Digitale Zwillinge als Wegbereiter für den 3D-Druck

Digitalisierung mit CAM-Software im Zentrum

Digitale Zwillinge als Wegbereiter für den 3D-Druck

Die Automation und Optimierung ihrer Fertigung sind auch für klein- und mittelständische Unternehmen machbar. Einen möglichen Ausgangspunkt für Prozessoptimierungen bietet das CAM-System Hypermill von Open Mind.

Konstruktives Feedback: Die bidirektionale Kommunikation zwischen CAM und Steuerung gestattet eine sichere und prozessoptimierte Fertigung. (Bild: Open Mind Technologies AG)
Konstruktives Feedback: Die bidirektionale Kommunikation zwischen CAM und Steuerung gestattet eine sichere und prozessoptimierte Fertigung. (Bild: Open Mind Technologies AG)
Auch wenn sie nicht immer als solche erkennbar ist: In Betrieben mit zerspanender Fertigung ist Digitalisierung längst Realität, etwa beim Datenfluss vom CAD über CAM zur CNC-Fertigung. Die digitale Prozesskette setzt sich fort sowohl beim Vernetzen der Maschinensteuerungen als auch bei der Behandlung von NC-Code als Teil des Produktlebenszyklus.

Grundlage einer Digitalisierung ist zunächst die nahtlose Datenweitergabe im Unternehmen. Es gilt zudem ein Bewusstsein dafür zu entwickeln, wie Produkte oder Bauteile heute durch Datenströme bestimmt werden. Sie sind nicht mehr nur von ihren CAD-Daten definiert, sondern durch die Summe aller in der Fertigungsprozesskette entstehenden Informationen: CAM-Daten, NC-Codes, Fertigungsparameter, Daten über benötigte Werkzeuge und Bearbeitungszeiten etc. Hier gilt es einen wertvollen Informations-Pool zu verwalten, inklusive Beteiligung des CAM-Systems. Dieses ist über Schnittstellen mit allen Systemen zu vernetzen, die mit fertigungsrelevanten Daten umgehen. Wer eigene Produkte herstellt, nutzt eventuell eine Product-Lifecycle-Management-Software als datenführendes System. Auftragsfertiger setzen häufig auf ein Manufacturing-Execution-System.

Die virtuelle Maschine

NC-Codes über das Netzwerk direkt an die Maschinensteuerungen zu übertragen, ist aktuell ein verbreiteter Standard. Ganz neue Optimierungsmöglichkeiten eröffnen sich, wenn die Bearbeitungssimulation mit echtem NC-Code und einem digitalen Zwilling der Maschine arbeiten kann. Dann ist z.B. eine generische CAM-Programmierung möglich. Der genau angepasste NC-Code wird erst dann generiert, wenn die Maschine für die Produktion feststeht. Die Limitation einer Rotationsachse zu erkennen und Re-Winds automatisch einzufügen, ist dann kein zusätzlicher Programmieraufwand mehr.

Digital Twin und 3D-Druck

Vielfältige Potenziale bei der Ressourcenschonung eröffnet heute die additive Fertigung. Wer kleine Losgrößen, Einzelstücke oder Prototypen produziert, kann unter Umständen Werkzeugkosten einsparen. Hohes Spanvolumen lässt sich gerade bei filigranen Bauelementen mit 3D-Druck vermeiden. Aber ganz gleich, welches additive Verfahren Unternehmen einsetzen: Eine zerspanende Nachbearbeitung ist praktisch immer erforderlich, weshalb sich viele Produzenten noch gegen die additive Fertigung entscheiden. Dabei gibt es mittlerweile Software, die die virtuelle Welt (Programmierung) an die reale Welt (Aufspannung) anpasst, statt umgekehrt. Hypermill Best Fit bietet eine Alternative zur manuellen Ausrichtung von Werkstücken. Voraussetzung ist ein 5-Achs-Fräszentrum mit digitalem Messtaster und die Software-Kommunikation der Maschine mit einem digitalen Zwilling. Für diesen Prozess wird zunächst eine Messaufgabe angelegt, damit das CAM-System Informationen über die Gegebenheiten vor Ort bekommt. Die Software bietet Unterstützung bei der Definition der Messpunkte, indem sie die Verschiebung des Rohlings in Relation zum digitalen Zwilling simuliert. Der auf Basis empirischer Daten generierte neue NC-Code wird dann in der virtuellen Maschine unter Berücksichtigung der tatsächlichen Aufspannsituation simuliert. Dabei wird die Programmierung automatisch weiter optimiert und auf Kollisionen geprüft. Ob virtuelle Welt und Realität tatsächlich übereinstimmen, wird in einem letzten Schritt durch erneutes Tasten genau überprüft. So erhöht sich die Prozesssicherheit noch einmal deutlich. Das mühsame manuelle Ausrichten des Rohlings soll mit diesem Verfahren der Vergangenheit angehören. Der digitale Zwilling beseitigt also einen wesentlichen Hemmschuh für die additive Fertigung und könnte der ressourcenschonenden Technologie neuen Schub verleihen – auch in KMU. n Sr. Product Marketing Manager bei Open Mind Technologies AG.



  • Corona-Pandemie gefährdet langfristig Ingenieurarbeitsmarkt

    Corona-Pandemie gefährdet langfristig Ingenieurarbeitsmarkt

    Die Corona-Pandemie hat im dritten Quartal in Folge gravierende Spuren auf dem Ingenieurarbeitsmarkt hinterlassen. Das zeigen die Zahlen für das 4. Quartal 2020 aus dem aktuellen Ingenieurmonitor, den der VDI…

    mehr lesen: Corona-Pandemie gefährdet langfristig Ingenieurarbeitsmarkt

  • Pandemie sorgt für Rekordrückgang des Arbeitsvolumens

    Pandemie sorgt für Rekordrückgang des Arbeitsvolumens

    Mit einem Rückgang um 4,7 Prozent auf 59,64 Milliarden Stunden ist das Arbeitsvolumen im Jahr 2020 aufgrund der Covid-19-Pandemie so stark eingebrochen wie noch nie. Dies geht aus der Anfang…

    mehr lesen: Pandemie sorgt für Rekordrückgang des Arbeitsvolumens

  • IFS bringt Portfolio in die Cloud

    IFS bringt Portfolio in die Cloud

    Der schwedische Softwarehersteller IFS hat die Lösung IFS Cloud vorgestellt. Anwender können damit nach Unternehmensangaben alle IFS-Funktionalitäten, von ERP-System bis zu den produktionsnahen Modulen, als Cloud-System nutzen. Der Cloud-und On-Premise-Betrieb…

    mehr lesen: IFS bringt Portfolio in die Cloud

  • Kooperation zwischen NET und PDSVision

    Kooperation zwischen NET und PDSVision

    Im Rahmen einer strategischen Partnerschaft will NET dem schwedischen Unternehmen PDSVision einen besseren Zugang zum deutschsprachigen Markt ermöglichen.

    mehr lesen: Kooperation zwischen NET und PDSVision

  • Forschungsprojekt Saviour: Druckqualität per App überwachen

    Forschungsprojekt Saviour: Druckqualität per App überwachen

    Wissenschaftler aus Hannover und Aachen wollen eine App zur automatischen Überwachung der Druckqualität in der Additiven Fertigung entwickeln. Der Fokus liegt dabei auf der Medizintechnik.

    mehr lesen: Forschungsprojekt Saviour: Druckqualität per App überwachen

  • Produktionserwartungen steigen den dritten Monat in Folge

    Produktionserwartungen steigen den dritten Monat in Folge

    In der aktuellen Ifo-Konjunkturumfrage gehen die Teilnehmer insgesamt von steigender Produktion aus. Laut Ifo-Experte Klaus Wohlrabe seien die Erwartungen in den einzelnen Branchen jedoch unterschiedlich.

    mehr lesen: Produktionserwartungen steigen den dritten Monat in Folge

  • Sebastian Walter neuer Head of Sales für Westeuropa

    Sebastian Walter neuer Head of Sales für Westeuropa

    Seit Anfang März ist Sebastian Walter neuer Vertriebschef für Westeuropa beim Roboterhersteller Universal Robots.

    mehr lesen: Sebastian Walter neuer Head of Sales für Westeuropa

  • Angriff auf Exchange-Server

    Angriff auf Exchange-Server

    Nach Informationen des IT-Dienstleisters Shodan sind zehntausende Exchange-Server in Deutschland über das Internet angreifbar und mit hoher Wahrscheinlichkeit bereits mit Schadsoftware infiziert. Dabei sind Organisationen jeder Größe betroffen. Das Bundesamt…

    mehr lesen: Angriff auf Exchange-Server

  • IT-Sicherheit an Werkzeugmaschinen

    IT-Sicherheit an Werkzeugmaschinen

    Etwa jedes zweite Unternehmen wurde im vergangenen Jahr Opfer eines Cyberangriffs. Das geht aus dem DsiN-Praxisreport Mittelstand 2020 unter Schirmherrschaft des Bundeswirtschaftsministeriums hervor. Nicht nur die konventionelle IT ist davon…

    mehr lesen: IT-Sicherheit an Werkzeugmaschinen

  • Industrie Informatik kooperiert mit SIB Visions

    Industrie Informatik kooperiert mit SIB Visions

    Der MES-Anbieter Industrie Informatik setzt auf Low-Code-Entwicklung und geht eine strategische Partnerschaft SIB Visions ein.

    mehr lesen: Industrie Informatik kooperiert mit SIB Visions

  • Pick-by-light-System ergänzt MES

    Pick-by-light-System ergänzt MES

    Bei KSB setzt man seit etwa einem Jahr auf ein Pick-by-light-System von Microsyst, was den Workflow an den Montagearbeitsplätzen effizienter gestaltet hat.

    mehr lesen: Pick-by-light-System ergänzt MES

  • Vorausschauende Wartung ist in der Industrie etabliert

    Vorausschauende Wartung ist in der Industrie etabliert

    Maschinen in der Produktion werden zunehmend schlauer. Eine von Reichelt Elektronik in Auftrag gegebene Umfrage zeigt, dass sich Predictive Maintenance in der deutschen Industrie etabliert.

    mehr lesen: Vorausschauende Wartung ist in der Industrie etabliert