21. Jahrgang | 1-2018

interfaceAktuelles, Anwenderberichte und Fachartikel von Siemens PLM Software

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ComputerKomplett ASCAD

„Wir entwickeln Strategien

für die digitale Transformation“

ComputerKomplett ASCAD Wir sind Siemens PLM Software Partner für die durchgängige Digita-lisierung in der Produktentstehung. An 13 Standorten entwickeln wir mit 370 Mitarbeitern Strategien für die digitale Transformation.

Bewährte PLM-Lösungen Wir bieten unseren Kunden ein umfassendes Portfolio an Produkten und Dienstleistungen rund um die Themen PDM/PLM, CAD, CAM, CAE und CAQ.

Beginnend mit einer Analyse der vorhandenen Systeme werden PLM Konzepte entwickelt und wirtschaftlich bewertet. Aufbauend auf die-sen Erkenntnissen werden in einer standardisierten Vorgehensweise die geplanten Projekte umgesetzt.

Erfahrene Consultants führen die Dienstleistungen im partnerschaft-lichen Zusammenspiel mit dem Kunden durch: Beratung, Wertana-lyse, Installation und Implementierung, Datenmigration und Konver-tierung, Anpassungsprogrammierung, Individualprogrammierungen, Training und Workshops, Inbetriebnahme, Coaching während und nach der Inbetriebnahme.

Durch Managed Services Spezialisten wird der reibungslose Betrieb der PLM Umgebung sichergestellt und Anwendersupport geleistet.

Wir haben uns zudem auf die Integration von Fremdsystemen, wie ERP, DMS, CAQ, VR und die Anbindung von Catia, ProE, Inventor, Auto-cad, SolidWorks und CREO, an Teamcenter spezialisiert.

ComputerKomplett ASCAD GmbHHarpener Heide 7 - 44805 Bochum+49 234 9594-0info@computerkomplett.de www.computerkomplett.de

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Aktuell 04 REHAU Automotive setzt weltweit auf Software von Siemens

05 Weltweite Nutzerorganisation für offene IoT-Plattform MindSphere gegründet

06 Teamcenter optimiert Engineering-Prozesse bei Bombardier

06 Siemens als ›Leader‹ für Manufacturing Execution Systems ausgezeichnet

07 Siemens übernimmt Solido

07 Digital Enterprise Suite optimiert Maschinenbau

Automobil- und Transportbranche 08 Daimler setzt auf Simulation und Sicherheitstest Daimler AG

10 PistenBully und sein digitaler Zwilling Kässbohrer Geländefahrzeug AG

12 Mit Tecnomatix Plant Simulation zur digitalen Fabrik WP Performance Systems GmbH

14 IBS QMS standardisiert Qualitätsmanagementprozesse Georg Fischer Automotive

Branchenübergreifend 16 Teamcenter als technologischer Kern des Cost and Value Engineering-Ökosystems Siemens AG

18 Hybrides Multitasking in Prozesskette eingebunden Hoedtke GmbH & Co. KG

Elektronikindustrie 20 Ausgezeichnete LED-Lösungen XAL GmbH

Medizintechnik 22 Lifecycle Management effizienter gestalten Dentsply Sirona Inc.

Akademischer Bereich 24 Elektrische Rennautos brechen Rekorde Akademischer Motorsport- verein Zürich

26 Digitalisierung des e.GO Karts e.GO Mobile AG

Fachartikel: Additive Fertigung 28 Durchgängige, digitale Prozesskette

30 Prozess-Simulation für Metallteile

31 3D-Druck in Serie

Titel Seite 8-9

Daimler setzt auf Simulation und Sicherheitstest

Ein Mercedes-Benz kann jahrzehntelang halten. Diese Eigenschaft gehört schon lange zur Marken-DNA. Vor etwa einem Jahrzehnt fanden Betriebsfestigkeitstests vorwiegend auf der Teststrecke statt. Heute können digitale Zwillinge und modernste Simulationstechno-logie eingesetzt werden.

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REHAU Automotive, ein Automobilzulieferer und Polymer-spezialist aus Oberfranken, ersetzt mit Softwarelösungen von Siemens mehrere Altsysteme in den Bereichen Engineering, Fertigung und Qualitätsmanagement. Alle Prozesse und Logistikabläufe werden standardisiert. Ziel ist es, in Richtung Industrie 4.0 wettbewerbsfähig zu bleiben. Damit ist der Automobilzulieferer einer der ersten, der ein unternehmens- weites Manufacturing Execution System und Qualitäts- WWW.REHAU.COM/DE-DE/INDUSTRIEKUNDEN/AUTOMOTIVE

managementsystem implementiert, das in ein Product Lifecycle Management System für Produkt- und Prozessdigi-talisierung sowie Closed Loop Manufacturing integriert ist. Zum Einsatz kommt das komplette Manufacturing Operations Management Portfolio von Siemens.

»Dies ist das Leuchtturmprojekt für REHAU Automotive und es ist einzigartig in unserer Unternehmensgeschichte«, so Helmut Ansorge, Mitglied der REHAU Automotive Geschäfts- leitung. »Das hochintegrierte Portfolio, die umfassende Branchenerfahrung und die Marktführerschaft von Siemens werden für uns ein echtes Unterscheidungsmerkmal sein. Siemens ist genau der richtige Partner, um die Digitalisierung und Automatisierung unserer gesamten Engineering- und Fertigungsprozesse umzusetzen.«

REHAU aus Oberfranken gilt als weltweit führender System- und Serviceanbieter polymerbasierter Lösungen für die Bau- und Automobilbranche. An über 170 Standorten tragen mehr als 20.000 Mitarbeiter weltweit zum Erfolg des unab- hängigen, in Privatbesitz befindlichen Unternehmens bei. Es generiert kontinuierliches Wachstum durch Kompetenz und Innovationskraft in der Werkstoffentwicklung, Ober- flächentechnik und im Systemdesign.

REHAU Automotive setzt weltweit auf Software von Siemens

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Impressum: interface 1-2018Herausgeber: Siemens Industry Software GmbH Franz-Geuer-Straße 10, D-50823 Köln 0221 20 80 2-0, www.siemens.de/plm

Chefredaktion: Marcus Lessnig (verantwortlich) marcus.lessnig@siemens.com

Auflage: 17.000 Stück ISSN 1869-4713: 21. Jahrgang 1-2018

Mitarbeit an dieser Ausgabe: Tanja Böttcher, Matthias Bogdanowicz, Claudia Dürr, Merle-Hendrikje Jank, Peter Kemptner, Boris Lauber, Emilia Maier, Kateryna Meger, Dominik Mey, Tatiana Palladini, Sabine Pieroth, Jochen Ratzer, Dr. Thomas Tosse

Grafik: breitband-Agentur GmbH – Strategie | Redaktion | Design www.breitband-agentur.de

© 2018. Siemens Industry Software GmbH, Siemens, das Siemens-Logo und SIMATIC IT sind eingetragene Marken der Siemens AG. D-Cubed, Femap, Fibersim, Geolus, GO PLM, I-deas, JT, LMS, NX, Parasolid, Solid Edge, Synchro- fit, Teamcenter und Tecnomatix sind Marken oder einge- tragene Marken der Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. oder ihrer Niederlassungen in den USA und in anderen Ländern. Alle anderen Logos, Marken, einge- tragenen Marken oder Dienstleistungsmarken sind Eigen- tum der jeweiligen Inhaber.

Gemeinsam mit 18 Partnerunternehmen hat die Siemens AG die Anwender- organisation ›MindSphere World‹ für das cloudbasierte IoT-Betriebssystem Mind- Sphere ins Leben gerufen. Dies ist ein weiterer wichtiger Schritt, die Verbrei-tung des Ökosystems rund um Mind- Sphere als offene Plattform weiter aus- zubauen. »Das breite Know-how und Angebot aller Partner eröffnet Anwen-dern weltweit völlig neue Potenziale in der Digitalisierung«, so Klaus Helmrich, Vorstandsmitglied der Siemens AG.

Für den Aufbau des Ökosystems spielt die Entwicklung von Standards eine ent- scheidende Rolle. Dazu erarbeiten die

WWW.MINDSPHEREWORLD.DE

Weltweite Nutzerorganisation für offene IoT-Plattform MindSphere gegründet

Mitglieder Empfehlungen für Standards MindSphere-basierter Anwendungen. Zudem werden Vorschläge erstellt, um die Interoperabilität zwischen ver- schiedenen Lösungen zu ermöglichen.

Die Gründungsveranstaltung fand im neu eröffneten ›MindSphere OpenSpace‹ statt. Auf über 13.000 Quadratmetern Bürofläche bringt die von der Bundes-regierung, Siemens und weiteren Unternehmen geförderte Factory Berlin etablierte Technologieunternehmen mit Entwicklern und Start-ups zusammen. Deren Anliegen ist es, optimale Voraus- setzungen für Apps, digitalen Service sowie die Erschließung neuer Märkte

Gründungsmitglieder der ›MindSphere World‹ bei der Pressekonferenz in Berlin: (von links) Jan Mrosik, CEO der Siemens Digital Factory Divison; Michael Haag, Senior Vice President R&D von Kuka; Klaus Helmrich, Mitglied des Vorstands der Siemens AG; Bruno Geiger, COO/CTO von Eisenmann und Andreas Oroszi, Senior Vice President Digital Business von Festo

voranzutreiben. Jan Mrosik, Vorstands-vorsitzender von MindSphere World und CEO der Siemens-Division Digital Factory: »Wir wollen mit einer Commu-nity von Industrie- und IT-Unternehmen jeder Größe und Branche sowie Start- ups weltweit ein Ökosystem basierend auf MindSphere etablieren und voran- treiben. Zu diesem Zweck schließen sich die Vereinsmitglieder – zunächst in Deutschland und im nächsten Schritt auch auf internationaler Ebene – in der MindSphere World zusammen«. Sie werden in Ausschüssen Themenfelder wie Technologie, Geschäftsprozesse und Öffentlichkeitsarbeit besprechen.

»Die offene Struktur hat für uns als An- wender zahlreiche Vorteile, insbeson-dere durch die vom Hersteller unabhän- gige Anbindung von Maschinen und Anlagen und bei der Entwicklung von Apps«, fügt Bruno Geiger, Mitglied des Vorstands von MindSphere World und COO/CTO von Eisenmann, hinzu. »Im Rahmen von MindSphere World können wir nun außerdem mit anderen Nutzern darüber diskutieren, wie disruptive Tech- nologien die Wirtschaft verändern und welche Geschäftspotenziale für IoT- basierte Lösungen sich daraus ergeben.«Ab

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Bombardier, weltweit führender Hersteller von Zügen und Flug- zeugen, arbeitet mit Siemens zusammen, um das Teamcenter-Portfolio für Product Lifecycle Management (PLM) auszubauen.

Teamcenter bietet eine integrierte, zentrale Quelle für Infor- mationen und Daten aus Programmen für Mechanik, Elektrik, Anlagen, Software und Kabelbäumen. Es sorgt für mehr Trans- parenz und Nachvollziehbarkeit in allen Phasen des Entwick-lungsprozesses. Zusammen mit dem digitalen Zwilling und einem global einheitlichen Prozess bietet Teamcenter Bombardier sofort nach Implementierung eine bessere Informationsqualität innerhalb einer integrierten Umsetzungsstrategie. Ziel ist es, eigene Engineering-Prozesse für die Produktentwicklung und -herstellung sowie den Support zu optimieren.

Teamcenter optimiert Engineering-Prozesse bei Bombardier

Aktuell

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Siemens wurde von Gartner, Inc. als Leader im ›Magic Quadrant for Manufacturing Execution Systems‹ ernannt. Gartner, ein weltweit führen-des IT-Forschungs- und Beratungsunternehmen, bewertet Anbieter anhand der Kriterien ›Completeness of Vision‹ und ›Ability to Execute‹. Der ›Magic Quadrant for Manufacturing Opera-tions Management‹ wurde 2017 neu eingeführt. Unter der Kategorie ›Ability to Execute‹ stehen Produkt oder Dienstleistung, generelle Realisier-barkeit, Verkaufsausführung/Preisgestaltung, Reaktion auf den Markt und Marktanteil, Marke-tingumsetzung, Kundenerfahrung und Betriebs-abläufe auf dem Prüfstand.

»Wir glauben, dass die Anerkennung von Gartner ein klarer Beweis für die Stärke von Siemens im Bereich der Manufacturing Execution Systems ist. Der Bereich hat sich zu einem Schlüsselsegment in unserer durchgängigen digitalen Innovations-plattform entwickelt. Wir unterstützen eine breite Palette von Kunden aus verschiedensten Branchen«, so René Wolf, Senior Vice President of Manufactu-ring Operations Management Software bei Siemens PLM Software. »Wir werden auch weiterhin in stabile Lösungen für Manufacturing Execution und Manufacturing Operations Management investie-ren, sie weiterentwickeln und Kunden helfen, maximale Qualität zu erreichen und die Produktion an globalen Standorten zu optimieren.«

WWW.SIEMENS.COM/MOM

Siemens als ›Leader‹ für Manufacturing Execution Systems ausgezeichnet

»Eine integrierte Lösung auf Basis von Teamcenter, die alle Engineering-Disziplinen und nachgeschaltete Anwender umfasst, könnte einheitliche Prozesse erleichtern und die Zusam- menarbeit im Unternehmen fördern.«

Brigitte Larivière Head of Value Chain and Functional Experience

bei Bombardier Information Solutions

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Aktuell

Siemens unterzeichnete eine Vereinba-rung zur Übernahme der Solido Design Automation Inc. aus Kanada. »Bereits mit der Übernahme von Mentor haben wir uns im Bereich der elektronischen Designautomation stark engagiert«, so Tony Hemmelgarn, President und CEO von Siemens PLM Software. »Mit der Übernahme von Solido stärken wir nun erneut unsere Präsenz sowie unser Engagement für unsere Kunden in der IC-Branche.«

Solido ist führender Anbieter variationen- bewusster Design- und Charakterisie-rungssoftware für Unternehmen aus der Halbleiterbranche weltweit. Diese Produkte sind derzeit bei mehr als 40 großen Unternehmen im Einsatz. Sie bieten beste Voraussetzungen zur Siche- rung von Wettbewerbsvorteilen in den Bereichen Design, Verifizierung und Fertigung leistungsstarker Produkte.

Siemens übernimmt Solido

Siemens kündigt eine neue Lösung für die Industriemaschinen- branche an: Advanced Machine Engineering. Die Software richtet sich an Hersteller, die sich steigender Produktkom-plexität und kürzerer Lieferzeiten stellen müssen. Sie vereint Daten aus Maschinenbau, Software-Engineering und Elektro- technik. Ingenieure haben damit Zugriff auf einen vollstän-digen Prototyp, den digitalen Zwilling. Dieser kann während des gesamten Entwicklungsprozesses getestet werden.

Die Plattform verbessert die Zusammenarbeit. Produkte lassen sich gleichzeitig entwickeln, bereits bestehende Konstruk- tionen wiederverwenden und die globalen Lieferketten so steuern, dass sich die Qualität bereits während der Montage verbessert. Dieser Ansatz führt zu einer kürzeren Entwick-lungszeit, weniger Lagerbeständen und zu mehr Maschinen- funktionen, die integriert werden können. Zudem werden Lieferrisiken und Kosten reduziert. Das wiederum führt zu WWW.SIEMENS.COM/PLM

Digital Enterprise Suite optimiert komplexen Maschinenbau

Mit Solido erweitert Siemens sein Men- tor-Portfolio zur Analog/Mixed-Signal- (AMS-) Verifizierung und unterstützt seine Kunden, die zunehmenden Herausforderungen des IC-Designs und der IC-Verifizierung zu meistern.

»Für unsere Kunden sind wir ein ge- schätzter Partner, mit dem die Heraus-forderungen der Variabilität in der Verifizierung von Halbleitern bewältigt werden können, was zu Verbesserungen von Performance, Energieverbrauch, und Produktionserträgen führt«, erklärt

einer Steigerung der Kundenzufriedenheit bei Implemen- tierung und Inbetriebnahme.

Die neue Siemens-Lösung basiert auf einer modularisierten Produktentwicklungsstrategie, die innerhalb einer Produkt-familie gemeinsame Teile und Prozesse etabliert. Gleichzeitig lassen sich funktionale Module definieren, die einfach an kundenspezifische Anforderungen und die damit verbunde- nen Änderungen angepasst werden können. Durch den Ein- satz hoch entwickelter multidisziplinärer Techniken kann der Übergang von einem seriellen zu einem parallelen Entwick-lungsprozess ermöglicht werden.

Amit Gupta, Gründer, President und CEO des Unternehmens Solido Design Auto- mation. »Durch die Zusammenführung unseres Technologie-Portfolios mit der herausragenden IC-Kompetenz und Marktstärke von Mentor wird es uns ge- lingen, der Halbleiterindustrie in noch größerem Umfang führende Lösungen anzubieten.«

»Wir freuen uns, unseren Beitrag zu einer noch umfassenderen Digitalisie- rungsstrategie für Siemens zu leisten.«

Amit Gupta Gründer, President, CEO von Solido Design Automation

WWW.SIEMENS.COM/PLM

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Automobil- und Transportbranche

Ein Mercedes-Benz kann jahrzehntelang halten. Diese Eigenschaft gehört schon lange zur Marken-DNA bei Daimler. Da ist es nicht verwunderlich, dass die Be- triebsfestigkeit eine sehr wichtige Rolle spielt, die nicht unerheblich die Produkt- kosten beeinflusst. »Wenn zum Beispiel zur Verbesserung der Betriebsfestigkeit ein Bauteil mit einer speziellen Hitzebe- handlung verstärkt werden muss, kostet das Zeit und Geld. Deshalb müssen wir auf Anhieb die optimale Lösung finden«, so Bruno Seufert mit Blick auf Simcen-ter-Lösungen als Schlüsselfaktoren für den Erfolg bei Simulationen und Tests. Seufert ist zuständig für die Bereiche Fahrwerkslebensdauer, Lastdatenerfas- sung und Berechnung für Fahrzeuge bei Daimler.

Früher wurden Vorgängerdaten aus einer Testdatenbank eingesetzt. Meist reichte das auch aus. Aber bei neuen Konstruktionen fehlen die Daten. In diesem Fall müssen physische Tests durchgeführt werden. Aktuell arbeitet Daimler daran, zu allen Modellen digi- tale Zwillinge zu erstellen und damit eine Brücke zur realen Welt zu schlagen.

Daimler setzt auf Simulation und SicherheitstestDigitaler Zwilling – die Brücke zur realen Welt

Vor etwa einem Jahrzehnt fanden Betriebsfestigkeitstests vorwiegend auf der Teststrecke statt. Heute können digitale Zwillinge und modernste Simulationstechnologie eingesetzt werden. Laut Bruno Seufert von der Daimler AG ist zu erwarten, dass sich die Fahrzeugvalidierung mit Testhardware auf dem Prüfstand oder der Teststrecke und die digitale Simulation in den nächsten Jahren immer mehr nähern.

Daimler setzt immer mehr auf digitale Simulation.

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Simcenter von Siemens PLM Software bietet eine einzigartige Kombination aus Systemsimulation, 3D-Simulation und Testlösungen. Es hilft dabei, Inno- vationen schneller und zuverlässiger bereitzustellen. »Mit unserem neuen digitalen System können wir fehlende Daten so erstellen, dass sie genau zu der neuen Konstruktion passen – ein Riesenvorteil«, betont Bruno Seufert. »In einer idealen Welt könnte die Pro- duktabnahme allein mit dem simulier-ten digitalen Zwilling erfolgen. Davon sind wir aber noch weit entfernt. Für die Produktionsfreigabe muss mindestens ein Abschlusstest durchge-führt werden.«

Tests der Zukunft»Einige Eigenschaften im Bereich Be- triebsfestigkeit des Fahrwerks eignen sich nicht für die reine Simulation«, erklärt Seufert und erinnert dabei an die natürlichen Eigenschaften von Gummi. Ebenso denkt er an Autos, die über Bord- steine und Bremsschwellen schleifen oder durch riesige schlammige Schlag- löcher fahren. »Das alles kommt in der CAE-Welt noch nicht vor«, meint er und weist auf den abschließenden Sicher-heitstest hin. »Er bietet uns die Möglich- keit, dem Unvorhersehbaren Raum zu geben und das Ungewisse aufzuspüren.«

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Die Daimler AG mit Sitz in Stuttgart gehört zu den größten Anbietern von Premium- Pkw und ist der größte weltweit aufgestellte Nutzfahrzeug-Hersteller. Ihre bekann- teste Marke ist Mercedes-Benz.

»Mit unserem neuen digitalen System können wir die fehlenden Daten digital erstellen, und zwar so, dass sie genau zu der neuen Konstruktion passen.«

Bruno Seufert, Daimler AG

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Die Fertigung von Raupenketten und Schweißkonstruk- tionen der Kabinen eines PistenBullys erfolgt in modernen Hallen. Die meisten anderen Komponenten werden zugeliefert, auf engstem Raum montiert, programmiert und getestet. Bei der Entwicklung neuer Fahrzeug- generationen mit jeweils mehreren tausend Einzelbau- teilen bedient sich die Kässbohrer Geländefahrzeug AG des digitalen Zwillings. Darin werden nahezu alle mechanischen Komponenten repräsentiert.

PistenBully und sein digitaler Zwilling

Kässbohrer nutzt Solid Edge zur Entwicklung neuer Fahrzeuggenerationen

Bild oben: Unter der Fahrerkabine sind Motor und viele Systeme auf engstem Raum verbaut.

Bild rechts: Das Multitalent für Loipen-, Pisten- und Indoorpräparierung zeigt sich in einem an- sprechenden und ergonomischen 3D-Design.

Im Jahr 2002 startete die Entwicklungs- abteilung von Kässbohrer erste Projekte der 3D-Konstruktion mit Solid Edge. Das 2D/3D-CAD-System wird von Siemens PLM Software entwickelt und vertrieben. »Sehr bald haben wir alle neuen Bauteile in 3D angelegt und die Daten aus dem vorhandenen 2D-System EMS nach Solid Edge migriert«, erinnert sich Roland Weidmann, der mit seinem Kollegen Andreas Winter die IT-Systeme im Unter- nehmen betreut.

Mit einer engen Anbindung an die Entwicklung wird sichergestellt, dass technische Anforderungen bis ins Detail ergonomisch und effizient erfüllt werden. In Zusammenarbeit mit dem autorisierten Solid Edge Händler PBU CAD-Systeme entstand zudem ein Pro- duktdatenmanagement-System für alle Engineering-Workflows. Dieses wurde so mit der ERP-Lösung verbunden, dass die Entwickler möglichst wenig Daten eingeben müssen.

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WWW.SIEMENS.COM/NX WWW.SIEMENS.COM/SOLIDEDGE WWW.PISTENBULLY.COM WWW.PBU-CAD.DE

Für das Modellieren von Freiformflächen kommt NX, ein 3D-CAD/CAM/CAE-Sys- tem von Siemens PLM Software, zum Ein- satz. Die Modelle werden anschließend in Solid Edge Baugruppen übernommen.

Zwischen PLM und Solid Edge stellt Part- Solutions von Cadenas die 3D-Normteile zur Verfügung. Die Kaufteile werden in Solid Edge geladen und visualisiert. Neuen Bedarf können Konstrukteure einer Normstelle zur Prüfung melden. Nach positiver Entscheidung sorgt ein

Solid Edge besitzt dafür ein eigenes Modul. Bei Kässbohrer genießt dieses eine hohe Priorität, da rund 40 % der mit Solid Edge entwickelten aktiven Bauteile zugleich Blechteile sind.

Solid Edge SimulationMit Solid Edge Simulation werden Kom- ponenten überprüft und abgesichert. Dabei geht es um Gewichts- und Platz- ersparnis in Verbindung mit Stabilität und möglichst geringem Energiever-brauch. »Durch die volle Integration werden die Iterationsschleifen von Simu- lation und Änderung zu einem Prozess, bei dem nichts mehr verloren geht«, sagt Roland Weidmann. Alle Entwickler, nicht nur Spezialisten, können damit arbeiten. Mit jeder Fahrzeuggeneration wird das digitale Produktmodell weiter detailliert. »Bei unserem neuen Pisten- Bully 100 4F haben wir einen digitalen Zwilling mit fast 100 % aller mechani-schen Komponenten geschaffen und damit eine neue Stufe der Produkt- entwicklung erreicht.«

XpresRoute und weitere InnovationenDer höhere Detaillierungsgrad bezieht sich vor allem auf die Darstellung der Hydraulikleitungen mit XpresRoute, dem spezialisierten Modul von Solid Edge, und der elektrischen Verkabelung. Leitungen werden am Ende des Entwick- lungsprozesses verlegt, wenn der digi- tale Zwilling bereits etliche Gigabytes umfasst. Dazu wurden neue Rechner mit bis zu 32 GB RAM und der neuesten Version von Solid Edge implementiert.

Mit den Funktionen von XpresRoute las- sen sich aber auch Rohre mit Anschluss- stücken schnell definieren und auf eng- stem Raum verlegen. Ebenso wurde damit begonnen, elektrische Leitungen mit den Wire Harness Features von Solid Edge zu positionieren. Viele dieser Inno- vationen liegen unter dem Fahrerhaus des eng bestückten PistenBullys 100 4F. Weitere zeigen sich in der intuitiven Bedienumgebung mit Touchscreen und Funktionstasten.

»Solid Edge ist unser Engineering-Backbone, mit dem wir an rund 50 Arbeitsplätzen die digitalen Zwillinge unserer Produkte erstellen.«

Roland Weidmann CAD-Systemmanager und PLM-Projektleiter bei Kässbohrer

Workflow ebenso für die Bereitstellung des Modells wie die Pflege in der PLM- Lösung. »Ein einfaches Ampelsystem in PARTsolutions begrenzt die Teilevielfalt und die Konstrukteure müssen nicht viel für die Normteile tun«, berichtet Andreas Winter.

Solid Edge mit BlechmodulDie Konstruktion von Blechteilen erfor- dert eine Vorgehensweise, die nicht jedes 3D-System unterstützen kann.

Als in den 1920er Jahren der Skisport aufkam, entwickelte die Familie Käss- bohrer erste Pistenwalzen. 1969 entstand daraus der PistenBully, ein mit Ketten ausgerüstetes Geländefahrzeug. Per Räumschild, Schneefräse und Glättebrett präpariert dieser unter extremen Bedingungen Loipen und Ski- pisten. Seinen internationalen Durchbruch erfuhr er während der Olympiade 1972. Heute befinden sich in 110 Ländern der Erde 22.000 PistenBullys der Kässbohrer Geländefahrzeug AG im Einsatz. Weltweit beschäftigt das Unternehmen 550 Mitarbeiter, davon 350 in der Zentrale Laupheim. Hier entstehen jährlich etwa 600 neue Fahrzeuge. Damit ist das Familien- unternehmen Weltmarktführer.

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Um Überstunden der Produktionsmit-arbeiter abzubauen, führte der Projekt- leiter Fabian Steinbacher 2014 in seiner Bachelorarbeit an der TU Graz eine Materialflussanalyse der Kühlermontage durch. »Sämtliche Kühler wurden in einer werkstattartigen Anordnung indi- vidueller Stationen zusammengebaut. Das behinderte den Materialfluss«, sagt er. »Zur Beseitigung dieses Problems verfolgte ich einen Lösungsansatz, bei dem in kleineren Losgrößen zu produ- zierende Produkte getrennt und die stückzahlstarken Ausführungen in Fließfertigung fertiggestellt werden.«

Optimierung durch SimulationIn einem zweiten Projekt untersuchte Steinbacher die Realisierbarkeit unter- schiedlicher Konzepte für den Umbau der Kühlermontage. Für Bau und Opti- mierung des digitalen Zwillings der Kühlermontage verwendete er Plant Simulation aus dem Tecnomatix-Port-folio von Siemens PLM Software. Es beinhaltet Softwareprodukte für die digitale Fabrik. Durch ihre Skalierbarkeit eignen sie sich jedoch auch für kleinere Anwendungen wie das realitätsnahe Simulieren verschiedener Szenarien zur Optimierung des Materialflusses. Unter Verwendung der 2D- und 3D-Fähigkeiten von Plant Simulation konnte Steinbacher innerhalb weniger Wochen ein Funk- tionsmodell der gesamten Kühlermon- tage einschließlich der Arbeiter an ihren Stationen erstellen. »Die in Plant Simu- lation enthaltene fortschrittliche Simu- lations-Programmiersprache SimTalk macht es leicht, Besonderheiten nach Bedarf hinzuzufügen und abzuändern«, erklärt er. »Besonders nützlich finde ich die Fähigkeit von Plant Simulation, die Mitarbeiter abhängig vom Zeitbedarf für den einzelnen Arbeitsschritt automatisch den verschiedenen Stationen zuzuwei-sen, um den Durchsatz zu optimieren.«

WP nutzt nun ein Förderbandsystem für die Fließmontage stückzahlstarker Pro- dukte und montiert Kleinserien in einem eigenen Workflow. Das u-förmige Band spart nicht nur Platz. Es hält auch die Entfernungen zwischen den zehn flexi- bel besetzten Stationen kurz. Aufgaben können rasch und einfach umverteilt

»Beinahe jedes in Europa hergestellte Motorrad hat einen WP-Kühler«, sagt Harald Edlinger, Industrial Engineering Manager bei WP Performance Systems. »Insgesamt produzieren wir jährlich 400.000 Kühler und mehr als 200 verschiedene kundenspezifische Produkte.« Mit digitalen Zwillingen aller Produktionseinrichtungen will die WP Performance Systems GmbH (WP) nun ihre Zukunft als führender Hersteller von Auto- und Motorradkühlern sichern.

Mit Tecnomatix Plant Simulation zur digitalen FabrikWP optimiert alle Produktionseinrichtungen

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Automobil- und Transportbranche

derlich ist. »Wie sich herausstellte, ist die Anzahl gleichzeitig an einem Los arbeitender Mitarbeiter begrenzt«, meint Edlinger. »Im neuen Werk ließen sich im Einschichtbetrieb ohne Über- stunden 1.200 Kühler montieren. Das wäre besser als zuvor, zugleich aber auch das Minimum.«

Da WP nicht vorhatte, sein Wachstum zu stoppen oder die Montagehalle nach kurzer Frist erneut umzubauen, verfolg- ten die Fertigungsingenieure den Zwei- schicht-Ansatz. »Auf der Basis der zuvor benötigten Zeiten für jeden Prozess-schritt ergab das einen simulierten Aus- stoß von 1.500 Wasser- beziehungsweise 1.630 Ölkühlern pro Tag ohne Überstun- den, erzielt vom bestehenden Montage- team«, so Steinbacher. »In der Realität stellte sich jedoch heraus, dass dasselbe Personal im veränderten Umfeld schnel- ler arbeitet. Wir haben unsere Produk-tionskapazität effektiv verdoppelt.«

werden. Die Arbeiter nehmen die Kühler von einem der beiden parallel laufenden Bänder und legen sie auf dem anderen ab. Sie verhindern so, dass ein Prozess- schritt übersprungen wird.

Produktionskapazität verdoppeltAufbau und Optimierung des Material-flusses wurden anhand eines digitalen Zwillings des Montagewerkes in weni- ger als drei Monaten abgeschlossen. Teil der Aufgabe war auch herauszu- finden, ob ein Einschichtbetrieb aus- reicht oder eine zweite Schicht erfor-

Wenn es im Motorradrennsport eine Trophäe zu gewinnen gibt, gehen von der WP Group hergestellte Kompo-nenten und Systeme an den Start. Ob auf der Straße oder im Gelände – sie dominieren selbst Ereignisse wie die Dakar Rallye und haben über 300 Weltmeistertitel gewonnen. WP-Komponenten sorgen für beste Fahrzeugleistungen und Nutzerer-fahrungen. Sie werden daher von allen namhaften Motorradrenn-teams und -herstellern verwendet.

Die WP Group, 1977 in den Nieder- landen gegründet und heute Teil der KTM AG, ist ein führender Hersteller von leistungsbestimmenden Kom- ponenten für Motorräder und Auto- mobile. Sie besteht im Wesentlichen aus zwei Unternehmen. Die WP Per- formance Systems GmbH entwickelt und produziert Fahrwerksteile wie Stoßdämpfer, Vorderradgabeln und Rahmen sowie Auspuffsysteme. Die WP Components GmbH erzeugt Wasser- und Ölkühler.

Investition abgesichert»Die tatsächliche Investition in die Um- gestaltung unserer Kühlermontage war signifikant, aber nicht weniger hoch als befürchtet«, stellt Edlinger abschließend fest. »Es ist dennoch ein gutes Gefühl zu wissen, dass sie auf zuverlässigen Simulationsergebnissen basiert und dass sämtliche Optimierungen und Feinab-stimmungen vor der Installation statt- fanden und nicht während des Betriebs.«

Die effektive Verdopplung der Produk-tionskapazität ist nicht der einzige Vorteil der simulationsbasierten Um- stellung und der Einführung des Zwei- schichtbetriebs. Diese Anordnung ist auch weniger störanfällig und benötigt weniger Werkzeuge, reduziert die Investitionskosten und verbessert die Auslastung. Ein weiterer vorteilhafter Nebeneffekt der Kapazitätserweiterung ist die Reduktion der Umlaufbestände um 60 %. »Der wichtigste Effekt ist je- doch die Reduktion von Überstunden um 85 % oder 5,2 Vollzeit-Äquivalenten«, so Edlinger.

WWW.SIEMENS.COM/TECNOMATIX WWW.WP-GROUP.COM

Am digitalen Zwilling der Kühlermontagelinie können die Fertigungsingenieure die Handlungen der Arbeiter planen und nachvollziehen.Ab

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WP produziert 400.000 Kühler pro Jahr. Mit 200 verschiedenen Modellen ist die Produktvielfalt hoch.

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Automobil- und Transportbranche

Aufgrund des starken Wachs- tums der GF Automotive ließ sich die Datendurchgängigkeit der Prozesse und Systeme in den Werken nur noch schwer bewerkstelligen. In diesem Zusammenhang entstand das Projekt zur Einführung eines prozessübergreifenden CAQ-Systems mit dem Ziel, die Qualitätsmanagement- abläufe zu standardisieren und die Absicherung von Kunden- und Compliance- Anforderungen zu verbessern.

Erste Phase: Reklamations- und PrüfmittelmanagementIn der ersten Phase kamen die Module QMS Concern and Complaint Management, QMS Gage Management und QMS Audit Management zum Einsatz. Denn für das Reklamations- management wurde eine schlanke, flächendeckend auf alle Belange ausgerichtete Lösung bevorzugt. Der 8D-Report, ver- pflichtende Vorlage für Automobilzulieferer bei Reklamatio-nen zwischen Lieferant und Kunde, erfolgt hier automatisch. Auf eine Rückmeldung der Ergebnisse in den Qualitätsvoraus- planungsprozess wurde verzichtet. Das Modul QMS Quality Action Management ist besonders wichtig, da es für die Ab- arbeitung der Maßnahmen und die Verfolgung des jeweiligen Status genutzt wird.

Beim Prüfmittelmanagement kommt das Modul QMS Gage Management als elektronische Karteikarte mit Überwachung der Prüfzyklen zum Einsatz. Als Ausnahme erfolgt an einigen Standorten ein bidirektionaler Datenaustausch zum Kalibrier- labor inklusive Rückmeldung an das externe Kalibrierlabor beziehungsweise die interne Kalibrierstelle.

Im Rahmen der Standardisierung der Qualitätsmanagement- prozesse von GF Automotive fiel die Entscheidung zugunsten der IBS QMS-Lösung. Projektteams von GF Automotive und Siemens PLM Software erstellten zunächst gemeinsam ein Pflichtenheft, bevor das Pilotprojekt an zwei Unternehmens- standorten startete. Für jedes Werk gab es eine einheitlich festgelegte Vorgehensweise.

GF Automotive optimiert Produktlebenszyklus

Qualitätsmanagementprozesse mit IBS QMS-Lösung standardisiert

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Georg Fischer Automotive (GF Automotive) ist ein Unternehmen der Georg Fischer AG Industrial Group mit Hauptsitz in Schaffhausen in der Schweiz. An weltweit mehr als 50 Produktionsstandorten mit über 130 Gesellschaften arbeiten zirka 14.000 Mitarbeiter.

Das Unternehmen besteht aus GF Piping Systems, GF Machining Solutions und GF Automotive. Die in Singen am Hohentwiel ansässige GF Automotive entwickelt und fertigt Eisen-, Aluminium- und Magnesiumteile für die Auto- mobilindustrie und deren Zulieferer. Rund 5.000 Beschäftigte produzieren mehr als 100 Millionen Bauteile an neun Fertigungsstandorten in Deutsch-land, Österreich und China.

Automobil- und Transportbranche

Ergebnis und NutzenDurch den Einsatz der IBS QMS-Lösung und der damit ver- bundenen Verbesserung der Datentransparenz lassen sich Erfahrungen werksübergreifend kommunizieren. Der Pro- duktlebenszyklus wird mit Unterstützung des CAQ-Systems optimiert. In standardisierten Prozessen werden alle rele- vanten Daten von den Mitarbeitern überwacht und verwaltet, der Datentracking-Prozess erleichtert und die Reaktionszeiten verkürzt. Weiterhin unterstützt die Software bei der Umset- zung unternehmensübergreifender Qualitätsstandards.

Erfolgsfaktoren der Qualitätsmanagementlösung von Siemens PLM Software bei GF Automotive sind unter anderem ein- fache Lösungen, schnelle Erfolge, klar definierte Einführung und ein zentraler Ansprechpartner in jedem Werk. Auch der Ausbau der Werke in China, Suzhou und Kunshan, verlief er- folgreich. In einem Dreivierteljahr wurden hier alle Module implementiert und in Betrieb genommen. Die Akzeptanz war sehr hoch, da alle Anwendungen mit chinesischer Benutzer-oberfläche ausgestattet sind.

Das Modul QMS Audit Management ist Standard. So einfach wie möglich gehalten, ermöglicht es die Verwaltung und Erfassung interner Audits nach VDA 6.3, externer und Liefe- rantenaudits sowie Audits zur Ladungssicherung, der Arbeit- ssicherheit und dem Umweltschutz.

Zweite Phase: Projekt- und RisikomanagementDie zweite Phase beinhaltete die Module QMS Advanced Product and Quality Planning inklusive Produktionslenkungs- und Prozessablaufplan sowie QMS Failure Mode and Effects Analysis (FMEA). Das Projektmanagement erfolgt im QMS APQP. Es ermöglicht eine dauerhafte Überwachung des Projektfortschritts. Die Durchsetzung interner Standards erfordert Checklisten, die über alle Projekte und Werke gleich sind. Projektmeilensteine sind in Quality Gates definiert. Dafür wurde ein Projektreporting installiert.

Produkt- und Prozess-FMEAs kommen beim Risikomanage-ment zum Einsatz, in der Forschung und Entwicklung auch Design-FMEAs. Diese Differenzierung ermöglicht die Risiko- analyse auf Einzelteil- und Prozessebene. Für jedes Produkt wird eine FMEA erstellt. Basis ist eine Master-FMEA mit Verlinkung in die einzelnen Produkte. Design- und Prozess-änderungen wirken sich somit direkt auf die betroffenen FMEAs aus.

Dritte Phase: PrüfungenIn der dritten Phase kam das Template für die produktionsbegleitende Prüfung, Wareneingangs- und Erstmusterprüfung zum Einsatz. Das Modul QMS Inspection Plan Management ist zentraler Bestand- teil der IBS QMS Qualitätsmanagement- lösung. Die Datenerfassung in der produk- tionsbegleitenden Prüfung erfolgt sowohl manuell als auch automatisch durch die Anbindung von Messmaschinen. QMS SPC ermöglicht die optimierte Lenkung von Produktionsprozessen. Störungen werden frühzeitig erkannt, Ursachen behoben und Fertigungsabläufe optimiert. Damit sind alle Voraussetzungen für eine fehlerfreie Produktion geschaffen.

Die Wareneingangsprüfung mit Lieferan- tenbewertung unterstützt die Qualitäts- überwachung von Zukaufteilen und Rohstoffen. Die Ergebnisse, die über Stich- proben und Dynamisierungsverfahren ermittelt werden, bilden die Grundlage der Lieferantenbewertung. Gearbeitet wird mit einer bidirektionalen Schnittstelle zum ERP/ PPS-System SAP ©. Dabei kommen die Infor- mationen zur Termin- und Mengentreue aus SAP, die Qualitätsdaten aus dem CAQ- System. Die Ergebnisse der Wareneingangs- prüfung werden an SAP zurückgemeldet.

WWW.SIEMENS.COM/MOM/IBS-QMS WWW.GFAU.COM

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Branchenübergreifend

Cost and Value Engineering (CVE) hat zwei große Ziele: Produkte mit hohem Kundennutzen gestalten und gleichzeitig den Preis wettbewerbsfähiger machen. CVE-Kompetenz wird in einem frühen Stadium der Entwicklungsprozesse eingeführt. Dies ermöglicht eine quantifizierbare Entscheidungsgrundlage für eine kosten- und wertoptimierte System- und Bauteil- gestaltung, den Aufbau der Lieferkette und Verhandlungen mit Lieferanten.

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Kostentransparenz vor InvestitionenTeamcenter Product Cost Management als technologischer Kern des Cost and Value Engineering-Ökosystems

»Unser Ziel ist die Cost and Value Engineering-Abdeckung signifikant zu erhöhen. Ein wesentlicher Erfolgsfaktor ist die zuneh- mende interne Verwen- dung unserer Teamcenter Software für Product Cost Management.«

Dr. Ralf P. Thomas Finanzvorstand Siemens AG

mit in die Bauteilkalkulation bzw. die Stücklistenstruktur übernommen. Ab- schließend erhalten die CVE-Experten aus der initialen Fertigungsstückliste eine bewertete Kalkulationsstückliste. Diese wird mit den Target-Costing Werten abgeglichen. Bei Abweichungen zwischen Ziel- und Ist-Werten können durch Kostenanalysen und -bewertun-gen verschiedene Herstellungsvarianten in Teamcenter simuliert werden.

nutzen Teamcenter Product Cost Management bei Lieferantenanfragen. Mittels Target Costing Methoden ermit- teln sie zunächst einen angemessenen Preis. Dieser bietet hochpräzise faktische Argumente für Verhandlungen.

Das Vorgehen in Teamcenter ist struk- turiert und logisch aufgebaut. Ange-strebte Produktkosten werden analytisch ›bottom-up‹ kalkuliert. Sie sind entlang einer Stücklistenstruktur aufgeschlüsselt. Alle direkten Produkt- und Fertigungs-kosten wie Material, Prozess- oder Zu- satzkosten lassen sich klar erkennen. Existierende Gemeinkostenstrukturen werden abgebildet oder simuliert, die Gemeinkostenfaktoren berechnet und

Teamcenter Product Costing von Sie- mens PLM Software wird seit mehreren Jahren eingesetzt, um anspruchsvolle Aufgaben zu unterstützen und die not- wendige Kostentransparenz zu schaffen. Ein wesentlicher Vorteil für Siemens ist, dass Teamcenter Product Cost Manage- ment die Zusammenarbeit von Fach- leuten in allen Bereichen ermöglicht, um Informationen auszutauschen und in den Projekten zusammenzuarbeiten. Die Lösung bietet standardisierte Pro- zesse, Berechnungsmethoden, Berech- nungsstandards sowie eine Bewertungs- logik, die eine einheitliche Kostenwahr- nehmung im gesamten Unternehmen fördert. Die Vergleichbarkeit der Ergeb-nisse ist gewährleistet. CVE-Experten

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Branchenübergreifend

Messbare Ergebnisse und AusblickDie Anwendung von Teamcenter Product Cost Management für die Frühphasen-berechnung hat sich bei vielfältigen Projekten bewährt und wird mit dem Rollout von Cost and Value Engineering bei Siemens systematisch erweitert. Im Geschäftsjahr 2016 wurden mit CVE-Projekten unternehmensweit rund 3,4 Mrd. Euro des Einkaufsvolumens von Siemens abgedeckt. Für 2017 war eine Steigerung auf über 5 Mrd. Euro geplant und bis zum Jahr 2020 eine Abdeckung von 12 Mrd. Euro. »Unser Ziel besteht darin, die Cost and Value Engineering-Abdeckung signifikant zu erhöhen«, be- tont Dr. Ralf P. Thomas, Finanzvorstand der Siemens AG. »Ein wesentlicher Er- folgsfaktor ist die zunehmende interne Verwendung unserer Teamcenter Soft- ware für Product Cost Management.«

WWW.SIEMENS.COM/TEAMCENTER

Auf diese Weise lassen sich Kosten frühzeitig beeinflussen. Damit schafft Siemens eine optimale Voraussetzung für Preisverhandlungen in den Work- shops mit Lieferanten. Dies ist ein entscheidender Faktor für eine erfolg- reiche Beschaffung.

Die detaillierte Kostentransparenz er- möglicht Investitionsentscheidungen, die nicht auf vagen Annahmen basieren. Dies macht Teamcenter Product Cost Management zu einem hervorragenden Werkzeug für die Kostensimulation – auch in frühen Entwicklungsstadien, bei denen kostensensible Technologie-entscheidungen eine solide quantitative Entscheidungsgrundlage erfordern. In späteren, reiferen Entwicklungsstadien wird die analoge CVE-Analytik ange-wendet, um die optimale Einrichtung der Supply Chain und der Produktions-systeme zu definieren.

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Category

Die Fertigung völlig neuer Bauteildesigns in einer Aufspannung, komplett endbearbeitet und extrem schnell – genau das faszi- nierte Joachim H. Hoedtke, Geschäftsführer der Hoedtke GmbH & Co. KG. Es war für ihn die Motivation zu einer Investition in die neue Technologie des NX Hybrid Additive Manufacturing.

Schon immer betrachtete sich die Firma Hoedtke als Vorreiter in der Branche. »Als wir in den 1970er Jahren auf Laser auf- merksam geworden sind, wurde er in der Metallbearbeitung noch gar nicht eingesetzt. Zunächst griffen wir das Laser-schneiden auf, dann das Laserschweißen«, erinnert sich Joachim H. Hoedtke. »Der nächste Schritt ist nun die additive Fertigung, bei der im dreidimensionalen Raum ein Metall-pulverstrahl mit dem Laser aufgeschmolzen wird.«

Seit Ende 2014 hat Hoedtke eine Lasertec 65 3D von DMG Mori mit einer Sinumerik 840D sl CNC-Steuerung im Einsatz. Es handelt sich um eine besondere Form der Multitasking-Maschine. Sie kombiniert auftragende und abtragende Ver- fahren in einer Aufspannung. Konkret handelt es sich um generatives Laserpulverauftragsschweißen (Directed Energy

Hybrides Multitasking in Prozesskette eingebunden

Neue Bauteilstrukturen in endbearbeiteter Qualität durch additive Verfahren und hochpräzises 5-Achsfräsen

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Branchenübergreifend

Deposition, kurz DED) und 5-Achs-Simultanfräsen. Die Maschine ist in eine durchgängige CAD/CAM/CNC-Prozess-kette mit NX für Hybrid Additive Manufacturing eingebunden. NX von Siemens PLM Software bereitet Werkstücke am Computer für das Verfahren vor und berechnet die Verfahr-wege für das Auftragen und Abtragen der CNC.

Auftragende und abtragende Bearbeitung in einer Aufspannung Die neue Technologie des Laserpulverauftragsschweißens ist in der Lasertec 65 3D in ein bewährtes Fräsmaschinenkonzept integriert. Mit der Entwicklung dieser Hybridmaschine konnten die Vorteile des DED-Verfahrens mit den Eigenschaften hoch- komplexer 5-Achs-Fräsbearbeitung vereint werden. Dabei lässt sich in sehr kurzer Zeit viel Material aufbringen.

»Wir können mit einer hohen Produktivität ziemlich schnell Bauteile dreidimensional herstellen«, erläutert Vanessa Seyda, Technologieexpertin für additive Verfahren bei der Firma Hoedtke. »Das Faszinierende an der Kombination aus auf- tragender und abtragender Bearbeitung in einer Maschine ist, dass wir relativ grob additiv Fertigen und anschließend eine hohe Genauigkeit mit dem Fräsen erzielen«, ergänzt Joachim H. Hoedtke. Funktionsflächen können also in einer Aufspannung nachbearbeitet und zu höchster Präzision gebracht werden. Die Lasertec 65 3D ist mit der Sinumerik 840D sl CNC-Steuerung ausgestattet und sowohl in den Bedienoberflächen als auch im Echtzeitbereich bestens für die effiziente Verknüpfung verschiedener Technologien zu Multitasking geeignet.

»Das Ergebnis des Laserpulverauftragsschweißens ist derzeit eine je nach eingesetzter Düse bis zu 3 mm breite Schmelz-spur mit rauer Oberfläche«, erklärt Vanessa Seyda. Um die für Funktionsflächen geforderte Genauigkeit zu erreichen, ist eine fünfachsige Fräsbearbeitung notwendig. Dabei kann flexibel zwischen Laserpulverauftragsschweißen und Fräsen gewechselt werden. Nur so lassen sich Stellen bearbeiten, die später am fertigen Werkstück nicht mehr erreicht werden. Die 5-Achs-Maschinenkinematik ermöglicht zudem das Positionieren des Teiles während des additiven Aufbaus. Durch die Bewegung des Bauteiles mittels Dreh-Kipptisch kann beim DED-Prozess mit einer Lasertec 65 3D auf zusätz- liche Stützstrukturen verzichtet werden.

Durchgängige CAD/CAM/CNC-Kette Für die Fertigung auf einer hybriden Maschine muss der Designprozess den hybriden Ansatz unterstützen. Grundlage ist ein auf den DED-Prozess angepasstes CAD/CAM-System. Nach der Wahl der geeigneten Abarbeitungsstrategie für die additiven und subtraktiven Prozesse gilt es diese, dann auch softwaretechnisch umzusetzen. Die NX CAD/CAM-Software mit dem Plugin für Hybrid Additive Manufacturing bietet hierfür eine durchgängige Design- und Programmierlösung inklusive Postprozessor und Simulation für das Laserpulver-auftragsschweißen und die Fräsbearbeitung. Zahlreiche Simulations- und Analysefunktionen in NX ermöglichen die Optimierung von Bauteil und Prozess im Vorfeld der Teilege-nerierung. »Die Simulation in der Software ist sehr wichtig, Ab

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da jeder kleinste Stoß an der Spindel oder am Laserkopf enorme Schäden verursachen würde«, sagt Steffen Heitmann, der bei Hoedtke sowohl NX als auch die Maschine bedient.

Neben den additiven Entwicklungsschritten können gleich- zeitig alle Prozessschritte zur mechanischen Bearbeitung er- stellt werden. Das in NX erstellte CNC-Programm wird dann direkt an die Maschine übertragen.

»Die Siemens CNC-Steuerung Sinumerik 840D sl greift auf den Server zu. Sobald das Postprogramm fertig ist, kann die Maschine das Programm unverzüglich laden und Verbindung mit Sinamics S120-Antrieben und den dazugehörigen Moto- ren die Werkzeug- und Teilebewegungen präzise abfahren«, so Steffen Heitmann.

Die Programmierlösung NX Hybrid Additive Manufacturing ermöglicht völlig neue Bauteildesigns. Wurde bisher ein Werkstück aus mehreren Baugruppen subtraktiv gefertigt, kann dieses nun als Einzelteil designt werden.

NX bietet eine durchgängige Design- und Programmierlösung.

Seit über 75 Jahren gilt die Hoedtke GmbH & Co. KG als innovationsorientierter Dienstleister in der Metall- und Laser- technik. Das Leistungsspektrum umfasst die Entwicklung und Herstellung von Teilen, Baugruppen und komplexen mechatronischen Systemen für zahlreiche Branchen aus Handwerk, Industrie und Forschung. An den Standorten Pinneberg und Kiel beschäftigt das Unternehmen mehr als 250 Mitarbeiter – darunter Physiker, Chemiker, Ingenieure sowie zahlreiche Techniker und Meister.

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Category

Solid Edge für Entwicklung und Konstruktion, Teamcenter zum Integrieren neuer Standorte

Seit der Einführung von Solid Edge ist die XAL GmbH stark gewachsen. 70 Ingenieure am Hauptstandort Graz erledigen den Großteil der Entwicklungs-arbeit. Sie arbeiten jedoch auch eng mit Entwicklern in China und den USA zusammen. Volker Taus, Senior Project Manager Organizational Development bei XAL: »Unser Ziel war, ein System einzuführen, das uns erlaubt, neue Standorte einfach hinzu-zufügen und zugleich eine enge Anbindung an unser zentrales ERP-/MES-System bietet.«

Beleuchtungslösungen von XAL sollen mit der Architektur harmonisieren. Seit 2004 arbeiten die Konstrukteure mit Solid Edge von Siemens PLM Software. Diese wurde wegen herausragender CAD-Eigenschaften und der integrierten Entwicklungsdaten-Managementlösung Insight für das Produktdatenmanage-ment (PDM) ausgewählt. Die einfach zu verwendende Lösung bot auch Möglich- keiten für den Import von Daten aus Softwarelösungen von XAL für Waren- wirtschaft (ERP) und Produktionssteue-rung (MES).

»Insight war zwar auf der örtlichen Ebene völlig ausreichend. Die Not- wendigkeit einer weltumspannenden Zusammenarbeit verlangte jedoch die Migration zu einer umfassenderen PLM- Lösung«, so Volker Taus. Unterstützt von externen PLM-Beratern untersuchte XAL praktisch jedes größere PLM-Software- produkt am Markt. »Wir suchten auch nach einem Anbieter mit der Fähigkeit,

Ausgezeichnete LED-Lösungen bei XAL

Konstruiert werden die Lampen mittels Solid Edge.

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Elektronikindustrie

Gateway for Enterprise Applications. Diese ermöglicht Unternehmen das Syn- chronisieren vollständiger Stücklisten einschließlich sämtlicher produktbezo-gener Dokumente mit den ERP- und MES-Systemen. »Die Herausforderung bestand für und im Migrieren der enormen Menge an Daten, die im Laufe der Jahre entstanden war«, sagt Johann Mathais, Geschäftsführer von ACAM. »Um Dateninkonsistenzen durch die Bearbeitung von Projekten im Bestands- system nach der Übertragung zu vermei- den, mussten wir sämtliche Daten in einem einzigen Vorgang migrieren statt ein Projekt nach dem anderen.« Mit den damals verfügbaren Software- tools hätte die Migration mehr als 600 Stunden gedauert. Deshalb erforderte die Aufgabe einiges an Einfallsreichtum. Siemens und ACAM entwickelten eine Strategie, bei der alle Projekte in Insight an einem Mittwoch eingefroren wurden. Die Migration war am folgenden Sonn- tag abgeschlossen.

Ergebnisse und AussichtenXAL wächst weiter. Seit dem Einsatz von Teamcenter als globale PLM-Software hat das Unternehmen einen belgischen Lampenhersteller mit Entwicklungsbüro in China erworben. »Obwohl die chine-sischen Kollegen zunächst zögerten, vom gewohnten Bestandssystem umzu- steigen, vollführten sie den Umstieg in sehr kurzer Zeit und implementieren mittlerweile autonom sehr komplexe Workflows«, berichtet Stöcklmair und weist darauf hin, dass der Schulungs-bedarf minimal ist.

Die Verwendung von Teamcenter für die Verwaltung von CAD-Daten und Stück- listen hat die Konstruktion neuer Leuch- ten auch von manchen unproduktiven Routinearbeiten befreit. Dazu gehört das Erstellen tausender Dokumente pro Jahr in neutralen Dateiformaten für nach- gelagerte Prozesse. »Mit dem Teamcen-

eine gigantische Datenmenge aus dem bestehenden System zu übernehmen«, erklärt Erik Stöcklmair, Technology App- lication Manager bei XAL. Das führte zur Wahl der Software Teamcenter von Siemens PLM Software. »Die Lösung wurde vom regionalen Siemens PLM Software Solution Partner ACAM um- gesetzt, der uns seit der Umstellung auf Solid Edge mit exzellenter Unter-stützung bedient hatte.«

Rasches Durchstarten nach schneller DatenmigrationXAL und ACAM arbeiteten gemeinsam an der Einführung von Teamcenter und integrierten zunächst zwei Entwicklungs- standorte in Österreich und den USA. Vom Beginn an beinhaltete das den bi- direktionalen Datenaustausch mit ERP- und MES-Software mittels Teamcenter

1989 gegründet, gehörte XAL zu den Pionieren, die LEDs für Raum- und Gebäudebeleuchtung nutzten. Das in Graz ansässige Unternehmen hat sich der Schaffung ästhetischer und funktional hervorragender Beleuch-tungslösungen in unterschiedlichs-ten Innen- und Außenanwendungen für Geschäftslokale, Büros, Hotels und Wohnhäuser verschrieben. Von den 1.300 Mitarbeitern arbeiten 95 in der Forschung und Entwicklung, in die XAL gut sieben Prozent des Umsatzes investiert. Sie entwickeln innovative, in Bezug auf Energie- effizienz, Funktion und Design außer- gewöhnliche LEDs. XAL kann in kürzester Zeit individuell entwickelte LED-Lösungen implementieren. Konstruktion und Design wurden mit zahlreichen internationalen Preisen ausgezeichnet.

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XAL

»Mit Teamcenter ist das Eröffnen eines neuen Standortes aus datentechnischer Sicht keine große Sache mehr.«

Volker Taus Senior Project Manager Organizational Development bei XAL

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ter-Dispatcher verringerte sich die dafür benötigte Zeit erheblich«, so Taus. »Unsere Ingenieure erstellen gleich viele Dokumente wie zuvor in einem Viertel der Zeit – eine Reduktion um 75 %.«

Dank der in Teamcenter enthaltenen mächtigen Workflow-Mechanismen gehört das Suchen nach den richtigen Informationen oder das Verwenden der falschen Dokumente der Vergangenheit an. Die Ingenieure können sich auf ihre Entwicklungsarbeit konzentrieren. Der jährlich eingesparte Aufwand für büro- kratische Tätigkeiten beträgt, laut Erik Stöcklmair, vier Mannjahre.

Die XAL-Ingenieure nutzen Teamcenter auch zum Erstellen der benötigten Dokumente für nachgelagerte Prozesse.

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Medizintechnik

Einhaltung von Gesetzen und RichtlinienLaut Dalpiaz sind Anforderungen an die Dokumentation für Zulassungsbehörden in der Medizintechnik weniger streng und detailliert als in Branchen wie zum Beispiel der Luft- und Raumfahrt. Die Einhaltung gesetzlicher Bestimmungen lässt sich aber keineswegs umgehen. Sicherheitsnormen und -vorschriften müssen exakt dokumentiert werden.

Als führendes Unternehmen der Branche verfügte Dentsply Sirona bereits über Prozesse und Systeme zur Einhaltung der Regularien und Sicherheitsanforderun-

Polarion ALM von Siemens PLM Software er- möglicht Dentsply Sirona, eine Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten. Auf- lagen bei bildgebenden Systemen, CAD/CAM und Behandlungseinheiten werden eingehalten.

Lifecycle Management effizienter gestaltenDentsply Sirona verbindet mit Polarion ALM wichtige Phasen in der Produktentwicklung

Dentsply Sirona Inc. ist einer der weltweit größten An- bieter professioneller Dental- produkte und -technologien. Das Unternehmen ermöglicht Zahnärzten eine bessere, sicherere und schnellere Ver- sorgung der Patienten. Dafür spricht eine 130-jährige Ge- schichte an Innovationen und Service in der Dentalindustrie.

Mit dem Ziel, das Lifecycle Management im Unternehmen effizienter zu gestal- ten, definierten Projektleiter Michael Dalpiaz und sein Team mehrere Schlüs- selanforderungen für eine neue Soft- ware. Wichtigster Punkt war eine durch- gängige Lösung, die alle entscheidenden Phasen vom Anforderungsmanagement bis zu Tests abdeckt. Darüber hinaus sollten sowohl das Dokumenten- management als auch die Rückverfolg-barkeit einfacher und effizienter als bisher werden.

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Medizintechnik

gen. Jede neue Lifecycle Management-Lösung musste daher zumindest auch die bestehenden Funktionen untetstüt-zen. Eine zusätzliche Vereinfachung wäre ein willkommener Vorteil. Könn- ten Sicherheitsaspekte beispielsweise unabhängig von funktionalen Anforde-rungen nachvollzogen werden, etwa für eine Compliance-Berichterstellung, würde dies den Prozess erheblich straf- fen. Da die Bedeutung von Embedded Software in der gesamten Branche weiter zunimmt, suchte Dentsply Sirona nach einer besseren Möglichkeit, Ände- rungen an Quellcodes zu verfolgen und den Code gleichzeitig unter Versions-kontrolle zu halten.

Die LösungDie Bereiche Dentsply Sirona Imaging, CAD/CAM und Treatment Centers haben sich für die Software Polarion ALM ent- schieden, die heute umfassend im Be- reich bildgebender Systeme eingesetzt wird. Mit steigender Tendenz nutzen aktuell 20 bis 30 Personen regelmäßig die Polarion-Lösung. Sie ermöglichen neben der Einhaltung von Gesetzen und Richtlinien auch einen transparenteren Entwicklungsprozess für alle Beteiligten.

»Wir haben mithilfe eines Polarion-Ex- perten von Siemens PLM Software eine maßgeschneiderte Lösung entwickelt und gemeinsam in unserem Werk in Bensheim implementiert. Dabei wurden wir von einem weiteren Berater unter- stützt, der benutzerdefinierte Berichte, Skripte und Plug-ins umsetzte. Unmittel- bar nach dem Import der vorhandenen Daten fingen wir an, das Tool mit einer begrenzten Anzahl von Anwendern zu nutzen«, so Dalpiaz. Der Rollout dauerte vom ersten Datenimport bis zur vollen Anwendung sechs Monate.

Die VorteileZu den Hauptvorteilen für Dentsply Sirona zählen die einheitliche Struktur, einfache Rückverfolgbarkeit, unkom-plizierte Verwaltung, Umsetzung be- nutzerspezifischer Anforderungen und die Erschwinglichkeit. Michael Dalpiaz: »Wir waren auf der Suche nach einer durchgängigen Lösung für die Doku-mentation und Rückverfolgbarkeit von den ersten Anforderungen bis zum Test. Die Rückverfolgbarkeit ist aus unserer Sicht kein Alleinstellungsmerkmal, aber da sie in Polarion ALM sehr einfach zu handhaben ist, war sie in unserer Ent-

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»Polarion ALM ist TÜV ISO 26262-zertifiziert. Auch wenn es keine eindeutigen Standards in der Medizintechnik gibt, ist das hilfreich, denn die ISO 26262 ist noch strikter. Die Reports und die Flexibilität beeindrucken ebenfalls. Die Lösung von Siemens PLM Software sticht mit ihrem Ansatz im Vergleich zu anderen Tools heraus.«

Michael Dalpiaz Projektleiter bei Dentsply Sirona

scheidungsfindung ein kritischer Faktor.« Zudem kam es zu Zeit- und Kostener-sparnissen. »Viele unserer Stakeholder waren begeistert, dass Polarion web- basiert ist, insbesondere die IT«, fügt er hinzu. »Das erspart eine Menge Arbeit bei der Konfiguration der Computer von Kunden. Zudem sind die Lizenz- und Wartungskosten niedriger als bei ver- gleichbaren Tools. Das Angebot ist besser als das der Wettbewerber.«

Der AusblickDalpiaz empfiehlt eine Erweiterung der Software vor allem für die Bereiche Tests, Testmanagement sowie Variantenma-nagement. »Bisher lag unser Fokus auf dem Anforderungsmanagement. Wir wissen aber, dass die Lösung auch Tests abbildet und Funktionen für das Varian- tenmanagement umfasst. Wir würden gern eine optimale Test-Coverage für verschiedene Varianten erhalten. Wir denken daran, die Polarion-Produkte künftig auch zur Unterstützung dieser Bereiche zu nutzen.«

Durch neue bildgebende Verfahren wird eine höhere Qualität der zahnärztlichen Untersuchung erreicht.

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Akademischer Bereich

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Elektrische Rennautos brechen Rekorde Mit NX und Simcenter zu führenden Positionen bei der Formula Student

Trotz Unterstützung früherer Teams ist eine Automobil-Neuentwicklung inner- halb weniger Monate mit gänzlich neuem Team eine einzigartige Heraus- forderung. Für Entwurf und Überprüfung sowie technische Dokumentation wer- den seit Jahren eine Reihe von Software- produkten von Siemens PLM Software verwendet. NX ist das zentralste Werk- zeug für die Konstruktion. »Wir profi- tieren sehr von der tiefen Integration aller Lösungen von Siemens PLM Soft- ware in NX«, sagt Andresen. »Simcenter 3D können wir innerhalb der NX-Um-gebung starten. Dass wir uns nicht mit unterschiedlichen Bedienoberflächen vertraut machen müssen, erspart uns eine Menge Zeit und Fehler.«

35 aktive Mitglieder des AMZ-Teams ent- wickeln für jedes Auto hunderte Teile. »Das erstreckt sich sogar auf die Reifen und Elektromotoren«, bemerkt Leiv Andresen, letztjähriger CEO des AMZ. »Handelsübliche Motoren wurden ge- schaffen, um viele Anforderungen zu befriedigen und stellen daher immer einen Kompromiss dar. Wir entwickeln unsere Motoren für die spezifischen Anforderungen unserer Autos. So er- reichen wir eine maximale Leistungs-dichte: Die vier Motoren bringen je 52 PS Leistung und wiegen dabei nur knapp drei Kilogramm.«

Im Zeitraum 2013 bis 2017 gewann das AMZ-Team zehn von 16 Wettbewerben. Im Juni 2016 stellte ihr Rennwagen ›grimsel‹ einen Weltrekord auf. Er beschleunigte von 0 auf 100 km/h in 1,513 Sekunden.

Als erstes Schweizer Team der Formula Student nimmt der Akademische Motorsport-verein Zürich (AMZ) an Wett-bewerben in ganz Europa teil. 2006 von Studenten der ETH Zürich gegründet, wird hier jährlich ein Prototyp ent- wickelt. Nach Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren stehen seit 2010 rein elekt-risch angetriebene Renn- wagen auf dem Programm.

Ein Signal für die Zukunft ist zweifellos der AMZ Driverless. Schon beim ersten Formula Student Driverless Wettbe-werb 2017 in Deutschland, bei dem fahrerlose Fahrzeuge verschiedene Disziplinen zu bewältigen hatten, setzte er sich mit großem Punkteabstand an die Spitze des Teilnehmerfelds.

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Akademischer Bereich

WWW.SIEMENS.COM/NX WWW.SIEMENS.COM/SIMCENTER WWW.AMZRACING.CH

Für Konstruktionsarbeiten und Teile der Entwicklungsüberprüfung ver- wendet der AMZ NX von Siemens PLM Software. Die Software bildet auch die zentrale Drehscheibe für sämtliche Simulationen.

Rennen der Formel 1 begeistern weltweit ein riesiges Publikum. Weniger bekannt ist die Formula Student. Sie wurde 1981 von der Society of Automotive Engineers gegründet. Mehr als 600 Teams von Universitäten aus aller Welt treten in 18 Rennen mit selbst ent- wickelten und gebauten Boliden gegeneinander an. Zusätzlich zu dynamischen Wettbewerben wie Beschleunigungsrennen, Kreis- fahrt, Autocross-Qualifying und einem Ausdauerwettbewerb über 22 km müssen die Teams statische Bewertungen bestehen. Dabei präsentieren sie ihr Fahr- zeug und dessen Entwicklung. Eine Jury beurteilt Konstruktion, Geschäftsplan, Finanzplanung und Produktion.

Die Verwendung von NX, einem umfas- senden Paket an Engineering-Software, beschränkt sich nicht auf die computer- gestützte Konstruktion (CAD). Da die leichten, leistungsstarken Autos ständig an den Grenzen der Physik rühren, ist

die Kontrolle und Überprüfung der Kon- struktion in sämtlichen Phasen der Ent- wicklung enorm wichtig.

Leiv Andresen: »Wir finden es besonders hilfreich, mit Simcenter 3D an jeder Stelle im gesamten Entwicklungsprozess unsere Konstruktionen überprüfen zu können. Die Software Simcenter 3D Motion nutzen wir für Mehrkörpersimu- lationen. Mit NX Nastran führen wir Festigkeitsanalysen durch und mit der Software Star-CCM+ Strömungssimula-tionen.« Unter Verwendung dieser Soft- ware optimieren die AMZ-Mitglieder die Aerodynamik der Autos. Star-CCM+ bietet die Möglichkeit, Strömungen zu simulieren und erlaubt ihren Anwen-dern, Druckverteilungen zu exportieren. Die Simulationsergebnisse werden nach NX reimportiert. So stehen allen am Entwicklungsprozess Beteiligten aktuelle Informationen über die Bauteilbelastun- gen für die Optimierung der Geometrie zur Verfügung.

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Akademischer Bereich

Das Pedelec e.GO Kart ist neben dem Elektroauto e.GO Life und dem Kleinbus e.GO Mover eines von drei Modellen des 2015 gegründeten Startups e.GO Mobile AG. In Kooperation mit der Complexity Manage-ment Academy und dem Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University begann im September 2016 ein einjähriges Projekt mit dem Ziel, den Produktentwicklungs-prozess des e.GO Karts mit- hilfe der Siemens Software Teamcenter, NX und Process Simulate zu digitalisieren.

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Weichen für IT-gestützten Entwicklungsprozess gestellt Schnelle Produktänderungen durch Digitalisierung des e.GO Karts

lung von noch nicht final freigegebenen Bauteilen, sind aufgrund der System- implementierung nun nicht möglich.

Zur Simulation der Kart-Montage wurde Tecnomatix Process Simulate eingesetzt. Auf diese Weise konnten Prozessfolgen sowie die notwendigen Betriebsmittel visualisiert werden. Durch die mit Process Simulate erstellten Videos der Simulation war es möglich, neue Mitar- beiter schnell anzulernen. Die Daten-durchgängigkeit zwischen der in NX und Teamcenter abgebildeten Entwick-lungssicht auf das Produkt und die fertigungsrelevanten Produktdaten in Process Simulate ermöglichen es, notwendige Produktänderungen schnell umzusetzen.

Produktinformationen in Teamcenter der ›Single-Source-of-Truth‹-Gedanke realisiert und gelebt werden.

Ein nächster Schwerpunkt des Projektes war das Aufgabenmanagement. Die in Teamcenter erstellten Aufgaben werden per Workflow an die zuständigen Mitar- beiter weitergeleitet. Handelt es sich um konstruktive Änderungsbedarfe, so ermöglicht die tiefe Integration von NX in Teamcenter ein schnelles und effi- zientes Bearbeiten der entsprechenden Aufgaben. Nach der Fertigstellung star- tet die workflow-gestützte Bauteilfrei-gabe in Teamcenter. Der freigegebene Bauteilstatus wird hierbei direkt an den entsprechenden Bauteilen in der eBOM abgebildet. Eine ›Freigabe auf Zuruf‹ und finanzielle Verluste durch die Bestel-

Die Digitalisierung des Produktentwick- lungsprozesses e.GO Kart begann mit einer Gliederung in sechs Module: Aufgabenmanagement, Anforderungs-management, Aufbau einer Stückliste, Freigabewesen, Fertigungsprozessvor-bereitung und Änderungswesen. Ein zentraler Bestandteil war die Implemen- tierung der Stückliste, eBOM genannt, in Teamcenter. Sie basiert auf einer im Rahmen dieses Projektes erstellten generischen Produktstruktur. Bei der Suche nach Produktinformationen und Datensätzen, denen manuell erfasste Excel-Tabellen und verschiedene Ab- lagesysteme zugrunde liegen, wird durch die eBOM eine Zeitersparnis von 90 % erreicht. Des Weiteren konnte durch die zentrale Verwaltung von

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Akademischer Bereich

Änderungsbedarfe am e.GO Kart wurden bis vor Projektbeginn mittels analoger Fehlerkarten in Papierform erfasst und anschließend in Excel-Listen übertragen. Mit Teamcenter und einer speziellen Eingabemaske ist die Meldung eines Änderungsbedarfs nun aus allen Unter- nehmensbereichen möglich. Die Erfas- sung erfolgt zentral, um diese an einen Dispatcher weiterzuleiten. Der ordnet den Änderungsbedarf zielgerichtet nach Dringlichkeit, Änderungsauswir-kungen und -aufwand dem zuständigen Mitarbeiter zu. Aufgrund der agilen Arbeitsweise in der Produktentwicklung bei der e.GO Mobile AG gibt es konti- nuierlich eine Vielzahl an Änderungs-bedarfen. Durch die Integration von Teamcenter, NX und Process Simulate ist es möglich, deren Auswirkungen schnell abzuschätzen und die Anpassungen effizient vorzunehmen.

Insgesamt führte die Digitalisierung des e.GO Karts zu Verbesserungen in allen Bereichen des Zeit-Kosten-Qualität-Dreiecks.

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Fachartikel: Additive Fertigung

Die additive Fertigung ermöglicht es, Bauteile mit zusätzlichen oder verbesser- ten Funktionen auszustatten. So können beispielsweise kinematische Gelenke oder Kühlkanäle direkt im 3D-Druck be- rücksichtigt oder gezielte Steifigkeiten über die Verwendung von Gitterstruk-turen eingebracht werden.

Am besten lassen sich die Gesamt-systeme und deren unterschiedliche Varianten über eine Systemsimulation abbilden. In Simcenter System Simulation Solutions werden damit aus physikali-schen Bibliotheken komplette Systeme modelliert und in Sekunden geprüft. Die Simulation wird mit Simcenter Amesim durchgeführt und ermöglicht zudem eine Kopplung zu Simcenter 3D. Mit den ermittelten Werten kann dann in die Konstruktion der Komponenten eingestiegen werden.

Generative KonstruktionDie generative oder auch 3D-Konstruk-tion in NX mit seinen großen Gestal-tungsfreiheiten ermöglicht es, Hohl- räume, Hinterschnitte, Gitterstrukturen sowie beliebig bionische Konturen zu erstellen. Das Bauteil kann entlang des Kraftflusses der mechanischen Belastung ausgelegt werden, was eine optimale Auslastung des Materials zur Folge hat und somit leichtgewichtige Designs er- möglicht. Hier kommen Verfahren zur Topologieoptimierung sowie computer- basierte Berechnungen für eine günstige Grundgestalt von Bauteilen unter mecha-

3D-Konstruktionsdaten als Basis für schichtweises Auftragen

Additive Fertigung, auch 3D-Druck genannt, ist eine neue Technologie für schnelle und kostengünstige Fertigung. Auf der Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten wird dabei ein Bauteil durch schichtweises Auftragen von Material aufgebaut. Siemens PLM Software stellt hierfür eine durchgängige, digitale Prozesskette bereit. Alle Portfolio- bestandteile mit Teamcenter, NX, Simcenter und MES/MOM gehören dazu.

Topologie-optimierter Designvorschlag eines Fahrwerkshalters

Additive Fertigung Durchgängige, digitale Prozesskette

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Fachartikel: Additive Fertigung

nischer Belastung zum Einsatz. Diese liefern dem Konstrukteur voroptimierte Designvorschläge. Bereits in dieser Phase können fertigungsbedingte Aspekte be- rücksichtigt werden, um beispielsweise sehr dünnwandige Strukturen zu ver- meiden oder ein Design zu finden, das in Baurichtung mit möglichst wenig Supportstrukturen auskommt.

Unterstützung des Produktdesigns Der Designvorschlag muss hinsichtlich seines Einsatzbereiches geprüft werden. Bauteile übernehmen meist mehrere Funktionen, daher ist eine Integration verschiedener Simulationsmethoden

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immens wichtig, um die Bauteil- oder Baugruppenfunktion abzusichern. Halter mit integrierten Kühlkanälen müssen Anforderungen aus der Struktur- mechanik und der Strömungsmechanik erfüllen. Änderungen am Design haben somit immer einen Einfluss auf die Funk- tionen. Sobald die ersten konstruktiven Entwürfe stehen, können diese mit dem umfangreichen Simcenter 3D Portfolio validiert werden.

Die nahtlose Integration der Simcenter Simulationswerkzeuge in die Konstruk-tionsumgebung ermöglicht die direkte Validierung der Designkonzepte hinsicht-

lich linearer und nichtlinearer Struktur-mechanik, Strukturdynamik, Strömungs- und thermischer Anforderungen, akus- tischer Effekte und Betriebsfestigkeit.

Ein weiterer Aspekt ist die Möglichkeit des Abgleichs der Simulationsergebnisse mit Ergebnissen aus dem physikalischen Test. Eine Korrelation der Ergebnisse ist wichtig, um die Simulationsmodelle so kalibrieren zu können, dass die Aussagen auch mit den realen Erkenntnissen über- einstimmen.

Simulation des FertigungsprozessesBei Pulverbettverfahren wird die obere Ebene des Metallpulvers über einen lokalen Wärmeeintrag per Laser aufge- schmolzen und so das Bauteil schicht-weise aufgebaut. Der Prozess der additiven Fertigung ist sehr komplex und durch viele Fertigungsparameter steuerbar. Diese haben einen starken Einfluss auf die Qualität des Endbauteils. Intensiver lokaler Wärmeeintrag führt beispielsweise schnell zu hohen Eigen- spannungen, Verformungen oder Mate- rialinkonstanz. Um die Baubarkeit und eine hohe Qualität zu gewährleisten, ist es möglich, in Simcenter 3D diesen Fertigungsprozess zu simulieren.

Durchgängige Prozesskette für die additive Fertigung

Co-Simulation zur Ermittlung der Bauteilanforderungen

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Mit der additiven Fertigung von Metall- teilen eröffnen sich völlig neue Perspek- tiven für die industrielle Entwicklung hochbelastbarer Endprodukte. Grund- lage für den schichtweisen Aufbau kom- plexer Geometrien sind die sehr guten mechanischen Eigenschaften der Werk- stoffe. Allerdings fehlte bislang die Fähigkeit, den thermischen Verzug während des Fertigungsprozesses in das Design einfließen zu lassen.

Mit Additive Manufacturing Process Simulation bietet Siemens PLM Software den Konstrukteuren nun das passende Werkzeug. Das Modul wird genutzt, um die Bauteilgeometrie inklusive der Stützstrukturen im Bauraum zu platzie- ren. In einer umfangreichen Datenbank sind die notwendigen Fertigungspara-meter verschiedener 3D-Metalldrucker hinterlegt. Daraus definieren sich voll- automatisch die Fertigungsschichten im Pulverbett sowie Finite-Elemente Netze, an denen Verformungen und Spannungen simuliert werden. Das ge-

Additive Fertigung Prozess-Simulation für Metallteile

wohnt hochqualitative Post-Processing Modul von Simcenter 3D dient der Dar- stellung der Verzugsergebnisse sowie der Temperaturverteilungen im Bauteil. Anwendungsbezogen ist das Post- Processing um die Recoater-Kollisions-analyse erweitert worden. Auf Basis der Berechnungsergebnisse können auf Knopfdruck Geometrieanpassungen vorgenommen werden, um ein verzugs- freies Bauteil zu konstruieren.

Ergebnis und VorteilDie Prozess-Simulation mit Simcenter 3D komplettiert den additiven Fertigungs-prozess in NX. Somit kann die komplette Entwicklung mit NX abgebildet werden. Schnellere Vergleiche von Bauteilvari-anten mit Originaldaten sind möglich. Die durchgängige Prozesskette führt zu reduzierten Entwicklungszeiten und erhöhter Prozesssicherheit. Daraus ergeben sich Kostenersparnisse im Produktentwicklungsprozess.

Druckvorbereitung

Verzugsergebnis

Topologie-Optimierung

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WWW.CAE-PRODUKTENTWICKLUNG.DE

Der Siemens Solution Partner CAE Innovative Engineering GmbH bringt Know-how aus der Konstruktion von additiv gefertigten Bauteilen und deren Simulation in die Entwicklung dieser durch- gängigen Prozesskette ein.

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Fachartikel: Additive Fertigung

Additive Fertigung auf industriellem Niveau stand bisher vor zwei Heraus-forderungen: Durchgängigkeit und Per- formance. Da Siemens PLM Software als Erster einen schnittstellenlosen Additive Manufacturing-Prozess ermöglicht, prü- fen Siemens-Kunden nun Produktions-verfahren, die den Ansprüchen an Durch- gängigkeit und Leistung gerecht werden.

Im Bereich der Kunststofffertigung ist das einzige serientaugliche Verfahren Multi Jet Fusion von HP. 3D-Drucker dieser Technologie ermöglichen eine wirtschaftliche, bedarfsgerechte Serienproduktion bis zu 60.000 Teilen. Sie sind sowohl für die industrielle Produktion, als auch für den Prototy-penbau geeignet.

Als Grundwerkstoff bedient sich die Technologie an Thermoplasten aus dem Spritzguss. Material wie das HP eigene 3D PA12 zeichnet sich durch eine sehr hohe Wiederverwendbarkeit (80 %) aus

Weitere Informationen über die erste End-to-End-Lösung im Kunststoffdruck erteilt die ConmatiX Engineering Solutions GmbH. Sie vertreibt als einziger Siemens Solution Partner 3D-Drucklösungen von HP und unterstützt Kunden bei der vollständigen Prozessentwicklung für die additive Fertigung.

Additive Fertigung 3D-Druck in Serie

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WWW.CONMATIX.DEAbbi

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und senkt dadurch Kosten. Über eine Processing Station wird jeder Druckjob hochautomatisiert vorbereitet, im Nach- gang abgekühlt und gereinigt. Je nach Bauteilspektrum kann also mit einem Drucker, einer Processing Station und zwei Build Units durchgehend pro-duziert werden. So realisieren erste Kunden Kleinserien und Ramp-ups im Multi Jet Fusion-Verfahren.

Wirtschaftlichkeit im SeriendruckMulti Jet Fusion ist im Vergleich zu bis- her üblichen 3D-Drucktechnologien wie SLS- oder FDM-Lösungen bis zu zehnmal schneller. Entscheidend ist dabei die Technologie, die über die gesamte Breite des Bauraums gleichzeitig arbeitet so- wie der aufwandarme Gesamtprozess. Gleichzeitig spart die hohe Wiederver-wendbarkeit der Kunststoffe bis zu 50 % der Kosten ein. Insbesondere bei Kleinserien ist Multi Jet Fusion daher oft wirtschaftlicher als Spritzguss.

Smarte Maschinen erfordern Smart Engineering

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Da der Designprozess für Maschinen verschiedene voneinander unabhängige Disziplinen und Abteilungen umfasst, sehen sich Vertrieb, Maschinenbau, Elektrotechnik und Automatisierung bei dem Versuch einer Zusammenarbeit mit einer Vielzahl von Herausforderungen konfrontiert.

Indem Ingenieure aus verschiedenen Abteilungen parallel arbeiten, die Maschine im voraus möglichst vollständig simuliert wird und eine zügige Erstellung und Validierung des mechatronischenKonzepts am Bildschirm statt�ndet, können Probleme in einer frühen Phase der Produktentwicklungerkannt und beseitigt werden. Kostenspielige und zeitaufwendige Änderungen und Prototypen werden vermieden.

Hannover Messe 2018: Halle 6 / J30

VOLLSTÄNDIGE SIMULATION

VORAB, FRÜHE ERKENNUNGVON PROBLEMEN

ZUSAMMENARBEIT

DER GEWERKE WIE MECHANIK,ELEKTRIK UND AUTOMATION

VALIDIERUNG DES KONZEPTS

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