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Toolcraft: Additive Fertigung meets Industrie 4.0

Fertiger industrialisiert 3D-Metalldruck mittels integrierter Softwarelösung
Additive Fertigung meets Industrie 4.0

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Seit 2011 fertigt Toolcraft 3D-gedruckte Präzisionsbauteile in Metall und bezieht in Georgensgmünd demnächst das neu gebaute Laserschmelzzentrum. Auch Industrie 4.0 wird bei dem mittelständischen Unternehmen im Bereich der CNC-Zerspanung gelebt. Nun sollen beide Schlagworte miteinander verbunden werden. Und das gelingt mithilfe der CAD/CAM/CAE-Software NX von Siemens.

Mittels Metall-Laserschmelzen lassen sich komplexe und effiziente Leichtbaustrukturen sowie innenliegende Strukturen herstellen, die vor allem interessant sind für die Luft- und Raumfahrt, den Energiesektor, die Medizintechnik sowie den Motorsportbereich. Zudem gibt es seitens der Maschinenhersteller immer deutlichere Bemühungen in Richtung Automation, um den Prozess sowie die Nachbearbeitung der Teile noch effektiver zu gestalten. Auch hybride Bearbeitungszentren, in denen die additive und zerspantechnische Fertigung kombiniert werden, sind auf dem Vormarsch.

Um bereits den Metall-Laserschmelzprozess von der Konstruktion bis zur Fertigung und Nachbearbeitung zu optimieren, entschied sich Toolcraft für das NX SoftwarePaket von Siemens. Bislang waren verschiedene Softwaresysteme bei einzelnen Prozessschritten im Einsatz. Dies führte zu einem teilweise langwierigen und unkontrollierbaren Daten- und Fertigungsprozess.

Integrierte Lösung für CAD, CAE und CAM

NX von Siemens PLM Software ist eine integrierte Softwaresuite zur Produktentwicklung und Teilefertigung. Sie unterstützt bei der schnellen und effizienten Herstellung qualitativ hochwertiger Produkte durch integrierte CAD-, CAE- und CAM-Module. NX bietet Lösungen für die Produktentwicklung, 3D-Modellierung und Dokumentation, multidisziplinäre Berechnungen struktureller, beweglicher, thermischer, fließender und multi-physikalischer Anwendungen sowie vollständige Teilefertigungs-Lösungen für den Werkzeugbau, die spanende Bearbeitung und die Qualitätskontrolle.

Dabei lässt sich die Software problemlos in Teamcenter integrieren, die weltweit am häufigsten eingesetzte digitale Lifecycle Management Software. Sie bietet eine optimale Grundlage zur Herstellung von Präzisionsbauteilen im High-End-Bereich. Daher hat sich Toolcraft zur Zusammenarbeit mit Siemens entschieden.

Die NX Software bietet einen durchgängigen Prozess von der Konstruktion über die Simulation bis zur Fertigung und zerspantechnischen Nachbearbeitung. Zwischen den einzelnen Prozessschritten sind Feedbackschleifen eingebaut. Dabei ist die grenzenlose Designfreiheit für innovative und komplexe Teile garantiert.

Topologie-Optimierung integriert

Besondere Funktionen zur Topologie-Optimierung sowie der Aufbau von Gitterstrukturen sind bei der additiven Fertigung von besonderem Interesse und daher ebenfalls in NX integriert. Durch das Prüfen von Konstruktionsrichtlinien eines Bauteils gewährleistet NX bereits im Vorfeld die Machbarkeit. Dabei prüft sie Wandstärken, eventuell notwendige Stützstrukturen in bestimmten Bereichen sowie die Möglichkeit der abschließenden Beseitigung etwaiger Pulverrückstände in innenliegenden Hohlräumen. Somit kann der Produktionserfolg durch fortschrittliche Analyse-Tools und Simulation des Bauprozesses gesichert werden.

Nach Abschluss der Konstruktion können mithilfe von NX die Bauplatte eingerichtet, die Stützstrukturen generiert und Anweisungen für Metallpulverbett-Drucker programmiert werden, wie sie zum Beispiel bei Toolcraft eingesetzt werden. Nach dem Druck im Laserschmelzverfahren unterstützt NX die Endbearbeitung mithilfe von traditionellen CAM-Anweisungen für zerspantechnische Fertigungsanlagen.

„Durch den Einsatz von NX können wir nicht nur unsere Wettbewerbsfähigkeit erhöhen, auch der Produktionsprozess wird beschleunigt“, so Toolcraft-Geschäftsführer Christoph Hauck. „Das führt zu kürzeren Innovationszyklen und zur Herstellung von komplexeren Teilen.“ Für die Kunden bedeute dies erhöhte Transparenz, qualitativ hochwertigere Produkte sowie eine Steigerung von Effektivität und Effizienz.

„Unsere vielfältigen Kundenprojekte, aber auch neutrale Studien, belegen ganz klar: Additive Fertigungsverfahren und Industrie 4.0 verfügen über hohe Synergiepotenziale in der Umsetzung“, kommentiert Urban August, Senior Vice President and Managing Director Deutschland, Siemens PLM Software. „Eine durchgängige Digitalisierung der Produktentstehung beschleunigt den Einsatz additiver Fertigungsverfahren erheblich, da der 3D-Druck direkt aus vollständig beschriebenen digitalen Produktmodellen erfolgen kann. Gleichzeitig können so unsere Kunden den Megatrend zu mehr Produktvarianten und individualisierten Produkten in Klein- und Einzelserien aufgreifen und erfolgreich umsetzen.“

Um die Industrialisierung der additiven Fertigung weiter voranzutreiben, haben Siemens und Toolcraft einen Kooperationsvertrag geschlossen. Dabei bildet Toolcraft die gesamte Prozesskette von der Konstruktion über die Fertigung und zerspantechnische „Veredelung“ bis hin zur Qualitätsprüfung und zerstörungsfreien Prüfung nach Nadcap-Standard im eigenen Hause ab. Daher entschied sich Toolcraft nicht nur im Bereich 3D-Druck in Metall für die Software, sondern führt zeitgleich auch NX und NX CAM in den Bereichen Engineering bzw. AV/NC-Programmierung ein. „So bleiben wir stets auf dem neuesten Stand der Technik,“ schließt Hauck.

MBFZ Toolcraft GmbH
www.toolcraft.de

Siemens PLM Software
www.plm.automation.siemens.com/de


Stark durch Innovation und Kooperation

Das mittelständische Familienunternehmen MBFZ Toolcraft GmbH mit Sitz in Georgensgmünd und Spalt wurde 1989 von Bernd Krebs gegründet. Als Partner von Konstrukteuren aus den verschiedensten Bereichen fertigen die Franken Präzisionsteile, Baugruppen, Werkzeuge und Spritzgussteile. Beispielbranchen sind die Halbleiterindustrie, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, optische Industrie, der Spezialmaschinenbau sowie Motorsport und Automotive. Dabei setzt Toolcraft auf Innovationen und investiert in zukunftsweisende Technologien wie den 3D-Druck in Metall sowie den Bau von individuellen Roboterlösungen. Teil der Unternehmensphilosophie ist zudem eine intensive Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern. Dazu zählen die Unicam Software GmbH, YPTI Indonesia oder Wohlrab Aufdampftechnik GmbH.


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