Design und Fertigung revolutionieren mit hybriden Additiv/Subtraktiv-Technologien

Manufacturing Engineering: Was sind Schlüsseltrends in CAD/CAM und verwandter Fertigungssoftware – generatives Design, additive und hybride Fertigung?

Sanjay Thakore: Schlüsseltrends entstehen durch Konvergenz von Design- und Fertigungsindustrien. Unter größerem Druck denn je, bessere Produkte schneller und günstiger zu liefern, wird Vernetzung und Automatisierung von Design- und Fertigungsprozessen kritisch – zur Reduktion von Iterationen, Fehlern, Lieferzeiten.

Cloud Computing und Mobile Tech in Kombination mit Automatisierung bringen neue agile, kollaborative Arbeitsweisen in die Fertigung. Diese Trends dominieren die kommenden Jahre. Auch neue Technologien wie additive Fertigung schaffen mehr Flexibilität durch Designfreiheit. Additive Fertigung wird oft mit subtraktivem Zerspanen ergänzt, um Designspezifikationen im Hybridprozess zu erreichen.

Die Kombination aus Industriekonvergenz und neuer Fertigungstechnologie schafft neue Automatisierungsmöglichkeiten. Komplexe Design- und Engineering-Herausforderungen lassen sich mit generativer Designtechnologie (Autodesk Fusion 360) zu einem Bruchteil traditioneller Designprozesskosten lösen. Generatives Design ist ein Design-Erkundungstool, das simultan mehrere CAD-fähige Lösungen basierend auf realen Fertigungsrestriktionen, Produktleistungsanforderungen und Kostenvorgaben generiert. Ingenieure können Designraum durch Betrachtung mehrerer Materialien und Fertigungsmethoden erkunden und Option wählen, die Performance und Kosten optimal ausbalanciert.

ME: Was ist neu in diesen Bereichen von Autodesks Production Machining?

Thakore: Fusion 360 wächst kontinuierlich als cloudbasiertes Fertigungs-Ökosystem – signifikante Updates kürzlich. Highlights: Verbesserungen beim Drehen (Werkzeugdefinition & Operationen), NC-Programme-Funktion zur Auflistung, Reihenfolge, Optimierung von Setups und Operationen vor Postprocessing.

Neue Manufacturing Extension – Bundle fortschrittlicher Autodesk-Fertigungstechnologien, neu gedacht und in Fusion 360 geliefert zur Steigerung der Produktionseffizienz. Aktiviert: hybride Fertigungsumgebung für state-of-the-art Prozesse wie komplexes Oberflächenfinish, automatisiertes Bohren, additive Fertigung, automatisierte Verifikationsworkflows.

Für Spezialanwendungen: PowerMill – Autodesks Experten-CAM für High-Speed- und 5-Achs-Bearbeitung, umfassende Tools für Formen, Werkzeuge, komplexe Formen. Frühere Releases verbesserten Robustheit und Sicherheit mit Kollisionsvermeidung durch automatisches Werkzeugachsen-Kippen. PowerMill 2020 fokussierte Geschwindigkeit: signifikante Verbesserungen bei Werkzeugbahnberechnung, -simulation, NC-Programmverifikation – reduziert Programmierzeiten für schnellere Turnarounds.

ME: Wie kritisch wird additiver Fertigungsaspekt für heutige Produktionsmaschinenbetriebe?

Thakore: Additive Fertigung als Mainstream-Aspekt des Teilemachens ermöglicht neue Wege für Maschinenbetriebe, bestehende Herausforderungen anzugehen und Business zu differenzieren. Erstens: Schichtweiser Aufbau – Teile mit komplexen inneren Strukturen, konventionell unmöglich. Zweitens: Direkter Bau aus CAD-Design – Time-to-part bei Kleinserien drastisch reduziert, ohne Werkzeugkosten. Besonders hilfreich für Prototyping.

Haben heutige Maschinenbetriebe Design im Haus und unterstützen additive Fertigung, können sie bestehende Designs durch schnelle Iterationen additiven Prototypings neu denken – oder breiteres Teilespektrum bewerben.

Schlüsselanwendung: Vorrichtungen. Matsuura UK (Vertreiber Matsuura CNC-Zentren & HP additive Fertigung) nutzte generatives Design in Fusion 360, um Wartezeit auf kundenspezifische Vorrichtungen von Wochen auf Stunden zu reduzieren. Prozess gab Kunden einzigartigen Wettbewerbsvorteil und erleichterte Tagesgeschäft: automatisches Erstellen kundenspezifischer Werkstückspannung, Drucken in hochfestem Polymer über Nacht. Maschinen starten Schneiden in 24 h, Teile geliefert in Tagen!

ME: Was müssen CAD/CAM-Zerspaner beim hybriden Fertigen lernen?

Thakore: Hybridtechnologien reduzieren Materialverschleiß, brauchen weniger Zeit als rein subtraktiv, bieten additive Flexibilität bei gleichzeitiger Finish-Bearbeitung für Endteil.

In-Prozess-Verifikation ist bei vielen Maschinen nützlich – bei Hybridmaschinen PFLICHT. Da Hybride Formen drucken, die bearbeitet werden müssen, müssen sie mehrere Operationschritte sequenziell abschließen – Toleranzstapelung über verschiedene Operationen managen ist essenziell. Zerspaner müssen: 1) Verifizieren, dass genug Material aufgebracht wurde vor Bearbeitungsbeginn. 2) Lage des Materials für jeden Bearbeitungspass optimieren. 3) Verifizieren, dass genug Material entfernt wurde vor nächstem Schritt.

Hybride Fertigungsplanung kann umfassen: Modell-Offset für Bearbeitungszugaben, Gitteroptimierung, Bauteilorientierung, Support-Modellierung/-Generierung, Laser-Werkzeugbahnprogrammierung, Build-Simulation, subtraktive Bearbeitungsoperationen programmieren, Inspektion.

ME: Wie werden Metrologie/Inspektionstechniken stärker verwoben und kritisch für CAM-Zerspaner im typischen Jobshop oder Produktionsumfeld?

Thakore: Automatisierte Inspektionsroutinen in CNC-Zerspanung bieten zahlreiche Vorteile zur Schrottreduzierung und Produktivitätssteigerung:

• Setup: Werkstückkoordinaten-Setup via Inspektion verifiziert Platzierung und Abmessungen von Rohmaterial – NC-Programm nicht durch kleine Unterschiede beim Maschinensetup gestört. Korrekte Positionierung von per Paletten/Robotern/Automation geladenen Teilen entscheidend für präzises Zerspanen.
• Werkzeugeinstellung: Ungenauigkeiten in Werkzeugposition führen zu Beschädigung von Werkzeug, Werkstück, Maschine. Korrekte Werkzeugpositionierung so wichtig wie Werkstückpositionierung zur Vermeidung kostspieliger Fehler.
• In-Prozess: Zerspaner können bearbeitete Features in-prozess überwachen, Fehler identifizieren. Prozess erkennt, wenn Teil außerhalb Toleranz – Maschine warnt Zerspaner oder justiert Fräser automatisch nach. Möglichkeit, Erfolg eines Passes zu verifizieren, macht In-Prozess-Inspektion hervorragendes Tool für Automation und Lights-out-Machining.

ME: Wie sieht aktuelles Fertigungsbusiness-Klima für viele Produktionsmaschinenbetriebe aus?

Thakore: Um steigende Nachfrage zu decken, sind wir auf Automatisierung, neue Technologie, neue Materialien angewiesen. Materialisiert als Paradigmenwechsel rund um Industry 4.0. Gleichzeitig treibt Konsumentennachfrage nach Custom-Produkten die Maßanfertigung. Imperativ: Fertigungsunternehmen Wege finden, mit rasant wechselndem Markt Schritt zu halten – profitabel bleiben, Workforce entwickeln, die mit Next-Gen-Technologie wie Fusion 360 plus Hardware-/Prozessfortschritten arbeitet. Trends zwingen Hersteller, Strategie und Art der Design/Fertigung neu zu denken.

Siemens startet Opcenter Manufacturing Operations Portfolio

Siemens Digital Industries Software (Einheit der Berliner/Münchner Siemens AG) veröffentlichte Siemens Opcenter Software – Portfolio von Softwarelösungen für Manufacturing Operations Management (MOM). Opcenter erweitert Siemens MOM-Lösungen, indem es diese in einem einzigen, vernetzten, cloud-ready Portfolio mit harmonisierter User Experience vereint – hilft Herstellern, Anforderungen an Produktionseffizienz, Qualität, Transparenz, reduzierte Time-to-Production zu erfüllen.

Opcenter integriert MOM-Fähigkeiten: Advanced Planning & Scheduling, Manufacturing Execution, Quality Management, Manufacturing Intelligence & Performance, Formulation, Specification & Laboratory Management. Neues Portfolio vereint Produkte: Camstar Software, SIMATIC IT Suite, Preactor, R&D Suite, QMS Professional – nutzt Synergien. Voll webbasierte, moderne, konsistente, adaptive UI im gesamten Opcenter-Portfolio bietet situationsangepasste User Experience, erleichtert Implementierung neuer Fähigkeiten/Komponenten, reduziert Trainingsaufwand.

„Siemens Opcenter ist der nächste logische Schritt angesichts unserer umfangreichen technologischen Innovation und MOM-Portfolio-Evolution“, sagt René Wolf, SVP Manufacturing Operations Management Software bei Siemens Digital Industries Software. „Diese Komponenten als Siemens Opcenter zusammenzuführen und End-User-Experience mit anderen Teilen unserer Digital Innovation Platform zu harmonisieren, macht digitale Transformation für Hersteller viel einfacher.“

Zusätzlich zu Opcenter-Launch veröffentlichte Siemens neue Version seines MES-Portfolios: Siemens Opcenter Execution (ehemals SIMATIC IT und Camstar). Neue Features fokussieren Smart Devices, Mobilität, Integrationsfähigkeiten zur Optimierung von Datenflüssen und -verfügbarkeit.

CNC Software veröffentlicht Mastercam 2020 CAM-Software

CNC Software Inc. (Tolland, CT), Mastercam-Entwickler, released Mastercam 2020 – neueste Version des meistinstallierten CAM-Systems der Branche. Mastercam 2020 steigert Zerspanproduktivität, senkt Gesamtproduktionskosten mit neuen 2D-bis-Multiachs-Fräsen-Automatisierungsfeatures, CAD- und Modellvorbereitungsverbesserungen, verbesserter Maschinenkonfiguration, 3D-Werkzeugverwaltung.

Produktivität und Programmiereffizienz steigen, Produktionskosten sinken durch automatisierte 2D-bis-5-Achs-Werkzeugbahnverbesserungen. Neuer 3D Blend-Werkzeugbahn liefert glattes, präzises Oberflächenfinish mit Rohteil- und Halterprüfung. Usability-Verbesserungen bei 3D-Werkzeugen: 3D-Werkzeugicons in Werkzeuglisten, Stop-on-Contact beim Einpassen von Schneideinsatz in Halter, Auto-Populate Kompensationspunkt bei 3D-Werkzeugdefinition.

Neue Software steigert Effizienz, reduziert Rüstzeit und Vorbereitung für Teilebearbeitung und -programmierung – Filter für Einsätze/Halter nach Attributen, Assoziativitätsverfolgung. Chaining-Verbesserungen: schnelleres, einfacheres Chaining für Wireframe und Solids, Anzeige- und Verhaltensverbesserungen.

Mit Verbesserungen bei Werkzeugbahn- und Maschinensimulation, Werkzeugbahngrafik, weiteren Verifikations- und Analysetools bietet Mastercam 2020 größere Programmiersicherheit und bessere, informiertere Entscheidungen vor Joblauf. Verbesserungen: Go-to-Home-Position bei Werkzeugebenenwechsel (bewegt Werkzeug zwischen Operationen bei Ebenenwechsel in Home-Position), Rotationsachsenpositionierung (Simulation/Visualisierung Multiachs-Bewegung), Skip Drill Cycle Pecking (verbesserte Zykluszeitschätzung).

Hexagon veröffentlicht QUINDOS 2019.2

Hexagon AB (Stockholm, Schweden) – Hexagon Manufacturing Intelligence Division released zweite Vollversion QUINDOS 2019 – Software für Sondergeometrien mit flexiblem Lösungspaket von Standardinspektion bis Antriebsstrang.

Version 2019.2 beinhaltet Option QUINDOS Virtual CMM – VCMM II zur Bestimmung spezifischer Messunsicherheit von Prüfmerkmalen. PTB-verifiziertes Modell basiert auf neuesten mathematischen Modellen und technologischen Standards. Einflussfaktoren und Korrelationen automatisch bestimmbar für jede Messung via computergestützter Simulation nach VDI/VDE 2617 Blatt 7 – in Maschinenumgebung mit Remote-Environment oder separatem Simulationsrechner. Simulationsläufe und -timing anpassbar an individuelle Messaufgaben für flexible Reaktion auf Genauigkeits- und Effizienzanforderungen.

QUINDOS 2019 bietet strukturierte Benutzeroberfläche – Führung von AufgabenDefinition bis Endbericht. Messunsicherheit als Wert je Merkmal im Report und grafisch. Grafische Ausgabe differenzierbar für Wareneingang/-ausgang oder konventionelle QUINDOS-Grafik.

Ermittlung von Schleif-/Schneidwerkzeug-Offset zu Lösungen für Zahnradschneidwerkzeuge hinzugefügt. Option nutzbar für Korrekturwerte für Schneid-/Schleifwerkzeug im Fertigungsprozess basierend auf Auswertung normaler, lateraler, radialer Offsets.

QUINDOS 2019 beinhaltet Lösung zur Inspektion der Schleifstrategie für Sägezahnfräser (DIN 1415) mit Nutrillen. Software bewertet Steigung der sich verjüngenden Zahnform in Stirnrichtung. Materialquetschung und Druckspannung, die zu Versagen führen können, erkennbar und reduzierbar durch Freiflächeninspektion.

QUINDOS jetzt mit zusätzlicher Auswertung für Zahnräder mit neuem grafischen Report. All-in-One-Plot visualisiert Helix- und Profilauswertungen für Zahnrad in kompaktem Format.

IBM schließt Akquisition von Red Hat Software ab

IBM Corp. (Armonk, NY) schloss 34-Mrd.-$-Akquisition von Red Hat Software (Raleigh, NC), Open-Hybrid-Cloud-Technologie-Entwickler, ab. IBM erwarb alle ausgegebenen und ausstehenden Stammaktien für 190 $/Aktie bar – Gesamteigenkapitalwert ca. 34 Mrd. $. Geplant: Next-Gen-Hybrid-Multi-Cloud-Plattform basierend auf Open Source wie Linux und Kubernetes – sicheres Deploy, Run, Manage von Daten und Applikationen on-premise, private und multiple public clouds.

Red Hat wird weiter von CEO Jim Whitehurst und aktuellem Management geleitet. Whitehurst tritt IBM-Senior-Management bei, berichtet an Ginni Rometty. IBM behält Red Hat HQ in Raleigh, Standorte, Marken, Praktiken. Red Hat operiert als eigenständige Einheit in IBM, berichtet als Teil von IBM Cloud & Cognitive Software Segment.

Hexagon akquiriert deutsches Startup AMendate für Generative Design

Hexagons Manufacturing Intelligence Division: definitive Vereinbarung zum Erwerb von AMendate – deutsches Startup mit Simulationssoftware für Generierung und Optimierung von Designs für additive Fertigung (AM). AMendate schließt sich Hexagons MSC Software Business an (CAE-Simulationssoftware/Services).

Mit Akquisition kann MSC Paradigmenwechsel von General-Purpose-Optimierung zu purpose-built Software für AM bieten – effiziente Produktion komplexer Komponenten, Vorteile: Materialeinsparung, Gewichtsreduktion, effiziente, kosteneffektive Produktion. AMendates Technologie eliminiert manuellen Aufwand, der heutige Workflows bremst – Arbeitsschritte in Tagen statt Wochen.

AMendate 2018 gegründet von Forschern der Uni Paderborn und Direct Manufacturing Research Center (DMRC) Paderborn – Industrie/Akademie-Konsortium, 2008 gestartet von Boeing, EOS, weiteren Partnern. Transaktion voraussichtlich Q3, vorbehaltlich üblicher Closing-Bedingungen.

Wind River Linux jetzt mit Container-Technologie

Wind River Linux (Alameda, CA), Embedded-Systems-Software-Entwickler, kündigte Erweiterungen an: Technologie zur Erleichterung von Container-Adoption in Embedded Systems. Bereitstellung: Pre-built Container, Tools, Dokumentation, Support für Frameworks wie Docker und Kubernetes – hilft Embedded-Entwicklern, cloud-native Entwicklungsansätze zu nutzen/zu deployen, besonders relevant für Appliances am Netzwerkrand.

Container liefern Skalierbarkeit, Flexibilität – aber die meisten Frameworks fehlen Design/Support für missionskritische Industrien mit extrem langen Gerätelebenszyklen.

Embedded Devices im OT-Bereich (Industrial, Medical, Automotive) brauchen oft leichtgewichtige, zuverlässige Software mit langen Lebenszyklen. Existierende Container-Technologien/Plattformen (Enterprise Linux) sind oft aufgebläht oder erfordern zu häufige Updates für effektiven Betrieb auf Embedded Systems. Wind River Linux entfernt mit diesem Release Hürden, senkt Einstiegshürde für Container-Nutzung in Embedded-Softwareprojekten für diverse Anwendungen.

Software Update redigiert von Contributing Editor Patrick Waurzyniak; Kontakt: pwaurzyniak@gmail.com.