Podcast zu Instant Quoting im Maschinenbau für Frästeile Prototypen

Interessanter und hörenswerter Podcast, den ich allen Maschinenbauinteressierten unter Euch empfehlen kann. Es geht vorallem um Prototypen und Kleinserien von Frästeilen – online kalkuliert und bestellt.

Hier noch die Showbeschreibung von Dennis Rathmann:

In diesem Interview stellt sich das Start-Up InstaWerk vor. Hier kann man in sehr einfachen und extrem schnellen Schritten Dreh- und Frästeile online bestellen. Auf dieser Plattform sind verschiedene Anbieter mit unterschiedlichen Maschinen und Fertigungsmöglichkeiten registriert. Der Kunde kann sich dann hier direkt und unverbindlich Angebote in Echtzeit einholen und bei Bedarf auch direkt die Bauteile bestellen. Das Ganze funktioniert für Geschäfts- und sogar auch für Privatkunden. Schnell, einfach und kostengünstig. Die Details bespreche ich mit dem CEO von InstaWerk.

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CNC Frästeile gehen online

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Die CNC-Bearbeitung verwendet Computersoftware zur Steuerung von Werkzeugmaschinen, die komplexe 2D- und 3D-Formen aus Materialblöcken schneiden. Üblicherweise wird eine CAD-Zeichnung oder eine andere digitale Darstellung des gewünschten Teils erstellt und dann die Zeichnung mit CAD/CAM in Anweisungen (z.B. Geschwindigkeiten, Positionen und Koordination) für die automatisierte Fertigung mit CNC-Maschinen übersetzt. Der Bearbeitungsprozess kann mehrere Fräser, Drehbänke und andere Werkzeuge erfordern, um verschiedene Schichten zu entfernen und die endgültige Form zu erreichen. Im Allgemeinen ist die CNC-Bearbeitung sehr schnell, genau und wiederholbar und kann präzise Toleranzen erreichen.

Der Hauptvorteil der CNC-Bearbeitung gegenüber dem 3D-Druck besteht darin, dass es nur sehr wenige Materialbeschränkungen gibt. 3
Der 3D-Metalldruck, auch bekannt als Direktes Metall-Lasersintern oder (DMLS) oder Selektives Laserschmelzen (SLM), entwickelt sich schnell und Unternehmen, die bereits erfolgreich in diese Technologie investieren, insbesondere in der Automobil- und Luftfahrtindustrie. 3
Vielmehr werden diese beiden Techniken als komplementär betrachtet, sowohl bei der Erstellung von schnellen Prototypen als auch bei der Erstellung von fertigen Produktionsteilen. Ein Hauptvorteil der CNC-Bearbeitung ist die Fähigkeit, große Materialmengen mit hoher Genauigkeit und sehr engen Toleranzen schnell zu entfernen. Ein weiterer großer Vorteil des CNC-Prototyping ist die Möglichkeit, Prototypen zu erstellen, die dem endgültigen Teil ähnlich sind.

Viele technische Metalle sind hochgradig bearbeitbar, so dass Ingenieure die gleichen (oder ähnliche) Materialien, die sie für das Endteil verwenden werden, als Prototypen herstellen können. Aber auch die Qualität des Prozesses selbst spielt eine Rolle: Die bearbeiteten Teile sind stark und haben keine Schwächen entlang bestimmter Achsen, wie z.B. gedruckte Teile, daher können sich auch beispielsweise im Maschinenbau als gefräste Teile eingesetzt werdne. Der Bearbeitungsprozess selbst kann sogar dazu verwendet werden, andere Prozesse wie z.B. die Blechbearbeitung zu emulieren. Darüber hinaus erleichtert die Erstellung eines Prototyps, der in Aussehen und Verhalten dem endgültigen Teil nahe kommt, den Übergang zur Brückenproduktion, da weniger bedeutende Änderungen vorgenommen werden müssen.

CNC Fertigung im Vergleich zur additiven Fertigung

Zu diesem Zeitpunkt im Prototyping sind Polyjet und SL je nach den Anforderungen der Anwendung noch brauchbare Optionen, aber es können auch härtere Materialien aus Herstellungsverfahren verwendet werden, aus denen Produktionsteile hergestellt werden. Hier kann die CNC-Bearbeitung in den Produktentwicklungszyklus für billigere Metallkomponenten eingeführt werden. Das Direkte Metall-Lasersintern (DMLS) kann für komplexere Metallteile eingesetzt werden. Dank der CNC-Bearbeitung können wir problemlos ein bis mehrere hundert Teile herstellen. Alle Rapid-Prototyp-Teile werden unmittelbar nach der Herstellung geprüft, verpackt und versandt. Und für kleine bis große Mengen und die Serienproduktion von bearbeiteten Teilen. Eine Vielzahl von Materialien kann bearbeitet werden, einschließlich Edelstahl, Aluminium, Magnesium, Zink, Messing usw.

Technische Kunststoffe in der Fertigung

Thermoplastische Kunststoffe, insbesondere ungefüllte Materialien, verformen sich elastisch, wenn eine Schneidkraft aufgebracht wird, wodurch es schwierig ist, hohe Genauigkeit und enge Toleranzen zu erreichen, insbesondere bei feinen Merkmalen und Details.Bei der Verarbeitung von klaren Kunststoffen wie Polycarbonat und Acryl kann die Erzielung einer hohen Oberflächenqualität während der Verarbeitung Verarbeitungsprozesse wie Schleifen und Polieren reduzieren oder ganz vermeiden.

Bei der subtraktiven Fertigung, wie z.B. der spanabhebenden Bearbeitung, wird ein Produkt durch Abtragen, Schneiden und Wegbohren von überschüssigem Material hergestellt, um die gewünschte Form zu erreichen. Natürlich entsteht bei dieser Methode überschüssiger Abfall, d.h. all die Rohstoffe, für die Sie bezahlt haben und die Sie nun entsorgen müssen. Auf der anderen Seite werden bei der gestalterischen Herstellung Techniken wie Gießen, Spritzgießen und Stanzen eingesetzt, um Materialien in die Form des Endprodukts zu bringen oder zu gießen.
Kunststoffteile mit geringem Volumen, die aus geformten Polymeren hergestellt werden, können verschiedene Endanwendungen haben. Sie können für technische Tests verwendet werden oder mit der Idee hergestellt werden, dass sie direkt im B2C-Bereich verkauft werden. Der Vakuumguss eignet sich für die Herstellung von Ersatzteilen im Notfall.

Das Ziel, einen hohen Anteil an rückgewonnenem Kunststoff zu verwenden, ist beim Spritzgießen eines bestimmten Teils möglicherweise nicht praktikabel. Neue Verfahren untersuchen, wie ein intelligenter Ansatz für eine Prototyping-Strategie in jeder Phase des Entwicklungsprozesses helfen kann. Das Ziel: Ein Ansatz für die Herstellung von Prototypen, der die Gesamtentwicklungszeit verkürzt und ein besseres Produkt mit besserer Leistung und niedrigeren Gesamtentwicklungskosten auf den Markt bringt.

Preise beim 3D-Drucken und CNC-Bearbeiten

CNC-Maschinen und 3D-Drucker werden in Abhängigkeit von den Eigenschaften und der Verarbeitungsqualität zu unterschiedlichen Preisen angeboten. 3D-Drucker können jedoch in der Regel für eine deutlich geringere Investition als cnc-Maschinen eingesetzt werden. Die Vorlauf- und Betriebskosten der additiven Fertigung sind niedrig, was sie ideal für Anwendungen mit geringen Stückzahlen wie Prototyping und Werkzeugbau macht. Bei der Skalierung auf höhere Volumina sind jedoch subtraktive Manufakturen vorteilhafter. Am günstigsten für grosse Stückzahlen ist das Giesen.

Blechverfahren wie Stanzen und Biegen eignen sich für kleine Mengen. Um die Kosten niedrig zu halten, sollten Sie Standardwerkzeuge in Betracht ziehen und Sonderwerkzeuge vermeiden. Ab 100 Stück macht die Preisgestaltung für kundenspezifische Stanzungen und Folgestempelungen von Stempeln allmählich Sinn. Wie bei den Pulverbettmaschinen lagert das Produktionssystem einzelne Metallschichten ab. Anstatt sie mit einem Laser zu sintern, wird ein Polymer-Bindemittel aufgetragen, das sie bis zur Fertigstellung des Drucks zusammenhält.

Das Ergebnis ist ein homogenes, vollständig abgedichtetes Metallteil, das sich nicht von dem im MIM-Verfahren hergestellten unterscheidet. Innengewinde können mit einem Gewindeschneider, einem Schneidwerkzeug, das dem Bolzen oder Befestigungselement, das an einer bestimmten Stelle in das Werkstück geschraubt wird, sehr ähnlich ist, oder einem speziellen Fräser, dem sogenannten Gewindefräser, hergestellt werden. In beiden Fällen sind tiefe Gewinde aus dem gleichen Grund schwierig wie tiefe Bohrungen, nämlich wegen der Spanabfuhr und der radialen Schnittdrücke beim Gewindefräsen.

Die Digitalisierung der Industrie

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Das bekannteste Konzept, die so genannte computerintegrierte Produktion, integriert das gesamte Produktionsunternehmen, um die Effizienz und Produktivität der Produktion zu steigern. Die Vision vereint und koordiniert Funktionsbereiche wie Konstruktion, Analyse, Planung, Einkauf, Kostenrechnung, Lagerverwaltung, CNC-Maschinen und Materialhandhabung in elektronischer Form.
Das 1982 veröffentlichte Manufacturing Automation Protocol (MAP) definierte den Computernetzwerkstandard für die Verbindung von Geräten vieler Hersteller, um die Verbreitung inkompatibler Kommunikationsstandards zu verhindern, die von Anbietern von Automatisierungsprodukten wie programmierbaren Steuerungen verwendet werden.
Im Rahmen von Industry 4.0 wird der 3D-Druck in wertvolle digitale Produktionstechnologie umgewandelt. 11 Die aktuelle Rapid-Prototyping-Technologien bietet heute viele Möglichkeiten für die Bauteilherstellung bis hin zur Prototypenfertigung in fast allen Branchen. 11

Dieser dezentralisierte Produktionsansatz kann die Transportwege und damit die Kosten reduzieren und die Bestandsverwaltung vereinfachen, indem digitale Dateien anstelle von physischen Teilen gespeichert werden. 11 Trotz der weit verbreiteten Verwendung in Verbraucheranwendungen beginnt die Fertigungsindustrie gerade erst, die Vorteile der Augmented-Reality-Technologie (AR) zu entdecken. 11 Und doch bleibt das technologische Potenzial ungenutzt, von der Unterstützung bei Montageprozessen bis hin zur Wartung von Produktionsanlagen. 11
Augmented Reality überbrückt die Lücke zwischen der digitalen und der physischen Welt, indem virtuelle Bilder oder Daten auf ein physisches Objekt gelegt werden. 11

Ein führender Hersteller von Maschinen und Geräten ist ein Pionier in der digitalen Integration mit seinem Kern. 12 Mit Hilfe einer erweiterten Datenanalyse ermittelt das Unternehmen den optimalen Zeitpunkt für die Bereitstellung von Servicefunktionen und senkt damit die Kosten für die Kunden. 12 Das Unternehmen arbeitet auch mit Technologie-Neugründungen in den USA zusammen, um die Digitalisierung seiner Aktivitäten zu beschleunigen. 12

Der amerikanische Hersteller von Bau- und Baumaschinen ist ein Vorreiter bei der Implementierung innovativer Produkte und Lösungen in seine Produkte. 12 Das Unternehmen erkennt Innovationen, die dank Technologie und Datenanalyse möglich sind, sowie die Verbindung von Maschinen mit Menschen, Technologie und Wissen als Schlüssel zum Erfolg an. 12 Die Daten werden von Sensoren erfasst und zur Analyse in die Wolke gezogen, so dass die Kunden fundierte Entscheidungen treffen können. 12
Das Unternehmen kann auch eine webbasierte Plattform zur Ferndiagnose von Maschinen im Feld nutzen und Kunden bei der vorhersehbaren Wartung unterstützen, wodurch die Ausfallzeiten reduziert werden. 12

Mit dem Aufkommen neuer digitaler Technologien ist es jetzt eine aufregende Zeit für die Fertigungsindustrie. 11
Eine Welle neuer Technologien gibt Unternehmen die Möglichkeit, Schritte in Richtung größerer Flexibilität, Nachhaltigkeit und Effizienz zu unternehmen. 11
Industry 4.0 eröffnet auch neue Möglichkeiten der Mensch-Maschine-Zusammenarbeit, die es Unternehmen ermöglicht, umfassendere Informationen zu erhalten, das Fehlerrisiko zu reduzieren und bessere Entscheidungen zu treffen. 11
Wie der Satz zeigt, ist die Technologie der Schlüssel, um ein digitales Unternehmen zu werden. 12
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Pionierhersteller genau wissen, wie neue Technologien ihre Produkte und Dienstleistungen verändern werden. 12
Führungskräfte haben mehr als nur sporadische Beziehungen zu fortschrittlichen Technologien, die die vierte industrielle Revolution vorantreiben. 12
Airbus, ein globales Luftfahrt- und Verteidigungsunternehmen, nutzt digitale Innovationen, um den Mehrwert für seine Kunden zu erhöhen. 12
Seit die industrielle Revolution die Produktion beeinflusst hat, ist die digitale Transformation nun für die Veränderung der Branche verantwortlich. 2

Seit Henry Ford die Massenproduktion eingeführt hat, hat es keine Revolution dieses Ausmaßes mehr gegeben. Die Erwartungen der Verbraucher und das Aufkommen von Netzwerkgeräten und Plattformen treiben die fortschreitende Digitalisierung der Produktion an. Die Branche entwickelt sich ständig weiter, um sicherzustellen, dass die richtigen Produkte zum richtigen Preis an die richtige Person geliefert werden, und zwar in einem Prozess, der immer raffinierter wird. Die digitale Revolution durchbricht jetzt die Mauern der Produktion, weil sie weiterhin die Medien, die Finanzen, die Konsumgüter, das Gesundheitswesen und andere Sektoren stört.
Die digitale Konnektivität zwischen Designern, Managern, Mitarbeitern, Verbrauchern und physischen Industriegütern wird einen enormen Wert freisetzen und die Produktionslandschaft für immer verändern. 4
Während die Produktion mehr Daten als jede andere Branche erzeugt, verwenden nur wenige Unternehmen diese Daten. 4
Die Smart Manufacturing Leadership Coalition (SMLC) wurde in den Vereinigten Staaten gegründet, um Kosten und Risiken im Zusammenhang mit der Kommerzialisierung intelligenter Produktionssysteme zu verwalten. 7
Das SMLC hat Industry 4.0 nicht explizit übernommen, aber seine Vision und Mission beinhalten viele der gleichen Konzepte. 7
Ziel ist es, Produktionssysteme und Wertschöpfungsketten zu optimieren und Nachhaltigkeit, Effizienz, Innovation und Kundenservice drastisch zu verbessern. 7
Nun, da die Ära der konventionellen Blockbuster-Medikamente für kleine Moleküle zu Ende geht, konzentriert sich die Pharmaindustrie auf hochwertige, in geringen Mengen hergestellte Produkte wie Biomedizin, Orphan-Medikamente und fortschrittliche medizinische Geräte. 18
Zunehmender Preisdruck aufgrund strengerer Marktpreisregelungen und Patentabläufe zwingt die Pharmaunternehmen, ihre aktuellen Produkte und Marktstrategien in Frage zu stellen, um zu überleben. 18
Darüber hinaus nimmt die globale und heterogene Regulierung zu, was zu einer größeren Komplexität bei der Einhaltung von Infrastrukturvorschriften und Produktauslieferungsprozessen führt. 18
Man kann sagen, dass das Pharmaunternehmen einen ausgezeichneten Sturm erlebt: eine gleichzeitige Transformation in mehreren nicht miteinander verbundenen Bereichen, die den gesamten Lebenszyklus des Produkts von der frühen Arzneimittelentwicklung bis zur Produktion und Versorgung des Patienten verändert. 18
Wie oben erwähnt, versuchen viele dlt-Piloten und Blockchain-Startups, Software für das Lieferkettenmanagement in ein verteiltes Buch zu integrieren. 22
Die Bereitschaft, diese Technologien zu erforschen, lässt vermuten, dass die Digitalisierung hier längst überfällig ist. 22 Ob Augmented

Weitere Quellen zur Digitalisierung