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.



  • Maschinenbau rechnet 2020 mit Produktionsrückgang von 17 Prozent

    Maschinenbau rechnet 2020 mit Produktionsrückgang von 17 Prozent

    Der Maschinen- und Anlagenbau kämpft gegen die Folgen der globalen Corona-Pandemie, aber auch gegen einen nach wie vor belastenden Protektionismus im internationalen Handel. Hinzu kommt ein industrieller Wandel, der sich…

    mehr lesen: Maschinenbau rechnet 2020 mit Produktionsrückgang von 17 Prozent

  • Fraunhofer IFF baut Forschungsstandort aus

    Fraunhofer IFF baut Forschungsstandort aus

    Das Fraunhofer IFF baut eine neue Forschungsfabrik im Magdeburger Wissenschaftshafen. Diese soll im Herbst 2021 fertig sein und neue Forschungsschwerpunkte beheimaten.

    mehr lesen: Fraunhofer IFF baut Forschungsstandort aus

  • KIT forscht an 6G-Technologien

    KIT forscht an 6G-Technologien

    Ein am KIT in Karlsruhe entwickeltes Konzept soll hohe Datenübertragungsraten bei niedrigen Kosten ermöglichen — für die sechste Generation des Mobilfunks. Dabei haben die Forscher die bislang höchste Datenrate in…

    mehr lesen: KIT forscht an 6G-Technologien

  • Industrie erwartet Produktionsplus

    Industrie erwartet Produktionsplus

    Die Produktionserwartungen der deutschen Industrie haben sich laut aktuellen Zahlen des Ifo-Instituts leicht verbessert. Im Maschinenbau kletterten die Erwartungen, nach minus 12 Punkten im Juli, wieder in den positiven Bereich.

    mehr lesen: Industrie erwartet Produktionsplus

  • Expleo bezieht neues Technologiezentrum

    Expleo bezieht neues Technologiezentrum

    Anfang August hat Expleo sein neues Technologiezentrum bezogen. Dort sollen zukünftig Software- und Elektroniksysteme für automobile Anwendungen entwickelt werden.

    mehr lesen: Expleo bezieht neues Technologiezentrum

  • Neues Vorstandsmitglied beim VDMA Robotik + Automation

    Neues Vorstandsmitglied beim VDMA Robotik + Automation

    Der VDMA Fachverband Robotik + Automation hat mit Ralf Winkelmann ein neues Vorstandsmitglied berufen.

    mehr lesen: Neues Vorstandsmitglied beim VDMA Robotik + Automation

  • Unternehmen erwarten exponentielles Datenwachstum

    Unternehmen erwarten exponentielles Datenwachstum

    Die Menge an Daten wird in den nächsten Jahren weiter zunehmen. Wie gut Unternehmen darauf vorbereitet sind und welche Hindernisse durch Dark Data entstehen, zeigt eine aktuelle Studie von Splunk.

    mehr lesen: Unternehmen erwarten exponentielles Datenwachstum

  • Auftragsrückgang schwächt sich ab

    Auftragsrückgang schwächt sich ab

    Die Auftragseingänge im Maschinen- und Anlagenbau sind auch im Juli prozentual zweistellig gesunken, allerdings hat sich der Rückgang im Vergleich zu den Vormonaten abgeschwächt.

    mehr lesen: Auftragsrückgang schwächt sich ab

  • Arbeitsmarktbarometer legt erneut zu

    Arbeitsmarktbarometer legt erneut zu

    Mit einem Anstieg von 0,6 Punkten im Vergleich zum Juli liegt das IAB-Arbeitsmarktbarometer im August weiter auf Erholungskurs. Die Beschäftigungskomponente des Frühindikators sank jedoch leicht.

    mehr lesen: Arbeitsmarktbarometer legt erneut zu

  • Neue Technologie am Arbeitsplatz bietet Karrierechancen

    Neue Technologie am Arbeitsplatz bietet Karrierechancen

    Grundsätzlich stehen Arbeitnehmer der Einführung neuer Technologie am Arbeitsplatz positiv gegenüber. Entsprechende Modernisierungen sehen viele Arbeitstätige unter anderem als Chance, ihre Karriere voranzubringen. Das geht aus einer Studie des Payroll-…

    mehr lesen: Neue Technologie am Arbeitsplatz bietet Karrierechancen

  • Allianz kombiniert KI und IoT

    Allianz kombiniert KI und IoT

    Device Insight, Anbieter von IoT- und IIoT-Lösungen, und Sentian, schwedischer Spezialist für industrielle KI, bündeln ihre Expertise, um Unternehmen dabei zu unterstützen, ihre Produktionsprozesse im Sinne einer Smart Factory zu…

    mehr lesen: Allianz kombiniert KI und IoT

  • Gerhard Knoch wechselt von Infor zu Procad

    Gerhard Knoch wechselt von Infor zu Procad

    Gerhard Knoch, bisher Vice President bei Infor, stößt als neuer Geschäftsführer zum PLM-Anbieter Procad.

    mehr lesen: Gerhard Knoch wechselt von Infor zu Procad