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CAD/CAM-System Schnelle Lieferung dank digitaler Prozesse

| Autor / Redakteur: Tim Leenders / Stefanie Michel

Warum mehrere Monate auf die Fertigung eines Produkts warten, wenn es auch in wenigen Tagen möglich ist? Das dachte sich ein Fertiger und überarbeitete den gesamten Prozess von der Bestellung bis zur Produktion. Digitalisierung war die Lösung.

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Mit konventionellen Bearbeitungsmethoden so schnell liefern wie mit 3D-Druck: Mithilfe eines komplett digitalen Workflows ist das möglich.
Mit konventionellen Bearbeitungsmethoden so schnell liefern wie mit 3D-Druck: Mithilfe eines komplett digitalen Workflows ist das möglich.
(Bild: Siemens )
  • Die Fertigung kleiner Bauteile mit konventionellen Verfahren dauerten Youniq Machining zu lange. Man wollte statt dessen die Produkte in Tagen statt Wochen herstellen, wie es mit additiven Verfahren schon möglich war.
  • Die Lösung: ein komplett digitaler Workflow von der Bestellung bis zur Produktion. Die Herausforderung bestand in der Verbindung des Webportals mit einem CAD/CAM-System.
  • Die Fertigung war damit in zwei Tagen möglich. Zugleich konnten der Verwaltungsaufwand reduziert und die Margen erhöht werden.

Präzision im Fokus: Das Kerngeschäft des belgischen Unternehmens Youniq Machining ist die Fertigung von kleinen Spannvorrichtungen und Teilen, die hauptsächlich zum Prüfen und Messen verwendet werden. Bei deren Herstellung sind strenge Bestimmungen zu berücksichtigen, weshalb die Produktion in der Regel vom Hersteller ausgelagert wird. Allerdings sind die meisten Fertigungsanlagen für die Umsetzung entsprechender Aufträge nicht ausreichend ausgerüstet. Bei einem konventionellen Bearbeitungsverfahren dauert die Produktion von Einzelteilen in der Regel acht bis zwölf Wochen. Im Gegensatz dazu können viele Teile im 3D-Druckverfahren mit einer Durchlaufzeit von nur zwei Arbeitstagen hergestellt werden. Vor diesem Hintergrund hat Youniq Machining überprüft, ob eine ähnliche Durchlaufzeitverkürzung für die maschinelle Fertigung möglich sei.

Additive Fertigungs-/3D-Drucktechnologien sind entstanden, als das Arbeiten mit Online-Plattformen bereits allgemein anerkannt war. Die Geschäftsmodelle der meisten Anbieter von 3D-Druck-Dienstleistungen waren von Anfang an stark auf webbasierte Plattformen ausgerichtet. Allerdings sind die Anforderungen an die industrielle Fertigung deutlich restriktiver. Nachdem bereits verschiedene Möglichkeiten geprüft waren, stand für Youniq Machining immer noch die Antwort aus, warum die Zeitspanne bis zur Markteinführung nicht signifikant reduziert werden konnte.

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Gründe für lange Bearbeitungszeiten

Die einzigen limitierenden Faktoren, die das Unternehmen identifizieren konnte, waren die Maßtoleranzen. Diese sind bei der Verarbeitung typischerweise deutlich geringer. Nach einigen Recherchen wurde deutlich, dass diese Toleranzen fast nie ein Hindernis bei der Produktion darstellen: Die meisten Maschinenhersteller legen Toleranzen auf der Grundlage von 2D-Zeichnungen fest. Diese beruhen auf generischen und zu engen Toleranzgraden aus dem ISO-Grenzwertsystem und Passungen, die zu einer engen Passform führen. Weitere Gründe für lange Bearbeitungszeiten sind überlastete Produktionsanlagen, der Mangel an geschultem Personal, unnötig umständliche Prozesse sowie mangelnde Materialverfügbarkeit.

Die primäre Herausforderung für Youniq Machining bestand darin, ein völlig neues Geschäftsmodell zu schaffen, das die Produktion von Einzelstücken oder Einzelteilen verhindert. Das Unternehmen ließ daher traditionelle Ansätze komplett außen vor und überarbeitete den gesamten Prozess von Grund auf – vom Auftragseingang über die Auftragsbewertung und Produktion bis hin zur Auslieferung. Der einzige Weg, den neuen Ansatz zu realisieren, war die Digitalisierung aller Elemente des Prozesses.

Vorstellung einer webbasierten Maschinenfabrik

Youniq Machining stellte sich einen digitalen Workflow vor, der den Order-to-Production-Zyklus rationalisieren und beschleunigen sollte – eine webbasierte Herstellung, die die Effizienz und Geschwindigkeit von 3D-Druck-Dienstleistungen in Bearbeitungsprozesse umsetzen kann. Der digitale Prozess beginnt damit, dass der Kunde ein 3D-Modell der gewünschten Komponente in einem CAD-Programm erstellt und die CAD-Datei dann in ein sicheres Webportal hochlädt. Anschließend wendet Youniq automatisierte Verfahren an, die das Modell auf seine Machbarkeit analysieren und ein Angebot auf Grundlage der simulierten Bearbeitungszeit und des Materials erstellen. Das Unternehmen kann dem Kunden ein downloadbares 3D-Modell des Bauteils mit dem zu erwartenden Resultat zur Verfügung stellen. Mit diesem überprüft der Kunde beispielsweise die Passgenauigkeit in einer Baugruppe. Die Kunden können das Angebot im Hinblick auf Material, Menge, Lieferung und Nachbearbeitungsanforderungen anpassen und dann den Auftrag erteilen.

Mithilfe von computergenerierten Programmen ist es den Mitarbeitern von Youniq und den modernen Werkstätten des Unternehmens möglich, die Teile herzustellen und die Lieferung zu dem vom Kunden angegebenen Zeitpunkt und an den gewünschten Ort anzuordnen.

Auswahl des geeigneten CAD/CAM-Systems

Eine der größten Herausforderungen bei der Realisierung des webbasierten Maschinenbaus war die Verbindung der Webumgebung mit computergestützten Design- und Fertigungslösungen, also CAD/CAM-Systemen. Da es keine sofort einsatzbereite Lösung gab, musste Youniq alle Funktionen manuell programmieren. Eine CAD/CAM-Lösung mit einem leistungsfähigen Application Programming Interface (API) war dabei von entscheidender Bedeutung.

Youniq Machining arbeitete zunächst mit einem CAD/CAM-Anbieter zusammen, der eine gute Webintegration bot; allerdings konnte er die API-Anforderungen nicht erfüllen. Ein anderer CAM-Lösungsanbieter bot eine starke API an, scheiterte aber an der Webintegration und der CAD-Fähigkeit. Das Unternehmen beauftragte daher Siemens Digital Industries Software, dessen Lösungsportfolio alle Anforderungen von Youniq Machining erfüllte.

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