haben. Die PDF-Datei kann auch Verweise in Form von Hyperlinks im Dokumententext auf diese angehängten (beziehungsweise eingebetteten) Dateien enthalten.

Für jede eingebettete Datei stehen die Standardinformationen (Dateiname, Größe und Typ) zur Verfügung. Im Adobe Reader symbolisiert eine „Büroklammer“ eingebet-tete Dateien.

Viele Industrie-Unternehmen ver-walten ihre Unterlagen für Kons-truktion, Fertigung, Teilebeschaf-fung und Instandhaltung in einem

PLM-Systemen. Die entsprechenden Do-kumente sind dort strukturiert abgelegt. Die jeweilige Struktur ist die Basis, um aus den Dokumenten unter anderem Kunden-dokumentationen, Ersatzteilkataloge und Montage-Anleitungen zu erstellen. Dazu werden Dokumente aus dem PLM-System kopiert, zusammengeführt und in einem einheitlichen Layout formatiert.

Als Dateityp für die digitale Zusammenstel-lung eignet sich beispielsweise PDF. Inter-aktive Bookmarks und Inhaltsverzeichnisse lassen sich direkt aus den Strukturen des PLM-Systems erzeugen und mit den Teildo-kumenten verlinken.

Das leid des RedakteursBei der Zusammenstellung der Dokumenta-tionen stehen die technischen Redakteure heute vor wachsenden Herausforderungen. So gilt es, in die PDF-Kundendokumentati-on geschützte Dokumente, signierte Datei-

S t R U K t U R I E R t E P D F U N t E R S t ü t Z E N D E N t E C h N I S C h E N R E D A K t E U R

Erst strukturieren, dann navigierenPDF ist ein zentrales Dateiformat beim Umgang mit digitalen Dokumenten – doch schöpfen nur wenige Unternehmen die

Potenziale aus, die das Format bietet. So ist oft unbekannt, dass die Dateien andere Dateien enthalten können oder dass ein

PDF auch Strukturen darstellen kann. Die „versteckten Möglichkeiten“, spürt der vorliegende Beitrag auf.

VoN DR. UWE WÄChtER

060 | PRoDUCt lIFECYClE MANAgEMENt | Technische Dokumentation

PDF-Dateien lassen sich nicht nur struk-turieren, auch andere Formate wie Word-Files können eingebettet werden.


Technische Dokumentation | PRoDUCt lIFECYClE MANAgEMENt | 061

2. Die PDF-Collection: Eine PDF-Collec-tion enthält eine oder mehrere PDF oder Dateien beliebiger Formate. Die einge-betteten Dateien können zusätzliche, be-schreibende Informationen bieten, die vom Adobe Reader bei der Suche ange-zeigt werden. Diese Informationen lassen sich spezifisch konfigurieren. So wären „Ab-sender“, „Betreff“, „Datum“, „Anlagen“ und „Größe“ sinnvoll bei E-Mails oder „Version“, „Freigegeben“, „Status“, „Projektname“, „Pro-jektnummer“ bei CAD-Zeichnungen.

Weiterhin kann eine PDF-Collection Ord-nerstrukturinformationen enthalten. Das Haupt-PDF dient in diesem als „Deckblatt“ zur Navigation und enthält eine Beschrei-bung der Zusatzinformationen.

3. Das PDF-Portfolio: Ein PDF-Portfolio entspricht technisch der PDF-Collection. Der wesentliche Unterschied besteht da-rin, dass die Hauptdatei grundsätzlich nur der Übersicht und Navigation dient. PDF-Portfolios bieten außerdem verschiedene Layouts zur grafischen, interaktiven Präsen-tation mittels Flash und Navigation der ent-haltenen Dokumente.

Mit den vorgestellten Möglichkeiten können auch nicht druck- und visualisier-bare Informationen –wie Audio und Video – eingebettet und verteilt werden. Das er-öffnet bei der Erstellung von digitalen Do-kumentationen und Produktinformationen zusätzliche Spielräume.

Die automatische DokumentationStrukturierte PDF-Typen lassen sich mit Lö-sungen zur automatischen Dokumenta-tions- beziehungsweise Dokumenterstel-lung nutzen. Solche Lösungen entwickelt beispielsweise der Anbieter Seal Systems.

Diese Systeme unterstützen strukturier-te PDF-Typen sowohl im Input, als auch im Output. Dadurch werden nicht nur Fehler vermieden (beispielsweise bei fehlender Konvertierungsmöglichkeit), sondern auch Dokumenteigenschaften (etwa Signatur oder Schutz) unverfälscht in die Gesamt-dokumentation übernommen. Editierbare und nicht druck-/visualisierbare Elemen-te bleiben editierbar beziehungsweise ab-spielbar. Die universelle Kompatibilität des PDF bleibt trotz allem erhalten.

Funktionen für das PublishingIn der Praxis dienen strukturierte PDF-Da-teien als Input für die Verarbeitung in Publi-shing-Prozessen.

Beispielsweise kann eine neue Gesamt-datei erstellt werden. Dazu lassen sich

strukturierte PDFs auflösen und die Teil-Dokumente anhand der in der PDF-Datei gefundenen Strukturinformationen in eine Jobdatei übernehmen. Analog erfolgt die Verarbeitung anderer strukturierter Doku-mente, beispielsweise von Outlook-Mes-sages. Zudem lassen sich mehrere Datei-en zusammenfassen: Eingebettete Dateien werden dabei übernommen.

Bei kritischen Dokumenten ist auch der Einsatz von digitalen Stempeln und Was-serzeichen möglich. PDF-Collections und PDF-Portfolios werden zum Stempeln zu-nächst in einzelne, „normale“ PDF- Dateien umgewandelt. Erst dann erfolgt der Stem-pelprozess.

Die Publishing-Prozesse der Seal-Soft-ware können strukturierte PDF auch in der Ausgabe erzeugen. Dabei stehen drei PDF-Typen zur Verfügung:• PDF-Datei mit Navigationshilfe durch in-

terne Links auf Folgeseiten,• führende PDF-Datei mit Navigationshilfe

durch Links auf eigenständige PDF-Da-teien,

• eine führende PDF-Datei mit Navigations-hilfe durch Links auf eingebettete Dateien – entspricht dem Typ „PDF mit Anhängen“.

Häufig gilt es, Kundendokumentationen zu archivieren. Dabei ist je nach verwen-deter Norm die Archivierung eingebette-ter Dateien in strukturierten PDF-Dateien möglich:• bei PDF/A-2 ist das Einbetten von mindes-

tens PDF/A-1-konformen Dateien mög-lich,

• bei PDF/A-3 können beliebige Dokumen-tenformate eingebettet werden.

ResümeeFür digitale Publishing- und Dokumenta-tionsprozesse bieten strukturierte PDF fol-gende Vorteile:

Geschützte oder signierte PDF-Datei-en lassen sich ohne änderung in die Ge-samtdokumentation übernehmen. Bisher konnten solche Dateien nur mit Verlust des Schutzes beziehungsweise der Signatur verarbeitet werden.

Dokumente, die nicht konvertierbar sind oder die im Originalformat erhalten bleiben sollen, lassen sich unverändert in die Ge-samtdokumentation übernehmen. Struk-turierte PDF-Dateien können wesentlich schneller erzeugt werden als „flache“ PDF-Dateien.

Das Ergebnis eines Publishing-Prozesses ist weiterhin nur eine PDF-Datei, die alle an-deren Dokumente enthält. Dadurch ist das Ergebnis einfach zu handhaben und uni-versell kompatibel. J B I |

Dr. Uwe Wächter ist verantwortlich für das Product Management der Seal Systems AG in Rossdorf.

In einem PDF-Port-folio finden sogar Vi-deo und Audio ihren Platz – und eröffnen neue Möglichkeiten.

In eine PDF-Collection lassen sich Struktureninformationen über-nehmen. Sie ermöglichen es beispielsweise, E-Mails übersichtlich zu verwalten. Bilder: Seal Systems


bitionierte Ziel sowohl technisch als auch organisatorisch vollständig umzusetzen. Gelebte Praxis bei den meisten Fertigungs-unternehmen ist nach wie vor, dass ein Konstruktionsleiter „sein“ CAD-System aus-sucht und der CAE-Beauftragte nur Interes-se an dem Leistungsumfang des FEM-Pro-gramms hat.

Produktions- und Fertigungsleiter stre-ben eine präzise CAM-Anbindung an und die Fertigungsplanung/Arbeitsvorbereitung möchte die logistischen Zusammenhänge möglichst unkompliziert abbilden können.

Die Fokussierung der Fachabteilung auf das eigene Aufgabenfeld ist sicherlich nach-vollziehbar. Jedoch führt das Abteilungs-denken nicht zu optimalen Ergebnissen, da es den wechselseitigen Informationsaus-tausch zwischen Disziplinen und Mitarbei-tern nicht ausreichend berücksichtigt.

Häufig improvisieren Unternehmen, um die simultane Entwicklung mechanischer, elektronischer sowie programmtechnischer Produktkomponenten zumindest in Ansät-zen zu realisieren. In langwierigen Abstim-mungsrunden mühen sich Beteiligte, offene Fragen zu klären. Sie können jedoch kaum verhindern, dass Unstimmigkeiten in er-folgskritischen Teilprozessen erst zu einem sehr späten Zeitpunkt entdeckt werden.

Mitunter fällt erst dem Einkauf oder der Fertigungsvorbereitung auf, wenn sich ein vorgefertigter Baustein in einem veralte-ten Release-Stand in die Gesamtkonstruk-tion „eingeschlichen“ hat. Entsprechend aufwändig gestalten sich – allein schon aus Dokumentationsgründen – die Nach-arbeiten.

Die Folgen für den ursprünglichen Zeit-plan und den beabsichtigten Produktanlauf sind offensichtlich. Es droht Gefahr für Ver-fügbarkeit und Funktion. Produkte entspre-chen nicht (mehr) den Markterfordernissen mit entsprechenden Konsequenzen für den vertrieblichen Erfolg und die Rentabilität.

Mittels integrierter Software lässt sich ein durchgängiges Wis-sens- und Projektmanagement entlang des Produktlebenszyk-

lus etablieren, das die Barrieren zwischen unterschiedlichen Fachdisziplinen und Or-ganisationseinheiten hinter sich lässt.

Industrie 4.0, cyber-physische Systeme (CPS), Smart Factory, Social Media in der Produktion – die Wortschöpfungen stehen für den Beginn einer neuen industriellen ära. Nach Ansicht der Wissenschaft werden künftig Produkt und Produktionssystem enger zusammenrücken. Voraussetzung ist ein durchgängiger Informations- und Pro-zessfluss, der die Inbetriebnahme respekti-ve den Produktanlauf beschleunigt.

Gleichzeitig sollen starke Simulations- und Virtualisierungsfunktionen die Arbeits-

ergebnisse jeden Schrittes sichtbar und frühzeitig erlebbar machen. Der Einzug so genannter Social-Media-Technologien hilft, den Kollaborationsanspruch mit Leben zu füllen, um Erfahrungen und Meinungen von Mitarbeitern als auch von Kunden nahtlos in die Entwicklung der Produkte einfließen zu lassen.

Ziele der IntegrationDie hier formulierten Ziele klingen zunächst wenig spektakulär. In vielen Punkten knüpft sie an die Ideen bekannter Management- und Integrationsansätze in der Produktion an. Schon die Einführung von Product-Lifecycle-Management (PLM) war im Kern von dem Wunsch beseelt, die Grenzen zwischen virtu-eller und realer Produktentstehung zu über-winden. Komplementär zum Digital Enginee-

ring sollen Daten und Prozesse entlang des gesamten Produkt-lebenszyklus verwaltet werden. Letztendlich bedeutet das, alle in Konstruktion, Fertigung und Vertrieb genutzten Programme zu einer umfassenden Lösung zu integrieren.

Mit wenigen Ausnahmen gelang es Unternehmen bis-her nur im Ansatz, dieses am-

3 D A l S U N t E R N E h M E N S W E I t E S K o M M U N I K A t I o N S M E D I U M

Das PlM nach PlMDie Produktivität eines Unternehmens ist mehr denn je Resultat von Kooperation und Kollaboration. Voraussetzung hierzu

ist eine erhöhte Agilität und Flexibilität in Entwicklungs- und Produktionsprozessen. Neue, integrativ ausgerichtete Soft-

ware-Plattformen ebnen den Weg. VoN ANDREAS BARth UND WIlFRIED gASSNER

062 | PRoDUCt lIFECYClE MANAgEMENt | Multidisziplinäre Produktentwicklung

Enovia zeigt via Web-Client einzel-ne Phasen, Gates und Tasks, Status und Zeiten des Projekt-Ablaufs bei-spielsweise in Gantt-Ansicht.

Ab ins 3D: Catia und Delmia erlau-ben die grafische Navigation durch die zentrale Datenbank, hier durch die Aufgaben. Jede Aufgabe kann Dokumente und Bauteile oder Si-

mulationen enthalten.

Multidisziplinäre Produktentwicklung | PRoDUCt lIFECYClE MANAgEMENt | 063

Dassault möchte die Unternehmen mit der 3DExperience-Plattform darin unterstützen, diesen Perspektivwechsel mit Leben zu fül-len. Die webbasierte Infrastruktur-Plattform stellt ein Portfolio vernetzter Anwendun-gen für 3D-Konstruktion, En gineering, Mo-dellierung, Simulation, Daten- und Prozess-management bereit.

Im Unterschied zu traditionellen Ansät-zen sind die Anwendungen jedoch kon-sequent nach Anwenderrollen organisiert. Die logischen Produktgruppierungen fol-gen den Geschäftsprozessen, die den Ar-beitsalltag eines Entwicklers, Supply-Chain-Experten oder Reviewers bestimmen.

Mit 3D gegen SprachbarriereVoraussetzung für die durchgängige Prozess -orientierung ist, dass alle Produkte miteinan-der kommunizieren und über Standards auf denselben Technologien aufbauen. Zentra-le Komponente im Hintergrund ist hier eine zentrale Datenbanklösung, in der sämtliche Meta-Daten zu einem Produkt aus allen Ar-beitsbereichen verwaltet werden.Mit anderen Worten: Es wird eine „Single Source of Truth“ realisiert, um beispielsweise die Aktualität und Verfügbarkeit sämtlicher notwendiger Infor-mationen für alle am Produktentstehungspro-zess Beteiligten sicherzustellen.Die zweite zentrale Eigenschaft der Platt-form ist der Einsatz von 3D als universelle Sprache. Statt sich mühsam durch Anwei-sungstexte, Tabellen und Skizzen zu wälzen, muss der Nutzer nur noch intuitiv durch ein 3D-Modell navigieren, um an jede ge-wünschte Information zu gelangen.

Die Überzeugung ist, dass die geometri-sche 3D-Sicht quasi zwangsläufig zu höherer Transparenz führt, da die komplexen Wech-selbeziehungen in der Produktentstehung sichtbar werden. Die 3D-Sicht überwindet auch die Sprachbarriere in global arbeiten-den Unternehmen. So wird es beispielswei-se möglich, sich mit Mitarbeitern in anderen Kultur- und Sprachkreisen über den Aufbau und das Ramp-up einer neuen Fertigungs-strecke visuell auszutauschen.

Die 3DExperience-Plattform soll zu einer größeren Transparenz und Kohärenz in al-len Prozessen führen, die in der Entwicklung und Produktentstehung eingebunden sind. In einem umfassenden, mehrstufigen Pro-jektablaufplan lassen sich Entwurfsstände, Simulations- und Testergebnisse, Zustän-digkeiten sowie Freigaben anschaulich und verständlich verwalten. Auf einen Blick wird beispielsweise über eine Kalenderfunktion sichtbar, ob Entwicklungsprojekte termin- und budgetgerecht abgewickelt werden.

Jedes Mitglied eines Projektteams erhält hierzu eine konsolidierte Ansicht der anste-henden Arbeitsaufgaben und Aktivitäten. Ein Konstrukteur, der beispielsweise ein Bauteil in seiner CAD-Komponente bear-beitet, kann – ohne die Arbeitsumgebung zu verlassen – einen Interferenzcheck im Gesamtprodukt ausführen. Die verantwort-lichen Arbeitsvorbereiter „erleben“ wieder-um die BOM-Struktur (Bill of Material, Stück-listen) in 3D, um Fertigungsprozesse besser planen zu können.

Single Source of truthDie Stärken der prozessorientierten Platt-form, die durchgängige Transparenz und das Single-Source-of-Truth-Konzept legen schlussendlich die Basis für mehr Agilität und Flexibilität in den Entwicklungs- und Produk-tionsprozessen. Die virtuelle Darstellung lie-fert ein realistisches Bild der Arbeitsergebnis-se aus Konstruktion und Entwicklung. Das öffnet den Raum, ergebniskritische Teilpro-zesse und -arbeiten in frühe Phasen der Ent-wicklung (Frontloading) zu verlagern.

Das spart Zeit und Entwicklungskosten. Und es ist zugleich ein erster wichtiger Schritt in die Welt der Industrie 4.0, da ein Produkt in allen Facetten während der Ent-stehung „erlebbar“ wird. J B I |

Andreas Barth ist Managing Director Zentraleuropa bei Dassault Systèmes. Wilfried Gassner ist Presales Consultant Zentral- europa bei Dassault Systèmes.

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D I E V E R K N ü P F U N g D E R D I S Z I P l I N E N I M P l M

M- und E-CAD hand in handDurch eine bessere Abstimmung der Arbeiten in der Mechanik-Konstruktion mit der Elektro- und Elektronik-Entwicklung

lassen sich teure und zeitaufwändige Korrekturen vermeiden. PLM-Lösungen sind ein Mittel, um dieses Ziel zu erreichen.

VoN StEFAN KühNER

Der aktuelle Softwarestand auf dem richtigen EPROM muss samt kor-rekter Platine im passenden Ge-häuse stecken, damit das entwi-

ckelte Gerät funktioniert.80 Prozent der Entwicklungsingenieure

sind jedoch mit den Schnittstellen zwischen den Systemen der Mechanik-Konstruktion (M-CAD) und der Elektro-Entwicklung (E-CAD) unzufrieden, so das Ergebnis einer ak-tuellen VDMA-Umfrage.

Überraschend, sind doch Maschinen in der Investitionsgüterindustrie, Fahrzeuge, aber auch Gebrauchsgegenstände heute in aller Regel mechatronische Produkte.

Das heißt, sie beinhalten mechanische Baugruppen, elektrische Komponenten und häufig auch elektronische Bausteine und Software. In zahlreichen Maschinen und Anlagen kommen noch Hydraulik und Pneumatik hinzu.

Die mechatronischen Systeme sind da-durch komplex und funktionieren nur dann fehlerfrei, wenn alle Einzelaspekte exakt aufeinander abgestimmt sind.

PlM als IntegrationswerkzeugMechatronische Systeme zu entwickeln, zu fertigen und zu warten, erfordert zuallererst

die Zusammenführung von Daten und Do-kumenten aus allen beteiligten Abteilun-gen und Disziplinen. Die Kooperation ist allerdings alles andere als einfach. An den Schnittstellen zwischen M-CAD und E-CAD läuft vieles noch von Hand. Einbaudaten, Kabellängen, Steckerbelegungen und vie-les mehr werden mit Hilfe von Excel-Tabel-len oder per E-Mail zwischen den Entwick-lungsingenieuren ausgetauscht.

Die Nachvollziehbarkeit der Abstimmung bleibt dabei allzu oft auf der Strecke. Die Ent-wicklungsingenieure selbst und vor allem die Unternehmen wünschen sich deshalb mehr Transparenz und Zuverlässigkeit.

PlM verbindet M- und E-CAD mit ERPPLM-Lösungen leisten einen wichtigen Bei-trag, fehlende Direktschnittstellen zu über-brücken. Sie synchronisieren die Arbeit in den einzelnen Disziplinen. Zusätzlich gene-rieren sie durch die Integration verschiede-ner CAD-Entwicklungssysteme ganzheitli-che Stücklisten und übergeben diese dann an ein ERP-System.

So werden nicht nur die Entwicklungs-abteilungen untereinander, sondern auch Entwicklung, Einkauf, Fertigung und In-standhaltung miteinander verbunden.

Ein genereller Vorteil von PLM-Lösungen besteht darin, dass unabhängig von Ort und Zeitpunkt alle Produktunterlagen über dieselbe Bedienoberfläche bereitstehen. Voraussetzung ist jedoch, dass die PLM-Lösung sowohl über Integrationen zu 3D-CAD-Systemen als auch über Schnittstellen zur EDA- und CAE-Applikationen verfügt. Benötigt werden also PLM-Lösungen, die Multi-CAD-fähig sind.

Dann können Mechanik-Konstrukteure bei der Gehäuse-Konstruktion auf die Lay-outpläne aus der Elektronik-Entwicklung zugreifen, und umgekehrt kennen die Elektroniker die Abmaße und Bohrstellen im Gehäuse, in die eine Platine eingesetzt werden soll. Die gegenseitige Transparenz sollte bereits vom ersten Tag der Entwick-lungsarbeiten an vorhanden sein, vor al-lem, wenn die Arbeitsgruppen auch räum-lich voneinander entfernt sind.

jederzeit gültige DatenZu den wichtigsten Dokumenten in der Produktentwicklung gehören die Spezifika-tionen beziehungsweise Systemkonzepte einer Maschine oder Anlage. PLM-Systeme stellen sicher, dass alle Entwickler jederzeit auf die gültigen Spezifikationen, Funktions-

Mechatronische Pro-duktstrukturen und -stücklisten sorgen für Transparenz in der Ent-wicklung mechatroni-scher Produkte.Bild: ProCAD

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durch den Einsatz von PLM-Lösungen die Zahl der Abstimmungsiterationen zwi-schen Mechanik und Elektrotechnik bezie-hungsweise Elektronik-Entwicklung um zir-ka 10 Prozent reduziert werden kann.

Mechatronik auch in Fertigung, Einkauf und InstandhaltungDer Ruf nach Zusammenführung der Daten kommt auch aus der Fertigungsplanung, dem Einkauf und der Instandhaltung. Ver-langt wird die mechatronische Stückliste.

Darunter versteht man Stücklisten, in de-nen mechanische Teile und Baugruppen, elektrotechnische Teile und auch IC-Bau-steine beziehungsweise EPROM einschließ-lich der auf ihnen aufgespielten Software zusammenfließen. Mechatronische Stück-listen repräsentieren damit die reale Pro-duktstruktur und listen auf jeder Baugrup-penebene jeweils die Teile aus Mechanik, Elektrotechnik, Elektronik sowie die Soft-ware, die in das jeweilige Bauteil gehören.

Es gibt somit nur noch eine einzige Schnittstelle zwischen M- und E-CAD-Syste-men zum ERP-System. Die mechatronische Stückliste schafft darüber hinaus Transpa-renz darin, welche Komponente wie oft in einem Produkt vorkommt. Für die Beschaf-fung ist es irrelevant, ob ein Elektroantrieb in der M-Stückliste oder der E-Stückliste eingetragen werden muss. Er steht jetzt in der gemeinsamen Stückliste und dort an der richtigen Stelle.

Fehler, bei denen dieser Elektroantrieb doppelt oder gar nicht bestellt wurde, gehö-ren der Vergangenheit an. Im Sondermaschi-nenbau werden diese Stücklisten als „wach-sende Stücklisten“ zum Einsatz kommen.

Ein neues DenkenUm die Komplexität der Entwicklung und Pflege mechatronischer Produkte zu be-herrschen, reichen bessere Schnittstellen und eine gute Infrastruktur auf der IT-Ebe-ne alleine nicht aus: Gefordert ist ein Um-denken von den einzelnen Entwicklungs-gruppen und ein hohes Maß an Disziplin bei der Ablage ihrer Unterlagen. Alle Betei-ligten müssen Daten und Dokumente kon-sequent in der PLM-Lösung speichern. Nur so können sie von anderen genutzt werden. Und nur so lassen sich Arbeitsab-läufe durchgängig synchronisieren und do-kumentieren. J B I |

Dipl.-Inform. Stefan Kühner arbeitet im Marketing und Produktmanagement bei ProCAD in Karlsruhe.

modelle, Lasten- und Pflichtenhefte zu-rückgreifen können. Diese Gesamtsicht auf Dokumente ist nicht nur Basis der Entwick-lung. Sie ist auch erforderlich für die Abnah-me gegenüber den Vorgaben sowie für die Dokumentation des Produkts.

Dieser gegenseitige Zugriff auf Unter-lagen ist die Minimalbasis für die Mecha-tronik-Entwicklung. Er ist allerdings nur ein erster Schritt. Eine weitergehende Verbes-serung von Entwicklungsprozessen im Me-chatronik-Umfeld erfordert gemeinsame CAD-Modelle.

Hier sind vor allem die Anbieter von CAD-Lösungen aus den verschiedenen Dis-ziplinen gefordert.

Es gilt, einfache und standardisierte Schnittstellen bereitzustellen, so dass die Abmaße von Platinen mit wenigen Klicks als Modell in ein Mechanik-CAD übernom-men werden können. Umgekehrt müssen Einbauumgebungen und Bohrmaße zum

Einbau einer Platine für das E-CAD-System abrufbar sein. In der Praxis behelfen sich Entwicklungsingenieure heute bereits mit Formaten wie XML und STEP.

Wissen, wer was wann ändertEin besonders kritischer Pfad sind ände-rungen an mechatronischen Produkten. Der Einsatz der Workflow- oder Prozessma-nagement-Tools in PLM-Lösungen sorgt für die Synchronisation der Arbeitsgruppen und schafft Transparenz bei änderungen und Versionsständen.

Wird im Lokomotivenbau beispielsweise an einem Mechanikteil, in das sowohl elek-trische als auch elektronische Bauelemen-te und Softwarestände eingebunden sind, eine änderung ausgelöst, so werden alle Arbeitsgruppen automatisch über E-Mail informiert. Die Freigabe der neuen Version der mechatronischen Baugruppe erfordert nicht nur die Versionsfreigabe aus der Me-chanik, sondern zusätzliche Freigaben der Elektro- beziehungsweise Elektronik-Ent-wicklung.

Erst wenn diese Freigaben vorliegen, geht die Komponente in den Status, der die Prüfung und Freigabe der gesamten Komponente erlaubt. Am Ende eines än-derungsvorgangs steht somit wiederum ein Vierer-Gespann aus den Versionsstän-den von Mechanik, Elektrotechnik, Elek-tronik und Software. Dieses Gespann ist der Nachweis, welche Versionsstände zusam-mengehören.

Der Nutzen einer guten Abstimmung von M- und E-CAD-Konstruktionen in Be-zug auf Zeit und Kosten ist hoch. (Tabelle 2) In verschiedenen Publikationen hat Prof. Dr. Michael Abramovici von der Ruhr-Uni-versität Bochum darauf hingewiesen, dass

066 | PRoDUCt lIFECYClE MANAgEMENt | Multidisziplinäre Produktentwicklung

Bereits kleine Änderungen an einem Mechatronik-Produkt erfor-dern kostenspielige Anpassungen und Dokumentation in der Me-chanik- und Elektro-Konstruktion. Quelle: ProCAD

ARMORTISATIONS-POTENTIAL DER M-CAD-/ E-CAD-INTEGRATION

Arbeitsaufwand: Mechanik 2 Tage à 8 Stunden

Arbeitsaufwand: Elektronik 2 Tage à 8 Stunden

Kalkulatorischer Stundensatz: 50 Euro

Kosten einer Änderung: 1.600 Euro

Kostenvermeidung bei

10 Vorfällen 16.000 Euro



Synchronisierung der Änderung an einem mechatronischen Produkt durch eine PLM-Lösung. Nach der Freigabe der Me-chanik- und der Elektronik-Änderung wechselt der Status des Produkts in „in Prüfung“. Erst nach Prüfung der Gesamtfunk-tion kann das Produkt freigegeben werden. Bild: ProCAD


Ausgabe 2/14 – erscheint am 18. Februar 2014 | VoRSChAU | 067

IMPRESSUMHerausgeber 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: Jan Bihn (-161; [email protected]) Textchef: Armin Krämer (-156; [email protected])

Mitarbeiter dieser Ausgabe: Andreas Barth, Armin Brüning, Oliver Cyrus, Dr. Gert Ferrano, Laz Foley, Wilfried Gassner, Lars Holfort, Hans-Robert Koch, Stefan Kühner, Dr. Jörg Lantzsch, Thomas Löffler, Thomas Lüke, Thomas Maier, Padmesh Mandloi, Marcel Röber, Hans-Jörg Rothert, Dr. Michael Schabacker, Ralph Schmitt, Adrian Smith, Andreas Stockmann, Alec Thorne, Dr. Marcel Todtermuschke, Peter Trechow, Dr. Uwe Wächter

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ISSN 1618-002X, VKZ B 47697Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleich-tem Papier gedruckt.

Außerdem erscheinen bei der WIN-Verlag gmbh & Co. Kg: Magazine: AUTOCAD & Inventor Magazin, DIGITAL MANUFACTURING, e-commerce Magazin, digitalbusiness CLOUD, Virtual Reality MagazinPartnerkataloge: AUTOCAD & Inventor Solution Guide, DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS, IBM Business Partner Katalog, Partner-lösungen für HP Systeme

IM NÄChStEN hEFt

Branche: luft- und RaumfahrtIn unserem Branchen-Special knöpfen wir uns die Luft- und Raumfahrt vor. Was Sicher-heitstechnik, den Einsatz neuer Materialien, Antriebskonzepte oder die intelligente Ver-netzung der Bordsysteme angeht, steht diese Branche an der Spitze. Wir beleuchten Design, Engineering, Testing, Simulation sowie Materi-alien und Komponenten, zum Beispiel Senso-ren, die in dieser Vorreiterbranche eine wichti-ge Rolle spielen.

AntriebstechnikIn der Antriebstechnik bestimmen nicht nur einzelne Komponenten die Eigenschaften des kompletten Systems, sondern ihr Zusammen-spiel. Neben Wellen, Kupplungen und Lager beleuchten wir deshalb die Systemsimulation von Antrieben und befassen uns in diesem Zu-sammenhang auch mit der Steuerungs- und Regelungstechnik.

Systems EngineeringDie Komplexität der Produkte nimmt in vielen Branchen zu. Treiber sind beispielsweise In-dustrie 4.0 und zunehmende Mechatronisie-rung bislang passiver Komponenten. Deshalb gewinnt das Schlagwort Systems Engineering mehr und mehr an Brisanz. Wir klären, was Sys-tems Engineering leistet und wann sich des-sen Einsatz lohnt.

Management: Konstruktionsstrategien CAD & Design: Cloud Computing in der Konstruktion Simulation & Visualisierung: Simulationsfunktionalität in 3D-CAD-Systemen Hardware: Eingabegeräte für Konstrukteure

Aus aktuellem Anlass sind Themenänderungen möglich.

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