Digitale Prozesskette für individualisierte mechatronische Systeme - Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Textil vernetzt

Herausforderung

Die Firma Moldobjects entwickelt Software für die digitale Unterstützung von Werkern im Spritzgießprozess und in damit verbundenen Produktionsprozessen. Für individuelle Designs sind digitale Prozesse von besonderem Interesse. Die durchgängige Digitalisierung der Prozesskette „Digitales 3D-Produktdesign – 3D-Druck – Laserstrukturierung – Metallisierung – 3D-Bestückung“ ist momentan aufgrund der fehlenden Einbindung aller Prozesse in einem übergreifenden Produktionsleitsystem nicht möglich.

Lösung

Die fünf Prozessschritte sollen gemeinsam mit dem Textil vernetzt-Team von Hahn-Schickard durchgängig digitalisiert werden, sodass in Zukunft die Herstellung auch eines einzigen individuellen Bauteils (Losgröße 1) nach dem Prinzip „Datei rein, Produkt raus“ ohne den manuellen Eingriff eines Bedieners erfolgen kann. Das verkürzt die Entwicklungszeiten von der Idee bis zum (individualisierten) mechatronischen Produkt enorm. Außerdem sichert es die Produktzuverlässigkeit ab, da etablierte Serienprozesse kombiniert werden.

Umsetzung

Die firmenübergreifende Einbindung aller Prozesse in eine Kette wird exemplarisch an einem 3D-Lichtsensor durchgeführt. Moldobjects und Hahn-Schickard führen auf Basis der Prozessdokumentation sowohl eine Anforderungsanalyse als auch Expertenbefragungen durch. Ziel des Projektes ist es, Lösungsansätze für die Einbindung einer herstellerübergreifenden Prozesskette in eine zentrale Software zu finden.

Dokumentation des Umsetzungsprojektes:

Erfahren Sie mehr: Wie kamen die Projektpartner und Unternehmer zusammen? Worin lag der Schwerpunkt bei den folgenden Gesprächen, Workshops, etc.? Und wo steht die moldobjects GmbH heute?

Projektflyer zum Download

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Das Unternehmen
Die moldobjects GmbH ist ein junges Unternehmen aus Bayern. Das Team aus Software-Programmierern bietet Unternehmen der Spritzgussindustrie digitale Unterstützung im Bereich der Bauteilproduktion. Mit dem Spritzgussverfahren können Bauteile in beliebigen Formen und Wandstärken schnell und effizient hergestellt werden. Diesem Verfahren sind jedoch aus ökologischen sowie aus ökonomischen Gründen Grenzen gesetzt, da für jedes Bauteil eigene Formen und Werkzeuge nötig sind. Aus diesem Grund möchte moldobjects zukünftig auch Software im Bereich des 3D-Drucks anbieten.

Herausforderung
Eine vollständig digitale Prozesskette für 3D-gedruckte Bauteile stellt eine große Herausforderung dar, denn die eingebundenen Geräte stammen häufig von unterschiedlichen Maschinenbauern. Für jedes einzelne System muss geprüft werden, ob es automatisierbar ist und welche Daten die jeweiligen Schnittstellen benötigen, um fehlerfrei miteinander zu kommunizieren. Das Unternehmen moldobjects hat sich mit Hahn-Schickard kompetente Unterstützung aus dem Textil vernetzt-Team geholt, um diese Herausforderung anzugehen.

Lösung
Werden 3D-gedruckte Bauteile von der Idee bis zum fertigen Produkt vollständig digital entwickelt und produziert, sind auch individuelle Produktionen in kleinen Losgrößen kostengünstig und nachhaltig realisierbar. Hahn-Schickard entwickelte gemeinsam mit dem Unternehmen Lösungsansätze am Beispiel eines 3D-gedruckten Lichtsensors auf einer Leiterbahn.

Umsetzung
Gemeinsam haben Hahn-Schickard und das Unternehmen in einem ersten Schritt eine beispielhafte Prozesskette für den Lichtsensor identifiziert. In Schritt eins wird das komplette Bauteil digital in einem CAD-System entworfen. Anschließend wird es mit der freeformer-Technologie, ähnlich dem 3D-Druck, hergestellt. Auf die Oberfläche des Bauteils werden anschließend Vertiefungen gelasert. In diese bringt man im Zuge der Metallisierung dann das leitende Metall ein. Die bis zu diesem Punkt notwendigen Daten haben die beiden Teams zum Teil automatisiert, zum Teil manuell gesammelt und anschließend ausgewertet. So entstand ein Katalog mit Kriterien, welche die gesuchte Softwarelösung erfüllen muss. Eine bereits am Markt verfügbare Software musste nur leicht abgeändert werden, um damit den Entwurf und die Produktion des Bauteils erfolgreich zu testen.

Wie geht es weiter?
moldobjects wird auf die gleiche Weise auch die restlichen Schritte der Prozesskette betrachten, um die Herausforderung vollständig automatisiert zu lösen. Der Lichtsensor auf einer Leiterbahn ist exemplarisch für die komplexe Herstellung von individuellen Bauteilen und kann entsprechend auf jeden Produktionsvorgang dieser Art angewandt werden.

Stichworte

Automatisierung
Optimierung von Produktionsprozessen
Sensorik

Ansprechpartner
Hahn-Schickard
Faruk Civelek
E-Mail: kontakt@textil-vernetzt.de

O-Ton
„Die Erkenntnisse aus diesem Projekt sind ein Meilenstein in der effizienten und sowohl ökologisch als auch ökonomisch nachhaltigen Herstellung von individuellen Bauteilen. Ohne viel Zeit oder materielle Ressourcen einsetzen zu müssen, können neue bautechnische Lösungen nicht nur erdacht, sondern auch real erschaffen werden.“
Franz Buckel
Bereichsleiter Fertigung und Simulation moldobjects GmbH

Evaluation einer digitalen Prozesskette für individualisierte mechatronische Systeme

Mit dem Spritzgussverfahren können Bauteile in beliebigen Formen und Wandstärken schnell und effizient hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass diese Herstellungsart gut in automatisierte Prozesse integriert werden kann. Die moldobjects GmbH mit Sitz in Nürnberg bietet Software an, um die gesamte Prozesskette vom Design bis zum Bau der Werkzeuge zu digitalisieren. Für jedes einzelne spritzgegossene Bauteil benötigen die Hersteller jedoch eigene Werkzeuge und Formen. Produktentwicklungen sind daher ressourcenintensiv.

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Ressourcen sparen mit 3D-Druck: vom Produktdesign zur Serienproduktion

Die moldobjects GmbH bietet Software für die Spritzgussproduktion an, um die Prozesskette vom Design komplexer Bauteile über den passenden Werkzeug- und Formenbau und schließlich den Spritzguss selbst vollständig zu digitalisieren. Produktentwicklungen sind ressourcenintensiv, da für jedes neue Spritzgussteil eigene Werkzeuge und Formen gebaut werden müssen.

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Datei rein, Produkt raus: Projektstart mit Moldobjects für eine digitale Prozesskette

Alle Produktionsprozessschritte, auch für die Herstellung eines einzigen individuellen Bauteils, durchgängig und firmenübergreifend zu digitalisieren und das Prinzip „Datei rein, Produkt raus“ ohne manuellen Eingriff möglich zu machen – diesem Ziel haben sich Moldobjects gemeinsam mit dem Textil vernetzt-Team von Hahn-Schickard in einem neuen Projekt verschrieben.

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