Siemens PLM Software, die Business Unit für Product Lifecycle Management (PLM) von Siemens, stellt eine neue, umfassende Lösung für die additive Fertigung vor. Sie erschließt das volle Potenzial der beginnenden Revolution dieser Fertigungsmethode. Die neue Lösung wird ab Januar 2017 erhältlich sein und besteht aus integrierter Software für Konstruktion, Simulation, digitale Fertigung sowie Daten- und Prozessmanagement. Mit dem Angebot können Unternehmen die Vorteile aktueller Technologie für additive Fertigung beziehungsweise 3D-Druck nutzen. Bei der neuen Lösung kommen über alle Phasen hinweg intelligente Produktmodelle zum Einsatz, ohne Daten zwischen Prozessen und Anwendungen konvertieren oder übersetzen zu müssen. Dadurch ist es möglich, ein Generative Design automatisiert zu erstellen, und zwar auf Basis neuer Funktionen für optimierte Topologien. So entstehen häufig organische Formen, auf die ein Konstrukteur von sich aus kaum käme und die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur sehr kompliziert oder gar nicht zu fertigen wären. Diese Technologie in Kombination mit der neuen Software für additive Fertigung von Siemens könnte Unternehmen in die Lage versetzen, die Produktgestaltung völlig neu zu definieren und dadurch optimale Performance bei geringeren Kosten zu erreichen. Darüber hinaus könnte durch 3D-gedruckte, formoptimierte Bauteile die Anzahl der Teile in einer Baugruppe sinken. Das sorgt für geringeres Gewicht bei höherer Festigkeit. Im Endeffekt ergibt sich dadurch enormer Mehrwert für Branchen wie den Automobilbau, die Luftfahrtindustrie oder die Medizintechnik.
„Siemens PLM Software erweitert die Grenzen der additiven Fertigung mit Lösungen, die funktionsoptimierte Geometrie ermöglichen. Mit herkömmlichen Methoden für Konstruktion und Fertigung wäre das nicht vorstellbar“, sagt Dr. Ken Versprille, Executive Consultant bei CIMdata. „Bislang unlösbare Aufgaben bei Konstruktion und Fertigung sind mit diesen neuen Software- und Produktionstechnologien jetzt machbar. Siemens PLM Software hat eine Vision, wie diese Technologie durchgängig zusammenpasst und setzt sie um. Das bringt die Branche weiter.“
Konstrukteure entwickeln Bauteile aufgrund ihrer Ausbildung mit herkömmlichen Produktionstechnologien im Hinterkopf. Das schränkt Kreativität und Innovationsgeist ein. Heute werden Teile in der Fertigung noch gestanzt, tiefgezogen, gegossen oder maschinell hergestellt. Mit einer völlig neuen Art, Teile zu konstruieren und zu fertigen, hilft Siemens Ingenieuren und Konstrukteuren dabei, eine neue Generation von Produkten ganz neu zu denken. Unternehmen können einzigartige, leistungsfähigere Konstruktionen mit deutlich besserem Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht erstellen. Mit hochentwickelten, integrierten Technologien für Simulation und Analyse lässt sich das Verhalten der Konstruktion vorausberechnen. Diese neue Technologie mit ihrem hohen Veränderungspotential wird innovative Konstruktionsansätze fördern.
„Um die additive Fertigung zu einem echten industriellen Herstellungsprozess zu machen, brauchen Produzenten eine nahtlose digitale Integration, die Konstruktion, Produktion und Automation umfasst. Dazu gehören auch die Kontrolle und Überwachung der Maschinenleistung“, sagt Joachim Hoedtke, CEO der Hoedtke GmbH & Co. KG. Das Unternehmen treibt Innovationen bei der additiven Fertigung voran und ist Kunde von Siemens. „Siemens verbindet zahlreiche Software-Tools mit neuen Technologien, die auf additive Fertigung ausgerichtet sind und hilft Firmen so, dieses Ziel zu erreichen.“
Die neue Lösung für additive Fertigung umfasst die Software NX von Siemens für integriertes Computer-Aided Design, Manufacturing und Engineering (CAD/CAM/CAE), das neu vorgestellte Simcenter-Portfolio, ein stabiles Paket an Simulationssoftware und Testlösungen, das weltweit am häufigsten eingesetzte System für digitales Lifecycle-Management Teamcenter sowie SIMATIC IT Unified Architecture Discrete Manufacturing und SIMATIC WinCC. Beide gehören zum Manufacturing Operations Management (MOM)-Portfolio von Siemens für Produktionsausführung und automatisierte Fertigung.
Zu den neuen Technologien, die in die Lösung eingeflossen sind, gehören auch Convergent Modeling und Topologieoptimierung. Beide Technologien ermöglichen automatisierte Konstruktionen bestehend auf dem Generative Design-Ansatz. Convergent Modeling wurde zusammen mit der aktuellen Version von NX angekündigt. Dabei handelt es sich um die erste Technologie ihrer Art. Ingenieure können damit Bauteilkonstruktionen optimal an den 3D-Druck anpassen und den gesamten Konstruktionsprozess beschleunigen. Mit einer Scan-to-Print Funktion wird Reverse Engineering noch effizienter. Dieses neue Modellierparadigma vereinfacht die Arbeit mit Geometrien deutlich, die aus einer Kombination von Facetten, Flächen und Volumenkörpern bestehen. Zeitaufwändiges Konvertieren von Daten entfällt. Die zweite neue Technologie ist die Topologieoptimierung. Damit sind Berechner in der Lage, den iterativen Prozess beim Konstruieren und Optimieren von Bauteilen für Multiphysik-Anwendungen zu automatisieren. Das umfasst Vibration, Strömungsdynamik und Wärmeübertragung. Die integrierten Funktionen für Simulation und Predictive Engineering machen es einfacher, die Konstruktion auf ihre Produzierbarkeit zu prüfen. Dadurch steigt das nötige Vertrauen, um Konstruktionen für die additive Fertigung weiterzuentwickeln.
Zusätzlich zu diesen Technologien stellt Siemens auch eine neue Lösung zum Vorbereiten von 3D-Drucken für Kunststoff- und Metallteile vor. Sie verwendet dieselben intelligenten Produktmodelle, die schon in der Konstruktions- und Simulationsphase zum Einsatz kommen, um Änderungen an der Konstruktion zu automatisieren und den gesamten Prozess schlanker zu gestalten. Die neue Lösung unterstützt Operatoren beim Vorbereiten von Teilen für Pulverbett- und Multi-Jet Modeling-Verfahren. Für Metallteile aus dem 3D-Drucker bietet NX Möglichkeiten, Teile für das Laserauftragsschweißen und die NC-Programmierung vorzubereiten. Dazu gehört auch die Simulation hybrider additiver Maschinenwerkzeuge, die Metallauftrag und abtragende Verfahren in einer Maschine vereinen. Für extrudierte Werkstoffe, wie etwa Kunststoffe oder kohlefaserverstärktes Nylon, wurde eine neue Technologie für das Programmieren von robotergestütztem, mehrachsigem Auftragsschmelzen entwickelt. Sie wird derzeit in der Praxis erprobt. Nachdem die Teile gedruckt sind kommt wieder das NX-System für NC-Vorgänge nach dem Druck zum Einsatz. Dazu gehört, die Entfernung von Hilfsstrukturen intuitiv zu programmieren, Präzisionsoberflächen maschinell zu erzeugen und andere Verarbeitungs- und Inspektionsvorgänge.
„Das ist nur der Anfang einer neuen Generation von Produktionsfunktionen. Siemens konzentriert sich darauf, Software-Technologie für einen optimierten, durchgängigen Prozess bereitzustellen. Werkzeuge wie Convergent Modeling, Topologieoptimierung und 3D-Druckvorbereitung wurden entwickelt, um die additive Fertigung auf ein industrielles Level zu heben“, sagt Tony Hemmelgarn, President und CEO von Siemens PLM Software. „Siemens wird auch weiterhin in Innovation investieren und mit Technologiepartnern zusammenarbeiten, um neue Lösungen zu entwickeln, die für Fortschritte bei der additiven Fertigung sorgen und den 3D-Druck in der Teileproduktion Wirklichkeit werden lassen.“
Weitere Informationen zur Lösung von Siemens PLM Software für additive Fertigung sind unter www.siemens.com/plm/additivemanufacturing verfügbar.