Online-Portal für individuelle Laser- und Biegeteile Rapid Manufacturing in der Blechfertigung

Redakteur: Luca Meister

>> Durch Einsatz modernster IT-Technologien bringt die Blexon GmbH das Rapid Manufacturing in die flexible Blechbearbeitung. Kernstück ist ein speziell entwickeltes Online-Portal für die schnelle und einfache Bestellabwicklung von lasergeschnittenen und abgekanteten Blechteilen. Das Portal eliminiert manuelle Prozesse und kann dadurch die Preise für CNC-Einzelteile und kleine Stückzahlen signifikant reduzieren. Das Technologieangebot ist weltweit einzigartig.

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Bestellprozess auf dem Online-Portal von Blexon.
Bestellprozess auf dem Online-Portal von Blexon.
(Bild: Blexon)

mei. Ab diesem Sommer können neben lasergeschnittenen Blechteilen auch Abkantungen online erstellt, gezeichnet, kalkuliert und bestellt werden.

Was ist Rapid Manufacturing?

Meistens denkt man bei Rapid Manufacturing (schnelle Fertigung) in erster Linie an den 3D-Druck von Kunststoff- und Metallteilen mittels selektivem Lasersintern. Allgemein kann aber jedes technische Verfahren zur schnellen Herstellung von Bauteilen als Rapid Manufacturing verstanden werden, wenn folgende Punkte erfüllt sind:

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  • Eine werkzeuglose Fertigungstechnologie, die es erlaubt, verschiedene Bauteile aus wenigen Grundmaterialien flexibel herzustellen.
  • Eine direkte Überführung des CAD-Modells auf die Fertigungsmaschine ohne manuelle Eingriffe.

Wenn der gesamte Prozess von der Konstruktion über die externe Fertigung bis zur Anlieferung von individuell gefertigten Bauteilen betrachtet wird, müssen zusätzlich die Angebotsphase (Preisermittlung) und die Lieferung miteinbezogen werden.

Der klassische Blechfertigungsprozess

Blech ist weit verbreitet, vielseitig einsetzbar und findet in vielen Branchen Anwendung. Laserschneiden und Abkanten sind zwei klassische Fertigungsverfahren, mit denen Bleche bearbeitet werden. Das Laserschneiden ist eine werkzeuglose Fertigungstechnologie, beim Abkanten werden mehrheitlich Standardwerkzeuge eingesetzt. Die erste Bedingung für das Rapid Manufacturing ist also erfüllt.

Schnittstellen und Medienbrüche

Betrachtet man jedoch die gesamte Herstellung individuell gefertigter Blechteile, gibt es einige Schnittstellen und Medienbrüche, die den Prozess in die Länge ziehen und dadurch teuer machen. Hat ein Kunde ein Bauteil gezeichnet, schickt er die Angebotsanfrage zusammen mit dem CAD-Modell per E-Mail an einen oder mehrere Blechfertiger. Um nun Preis und Liefertermin genau zu bestimmen, muss der Blechfertiger das Bauteil auf einer CAM-Software simulieren. Mit der Simulation kann auch gleich überprüft werden, ob das Teil mit den vorhandenen Maschinen und Werkzeugen gefertigt werden kann. Da dieser Ablauf für Einzelteile und kleine Stückzahlen meist zu aufwändig ist, kommen in der Praxis oft Erfahrungswerte und selbst erstellte Tools (z.B. Excel-Listen) zum Einsatz.

Abkantwerte

Hilfreich für die Kalkulation ist es, wenn der Kunde bereits eine Abwicklung des Blechteils zur Verfügung stellen kann. Die meisten CAD-Systeme sind heute in der Lage, solche Abwicklungen zu erstellen. Damit eine vom Kunden erstellte Abwicklung auch für die spätere Produktion eingesetzt werden kann, muss sie jedoch mit den richtigen Abkantwerten (z.B. K-Faktor und Innenradius) gerechnet worden sein. Um sicherzugehen, dass die richtigen Abkantwerte verwendet worden sind, erstellt der Blechfertiger die Abwicklung in vielen Fällen nochmals selbst.

Termine und Administration

Weiter ist oft zum Zeitpunkt der Angebotserstellung die genaue Maschinenauslastung nicht bekannt, was es schwierig macht, den frühestmöglichen Liefertermin zu bestimmen. Ausserdem muss der klassische Blechfertiger Einzelteile und kleine Stückzahlen ablehnen oder zu relativ hohen Preisen anbieten, damit sich die administrativen Aufwände rechnen.

Interaktives Online-Portal minimiert Aufwand

Wie eingangs erwähnt, liegt es nicht an der Fertigungstechnologie, dass bei der flexiblen Blechfertigung nicht von Rapid Manufacturing gesprochen werden kann. Es sind vielmehr die Software-Prozesse, die eine schnelle Abwicklung der Aufträge erschweren. Durch die Anwendung von modernen Informationstechnologien können jedoch Medienbrüche verhindert und der Gesamtprozess zur Herstellung von individuell gefertigten Blechteilen wesentlich verkürzt und vereinfacht werden. Schlagwörter in diesem Zusammenhang sind «Web 2.0» und «RIA» (Rich Internet Application) und «RIA Services».

Ein Pionier auf diesem Gebiet ist die Firma Blexon GmbH. Kernstück ist die Entwicklung und der Betrieb eines interaktiven Online-Portals (www.blexon.com) für die Bestellabwicklung von CNC-bearbeiteten Blechteilen auf Basis von «Microsoft Silverlight». Silverlight ermöglicht es, ein interaktives Online-CAD zu entwickeln, das direkt mit dem serverseitigen ERP (Enterprise Ressource Planing)-System verbunden ist.

Importieren, anpassen, kalkulieren, simulieren

Im Online-CAD können Teile gezeichnet und angepasst werden. Biegelinien können einfach hinzugefügt und definiert werden. Aktuelle Technologiedaten wie z.B. Abkantfaktoren stehen sofort zur Verfügung. Mit «Drag and Drop» können Warenkörbe zusammengestellt und Artikel verwaltet werden. Liefertermine werden anhand der tatsächlichen Maschinenauslastung automatisch berechnet. Artikelpreise werden anhand der Bauteilkontur, Material und der Anzahl Biegungen kalkuliert. Allfällige Fehler werden in Echtzeit geprüft und dem Kunden mitgeteilt. Konturen und Abwicklungen, die in einem externen CAD gezeichnet wurden, können direkt importiert und kalkuliert werden. Biegeteile werden im Hintergrund simuliert, worauf dem Kunden ein 3D-Modell zur Überprüfung zurückgegeben wird. Die Preisangaben und der Liefertermin werden in einem Angebot zusammengefasst. Nach der Bestellung werden die individuellen Blechteile direkt gefertigt und ausgeliefert.

Optimale Lösung dank optimierter Fertigung

Das Online-Portal bietet beim Aufbau von Prototypen, bei der Verwendung von individuellen Blechteilen und bei kleinen bis mittleren Stückzahlen besondere Vorteile, wie man bei diesem Beispiel sieht:

Die Hochschule Luzern für Technik und Architektur führt jedes Jahr während zwei Semestern das praxisorientierte Modul «Produktentwicklung» durch. Im Studienjahr 2012/2013 haben Studierende aus den Studiengängen Elektrotechnik, Maschinenbau, Informatik und Wirtschaftsingenieur/Innovation die Aufgabe erhalten, ein autonomes System zu entwickeln, das in möglichst kurzer Zeit eine definierte Strecke abfährt, auf dieser Strecke einen QR-Code einliest und anhand des Code-Inhalts einen bestimmten Unterstand anfährt. Das Budget für die Komponenten des Systems beschränkt sich auf 600 Franken.

In 32 Teams werden verschiedenste Ansätze entwickelt. Viele Teams haben für den mechanischen Aufbau Bleche gewählt und für die Beschaffung der Bauteile das Blexon-Portal verwendet. «Wir haben ein beschränktes Budget und müssen schon in der Konzeptphase die Kosten für die einzelnen Bauteile abschätzen können. Im Portal können wir die Preise schnell kalkulieren und haben so die Kosten jederzeit im Griff,» erklärt Matthias Widmer. «Dank der schnellen Angebotsabwicklung und der kurzen Lieferzeiten können wir den Prototyp schnell aufbauen und es bleibt mehr Zeit für die Funktionstests des Systems.»

Abkant-Service

Einige Teile werden nach dem Laserschneiden in der Werkstatt gebogen. Mit dem neuen Abkant-Service können Abkantungen direkt auf dem Portal definiert, kalkuliert und bestellt werden. «Als wir die Teile bestellt haben, war die Biegetechnologie noch nicht vorhanden. Das Biegen der lasergeschnittenen Bleche war darum problematisch und hat sehr viel Zeit gekostet. Durch den neuen Online-Abkant-Service hätten wir Zeit gespart und die Qualität des Bauteils wäre noch besser geworden.» Nach dem Aufbau und diversen Tests der Prototypen werden die Ergebnisse der Teams auf einer Erfindermesse präsentiert, die jeweils an der HSLU T&A in Horw stattfindet. <<

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