Prozesskette Blech

Präzision ist Trumpf

Schweizer Traditionsunternehmen setzt auf moderne Softwareumgebung

Morath AG

Auf über 100 Jahre Schweizer Präzisionstra­dition darf die Morath AG in Allschwil bei Basel zurückschauen und sich zu Recht als ein „Dienstleistungs­unter­neh­men mit einem mächtigen Erfahrungsschatz“ definieren. Ausgestattet mit mo­­dernster Techno­logie und fundiertem Know-how steht die Morath AG heute als An­­bieter kreativer und innovativer Lösungen da. Das Unternehmen konzentriert sich mit seinen insgesamt 140 Mit­arbei­tern auf mehrere Sparten. So gliedert sich die AG in die Tätigkeitsfelder „Spengler und Flachdach“, „Solutions“ und „Design“.

„Es gibt wenig Werkstoffe, die so viele Anforderungen erfüllen wie Edelstahl“, erklärt Patrick Hinnenberger, Mitglied der Ge­­schäfts­leitung der Morath AG. „Anlagen und Apparate, Behälter und Möbel aus diesem Material werden in unterschiedlichen Sektoren der Chemie-, Pharma- und Lebens­mittelindustrie benötigt. Die Schweizer Pharma- und Medizintechnik ist weltweit auf dem Vormarsch. Wenig verwunderlich also, dass zu unseren Kunden auch die großen Schweizer Unter­nehmen aus diesen Bran­chen gehören.“ Einer dieser Kunden ist die benachbarte Skan AG, für die hochkomplexe Rein­raum­­isolatoren gebaut werden.

 

Kunst am Bau: Stahlbaum und Solidworks Baugruppe (Montage)

„Mit unserem Maschinen­park produzieren wir maßgefertigte Blechkon­struk­tionen“, führt Patrick Hinnenberger aus. „Dafür stehen uns unsere TRUMPF Tru Laser, eine CNC-ge­steuerte 4000 Watt Laser­schneidanlage, verschiedene CNC-gesteuerte Abkant-Pressen von TRUMPF, eine CNC Schleif­maschine, Sicken- und Bördel-, Punkt- und Bolzen­schweiß­ma­schi­nen sowie diverse Drei­rollen­walzen zur Ver­fügung“.

Schnittformen beliebiger Kom­plexität können auf den modernen Maschinen präzise und kostengünstig ge­schnitten werden. Die CNC-gesteuerten Maschinen können die Schnitt­geo­me­trie direkt vom CAD-­Sy­stem übernehmen, so dass auch die Produktion kleiner Losgrößen wirtschaft­lich vertretbar wird. Die speziellen Ma­schi­nen erfor­dern ­­auch spe­­zielle CAD-Lösungen. Die Firma Morath setzte bereits Solidworks erfolgreich ein. „Die Lösung um den Weg in die Fertigung durchgängig, effizient und prozesssicher zu realisieren, liegt in einer integrierten Zusatzan­wendung, die der Gesamtproblematik gerecht wird“, er­­läutert Adrian Dietrich, Berater beim Schweizer CAX-Unternehmen c+e forum AG mit Hauptsitz in Pratteln.

Deshalb auch die Empfehlung der c+e forum, Sheet­­Metal­Works inklusive TruTops-Schnittstelle vom Ahrens­burger TRUMPF-Ent­wick­lungspartner SPI GmbH auf der Basis von Solidworks einzusetzen. „Sy­s­tem­lösungen sind dann erfolgreiche Werkzeuge, we­­nn­­ sie die Team­ar­beit­ im ge­s­a­m­­ten Un­­t­e­­r­­neh­men unterstützen“, ergänzt Ad­r­i­an Dietrich.

„So etwas hatten wir bisher vermisst“, erinnert sich Patrick Hin­nen­berger. „Nach einer Präs­entation durch c+e forum waren auch Konstruktionsleiter Stefan Koller und sein Team sofort überzeugt. Wir haben die SPI-Software dann 2012 bei uns eingeführt.“

Biegen bedeutet verformen

In der Konstruktion kommt die Soft­ware mit fünf Lizenzen zum Einsatz. Dazu erwarb das Schwei­zer Unternehmen das SPI TruTops-Interface als Netzwerk­lizenz. Blechteile sind räumliche Körper mit Faltungen und Biegekanten in unterschiedlichen Richtungen. Des­halb ist deren Darstellung und Abwicklung eine Aufgabe, bei der die Morath AG sich auf den Blechabwickler SheetMetalWorks von SPI verlässt. „Wenn Blech gebogen wird“, erläutert Konstruktionsleiter Stefan Koller, „ergibt sich grundsätzlich eine Dehnung des Materials, also eine Verlängerung des Blechs. Stauchen an der Innenseite erfordert mehr Kraft als das Dehnen außen. Darum wird das Blech an der Außenseite der gebogenen Kante stärker gestreckt als es an der Innenseite gestaucht wird. Die spannungsfreie Zone verschiebt sich. Die Länge des abzuwickelnden Blechs muss also vorher gekürzt werden. Das erreicht man durch einen Korrekturfaktor, der unter anderem von Material, Blechdicke und Biegeradius beeinflusst wird. Früher mussten wir das parallel selbst berechnen. Das war umständlich und nicht gerade fehlerfrei. Weil auch Biegewinkel und Maschineneigenschaften einen Einfluss haben, war es vormals notwendig, Korrekturwerte durch Testreihen zu bestimmen und dann in Tabellen zu erfassen. Das nimmt uns die SPI Software nun aber komplett ab.“ 

Bereits während der Modellierung können wir auch die bearbeitenden Biegewerkzeuge, die in TruTops Bend definiert sind, festlegen. Die Abwicklung wird TruTops Bend-kompatibel erstellt und liefert uns alle notwendigen Daten für den Bie­ge­prozess. Außerdem wird ein GEO File zur direkten Verwendung in den anderen Modulen von TruTops erzeugt, das zum Beispiel Biege-, Stanz- und Fertigungs­infor­ma­tionen enthält. Wir lesen das dann unmittelbar in TruTops ein. Das bringt uns enorme Vorteile: Die Abwick­lung kann in der Arbeits­vorbe­rei­tung mit TruTops Bend unmittelbar zur NC-Code Ge­ne­rie­rung verwendet werden.

Stefan Koller

Konstruktionsleiter, Morath AG

 

Isolatoren für die Reinraumtechnik

Ein Projekt, bei dem die Lösung ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis stellte, ist ein Raumisolator, der für die Skan AG konstruiert wurde, eine reine Blechkonstruktion aus Edelstahl. „Solche Konstruktionen können bis 6 Meter lang, 3 Meter breit und 4 Meter hoch werden“, erklärt Betriebsleiter Hinnenberger. „Wir bekamen dafür nur die 3D Daten von unserem Kunden. Die Fertigungs­un­ter­lagen, also Fertigungs­zeich­nungen, Biegepläne, NC-Program­me­ wurden komplett durch Morath erstellt. Das spart im Prinzip Zeit im Durchlauf, da wir unsere Maschinen und Arbeitsläufe entsprechend einbeziehen. Die bestellte Anlage wurde in einzelne Komponenten zerlegt, abgewickelt und letztlich auslieferungsgerecht hergestellt.“

Stefan Koller und sein Team machten sich an die Aufgabe. Die gesamte Konstruktion besteht aus 15 Baugruppen mit über 370 Teilen, für die jeweils Abwicklungen erstellt wurden. „Die besonderen Herausfor­derungen bei diesem Projekt, für das ich etwa 10 Wochen Gesamt­dauer veranschlagen würde, war das geforderte Hygienic Design“, erläutert Konstruktionsleiter Koller. „Das heißt: Vermeidung von scharfen Ecken, porenfreies Schweißen und sehr feines und glattes Schleifen. Da alles aus Edelstahl hergestellt ist, wären Fehler sehr teuer.“ 

„Wir konnten mit SPI direkt die gelieferten 3D Daten des Volumenmodells verwenden, ein Umwandeln hin zu Blechfeature war nicht mehr notwendig“, erläutert Patrick Hinnenberger. „Damit hatten wir vorher meist erhebliche Aufwände. Zum Beispiel beim Eckens­ch­li­e­ßen. Noch ein großer Vorteil: Es können auch scharfkantige Teile abgewickelt werden.“

Durchgehende Lösung in der Verfahrenskette

Das SPI TruTops Interface liest die Material- und Biege­pro­zessinfor­ma­tionen inklusive der Abkantfaktoren und Fertigungsradien von TruTops Bend in die Materialverwaltung des SPI Blech Programms ein. „Die können wir dann direkt während der Konstruktion mit Solidworks verwenden,“ bestätigt der Edel­stahlprofi. „Bereits während der Modellierung können wir auch die bearbeitenden Biegewerkzeuge, die in TruTops Bend definiert sind, festlegen. Die Abwicklung wird TruTops Bend-kompatibel erstellt und liefert uns alle notwendigen Daten für den Bie­ge­prozess. Außerdem wird ein GEO File zur direkten Verwendung in den anderen Modulen von TruTops erzeugt, das zum Beispiel Biege-, Stanz- und Fertigungs­infor­ma­tionen enthält. Wir lesen das dann unmittelbar in TruTops ein. Das bringt uns enorme Vorteile: Die Abwick­lung kann in der Arbeits­vorbe­rei­tung mit TruTops Bend unmittelbar zur NC-Code Ge­ne­rie­rung verwendet werden.“ ­

Die SPI Software berechnet die Abwicklung auf TRUMPF-Basis über den resultierenden Ferti­g­ungsradius und nicht über den konstruktiv eingebrachten Biegeradius. Alternativ kann aber der Verkür­zungswert wahlweise auf Basis von Formeln, K-Faktor oder mit tabellarisch hinterlegten Erfahrungswerten kalkuliert werden. Im Baugruppenkontext steht ein Kommando zur Verfügung, mit denen alle Blechteile einer Baugruppe simultan abgewickelt werden können. Materialdaten und Abwicklungs­parameter können den einzelnen Teilen, oder eben allen Blechteilen der aktuellen Baugruppe gleichzeitig zugeordnet werden. Dank einstellbarer Toleranzen werden auch importierte Teile fertigungsgerecht abgewickelt.

„Wir haben uns verschiedene Systeme angesehen“, fasst Patrick Hinnen­berger zusammen. „Die heute eingesetzte Lösung ist eben wirklich eine durchgehende Lösung in der Verfahrenskette. Letztlich hat uns das SPI-System insbesondere aufgrund seiner 100%igen Integration in Solidworks als durchgängige CIM Lösung überzeugt. Darüber hinaus vereinfacht SPI die Anwendung von Solidworks. Die Morath AG ist auf Grund der idealen Kombination Solidworks, SPI SheetMetal und TRUMPF vor allem im Prototypenbau und in der Entwicklung und Einführung neuer Produkte ­sehr effizient und schneller am Ziel.“ „­Der­­­ Schu­­­l­un­g­s­­­­a­uf­w­a­n­d war ver­tretbar, wir sind bereits nach einem knappen Jahr an dem Punkt, zu dem sich die Anschaffung amortisiert hat“, ergänzt Stefan Koller. „Die Unterstützung durch unseren Schweizer Händler c+e forum und den Ahrensburger Hersteller ist lobenswert. Aufgrund der jetzt vorhandenen Möglichkeiten – bestimmte Kon­struk­tionen ließen sich vorher schlicht nicht abwickeln – kann ich diese An­schaffung wirklich weiterempfehlen.“

Das Fazit

Was war die Herausforderung?

Ein Projekt, bei dem die Lösung ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis stellte, ist ein Raumisolator, der für die Skan AG konstruiert wurde, eine reine Blechkonstruktion aus Edelstahl. Solche Konstruktionen können bis 6 Meter lang, 3 Meter breit und 4 Meter hoch werden. Wir bekamen dafür nur die 3D Daten von unserem Kunden. Die Fertigungs­un­ter­lagen, also Fertigungs­zeich­nungen, Biegepläne, NC-Program­me­ wurden komplett durch Morath erstellt.

Was haben Sie gewonnen?

Wir konnten mit SPI direkt die gelieferten 3D Daten des Volumenmodells verwenden, ein Umwandeln hin zu Blechfeature war nicht mehr notwendig. Vormalige Aufwände konnen so deutlich reduziert werden.

Auf den Punkt: Ein großer Vorteil?

Die SPI Software berechnet die Abwicklung auf TRUMPF-Basis über den resultierenden Ferti­g­ungsradius und nicht über den konstruktiv eingebrachten Biegeradius. Alternativ kann aber der Verkür­zungswert wahlweise auf Basis von Formeln, K-Faktor oder mit tabellarisch hinterlegten Erfahrungswerten kalkuliert werden.

Was geben Sie unseren Kunden mit?

Morath AG ist auf Grund der Kombination Solidworks, SPI SheetMetal und TRUMPF vor allem im Prototypenbau und in der Entwicklung und Einführung neuer Produkte ­sehr effizient und schneller am Ziel. Aufgrund der jetzt vorhandenen Möglichkeiten kann ich diese An­schaffung wirklich weiterempfehlen.

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