Auf der Jagd nach dem Mikrometer

CAD-Software Auf der Jagd nach dem Mikrometer

01.04.2022Ein Gastbeitrag von Ralf Steck |

Mirkomat fertigt Präzisionsmaschinen. Trotz Baukasten ist jede von ihnen am Ende ein Einzelstück. Deshalb setzt man hier auf das CAD-System Creo von PTC und die Unterstützung von Inneo, um die Konstruktion schnell aufzubauen.

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Ralf Steck - Die Textwerkstatt

Mikromat entwickelt und fertigt Fräszentren mit Tischgrößen bis zu 3.800 × 8.000 Millimeter und fünf Achsen.
(Bild: Mikromat)

In der Fertigung bei Mikromat hängt ein Poster, das den Durchmesser einer Büroklammer und eines Haars mit einem Mikrometer vergleicht. Dieses Bild spiegelt das zentrale Thema des Maschinenherstellers wider: Der Kampf um jedes Mikrometer Genauigkeit – und das bei Maschinen mit mehreren Metern Verfahrweg und Portalbreite.

Die Geschichte der Mikromat GmbH in Dresden beginnt im Jahr 1863, in dem Hermann Großmann eine Maschinenfabrik zur Herstellung von Vorrichtungen und Lehren für Industriehutnähmaschinen gründet. Schon bald wird das Produktionsprogramm auf die Fertigung von Ständer-Drehbänken, Poliermaschinen sowie Bohr- und Fräsmaschinen erweitert. Aus dem Lehrenbau resultiert schon damals eine große Hinwendung auf kleinste Toleranzen und hohe Genauigkeit – schließlich müssen Messmittel wie Lehren nach einem alten Maschinenbau-Merksatz mindestens eine Zehnerpotenz genauer sein als das Maß, das man eigentlich messen will.

Erste Präzisions-Portalmaschine aus Lehrenbohrwerken entwickelt

Aus dem Zusammenschluss der Feinstmaschinenwerke Dresden, der Hille Werke und des 1914 gegründeten Schleifmaschinenwerkes Dresden entsteht die 1959 Mikromat Dresden. Das Fertigungsprogramm umfasst neben den Koordinatenbohrmaschinen auch Schleif- und Drehmaschinen. Bis 1990 werden jährlich bis zu 500 Lehrenbohrwerke hergestellt. 1996 entwickelt Mikromat Dresden aus zweidimensionalen Lehrenbohrwerken die erste Präzisions-Portalmaschine zur kompletten hochgenauen Fünfseitenbearbeitung.

Die eigenen Maschinen kommen in der hauseigenen Auftragsfertigung zum Einsatz.
(Bild: Mikromat)

Heute bietet Mikromat Fräszentren mit Tischgrößen bis zu 3.800 × 8.000 Millimeter und fünf Achsen im Baukastensystem sowie Rotationsform- und Gewindeschleifmaschinen für anspruchsvolle Rotationsprofile. Die Auftragsfertigung im Haus, in der Mikromat für Kunden fertigt, dient gleichzeitig als Testzentrum für die eigenen Maschinen. In einem Zweigwerk in Freiberg nutzt Mikromat eine weitere Technologie: Das Fräsen in Formsand. So lassen sich Sandgussformen direkt, also ohne vorheriges Anfertigen eines Positivmodells, herstellen und innerhalb von nur vier bis fünf Wochen fertig bearbeitete Gussteile an den Kunden liefern.

Windchill-Einsatz im gesamten Unternehmen geplant

Inzwischen bietet das Unternehmen sein Konstruktions-Know-how auch Kunden an, beispielsweise in der Topologieoptimierung. Die Konstruktionsabteilung nutzt seit vielen Jahren Creo und Windchill zum Erstellen und Verwalten der Konstruktionsdaten. Das PLM-System Windchill wurde zunächst angeschafft, um eine datenbankbasierte Ablage und Versionierung der CAD-Modelle einzuführen und das parallele Arbeiten an einer Konstruktion zu erleichtern. Die Windchill-Funktionen verhindern, dass sich die Konstrukteure beim Speichern gegenseitig ihre Arbeit überschreiben. „Aktuell läuft eine Bachelorarbeit, um die Nutzung von Windchill im gesamten Unternehmen auszurollen“, ergänzt Chefkonstrukteur Uwe Hähling. „Das betrifft unter anderem die Bereiche Vertrieb, Einkauf und Montage – überall, wo unsere CAD-Modelle sinnvoll genutzt werden können.“

Hierbei soll auch das ebenfalls von PTC stammende Thingworx zum Einsatz kommen, um die Kommunikation zwischen den Abteilungen zu verbessern. „Zum einen lassen sich damit die Modelle sehr einfach visualisieren, beispielsweise in der Montage“, so Hähling weiter. „Zum anderen können die Monteure Bemerkungen an die Modelle anhängen, um beispielsweise eine Verbesserung anzuregen, die die Montage erleichtert. Die Konstrukteure sehen dann diese Anmerkung direkt im CAD-System und können schnell reagieren.“

Grundsätzlich schöpfen die Mikromat-Konstrukteure aus einem Baukasten, nichtsdestotrotz ist jede der etwa zehn Maschinen, die pro Jahr die Dresdner Werkshallen verlassen, ein Einzelstück. „Jede Maschine hat etwas kundenspezifisch anderes“, erläutert Hähling. „Oft sind es auch Zulieferteile, die sich ändern und damit auch Änderungen in unseren Baugruppen erfordern.“

Mit Creo schnell zum fertigbaren Modell

Für Mikromat sind die parametrischen Modelle aus Creo von Vorteil, weil damit in kürzester Zeit die Daten für die Fertigung bereitstehen.
(Bild: Mikromat)

„Ein großer Vorteil von Creo ist, dass es die gesamte Produktentwicklung abdeckt“, so Hans-Ulrich Krause, Konstrukteur bei Mikromat. „Wir erstellen schon die ersten Skizzen und Modelle in der Angebotsphase, leiten daraus die Layouts für den Vertrieb ab und können im Auftragsfall aus diesen Zeichnungen und Baugruppen die komplette Konstruktion aufbauen und fertigstellen. Ein Vorteil dabei sind die parametrischen Modelle, da wir in unserem Baukastensystem auf Altbewährtes aufbauen und Änderungen und Neuerungen einfließen lassen können. So sind wir in der Lage, in kürzester Zeit die Daten für die Fertigung der Maschinen bereitzustellen.“

„Mit Inneo arbeiten wir schon viele Jahre zusammen“, erinnert sich Hähling. „und wir haben eine sehr gute Zusammenarbeit.“ Aktuell untersuchen die Mikromat-Konstrukteure gemeinsam mit Inneo, wie sich Simulation am besten in den Entwicklungsprozess integrieren lässt. Dabei testen die Dresdner Creo Simulation und Ansys. Das Simulationssystem soll in der ersten Stufe in den Konstruktionsprozess eingebunden werden, im zweiten Schritt sollen komplexere Themen bis hin zur Topologieoptimierung implementiert werden.

Weitere Tools sollen beim Wachstum unterstützen

Trotz ihrer Größe bearbeiten die Portalmaschinen hochgenau. Dafür ist in der Konstruktion die entsprechende Software nötig, die das unterstützt.
(Bild: Mikromat)

„Ein weiteres Thema, an dem wir gerade arbeiten, ist die Verbindung zwischen Windchill und ERP“, ergänzt Hähling. „Zudem arbeiten wir gemeinsam mit Inneo an Strategien, wie wir unsere sehr großen Baugruppen in Creo besser handhaben können. Gerade wenn man am Gesamtlayout arbeitet, kommt Hard- und Software an ihre Grenzen.“

Auch beim anstehenden Umstieg auf die aktuelle Creo-Version ist Inneo beteiligt. „Wenn wir umsteigen, wollen wir die Vorteile der neuen Version nutzen können. Wie wir diese neuen Funktionen effizient nutzen, zeigt uns Inneo“, fasst Konstrukteur Krause zusammen. Mikromat nutzt auch die jährlichen Tech Days, die Inneo in seiner Leipziger Geschäftsstelle ausrichtet.

„Wir bauen hier Präzisionsmaschinen und kämpfen um jeden Mikrometer“, fasst Hähling zusammen. „Dazu benötigen wir eine Software, die das unterstützt. Mit Creo und Windchill haben wir eine Entwicklungsumgebung, die uns dabei hilft, effizient und sicher zu konstruieren und uns gleichzeitig die Möglichkeit bietet, weiter zu wachsen – beispielsweise mit Windchill und Ansys. Inneo ist ein Partner, der uns seit vielen Jahren dabei unterstützt.“