Effizientere Prozesse in der Additiven Fertigung mit der DMG Lasertec 30 DUAL SLM

Der Robo2Go-Milling automatisiert die Komplettbearbeitung auf der DMU 40.

Bekannte Verfahren und Werkzeuge in der Zerspanung entwickeln sich stetig weiter, während neue Technologien bis hin zu integrierten Systemen in digitalen Wertschöpfungsnetzwerken dynamisch an Einfluss gewinnen. Mit der zunehmenden Automatisierung im Werkzeugmaschinenbau gewinnt die Weiterentwicklung von Robotern an Bedeutung. So hat auch DMG Mori seinen Robo2Go kontinuierlich optimiert, was am Beispiel des Roboterkopfes besonders deutlich wird. Dieser bestand ursprünglich aus einer Baugruppe mit 79 konventionell gefertigten Einzelteilen. Die Additive Intelligence, eine Beratungseinheit der DMG Mori Academy, hat es sich zur Aufgabe gemacht, Prozesse rund um die Herstellung solch komplexer Produkte nachhaltig zu optimieren – mit den weitreichenden Möglichkeiten der Additiven Fertigung. In dieser Prozessoptimierung ist der 3D-Druck einerseits eine wichtige Grundlage, andererseits nur einer von mehreren Bausteinen. Digitalisierungsmaßnahmen, automatisiertes Handling und der Einsatz innovativer Bearbeitungstechnologien sind wesentliche Bestandteile der ganzheitlichen Fertigungslösungen.

„Mit den Möglichkeiten der Additiven Fertigung können wir Bauteile konstruktiv optimieren und ganze Prozesse komplett neu denken“, so Dr. Rinje Brandis, Head of Consulting Additive Manufacturing, über den großen Einfluss des 3D-Drucks von metallischen Bauteilen. Durch die Herstellung des Roboterkopfes im Pulverbett der Lasertec 30 Dual SLM benötige man nur noch weniger als die Hälfte der Einzelteile. „Durch eine lastengerechte Bauteilgestaltung auf Basis einer Topologieanalyse mit integrierten Komponenten konnten wir das Gewicht um 65 Prozent reduzieren.“ Auch die Zahl der Dichtungen habe man unter anderem durch integrierte Kühlkanäle fast halbieren können. „Darüber hinaus ist der Roboterkopf kompatibel mit allen Greifertypen.“ Im Gesamtergebnis überzeugt der neue Robo2Go-Kopf mit einer 16-fach höheren Positioniergenauigkeit und einem deutlich reduzierten Montageaufwand.

Durch Additive Fertigung des Robo2Go-Kopfes auf einer Lasertec 30 Dual SLM konnte DMG Mori die Zahl der Einzelteile um die Hälfte reduzieren.

Prozessoptimierung konsequent in der eigenen Entwicklung verprobt

Der neue Fertigungsansatz rund um den Kopf des Robo2Go ist inzwischen serienreif und ein perfektes Beispiel für den großen Trend der Prozessintegration. Mit Blick auf die Zukunft des Werkzeugmaschinenbaus ist sie für DMG Mori das bestimmende Thema – ein Thema, das die Additive Intelligence im Fall des Roboterkopfes konsequent umgesetzt habe, wie Dr. Brandis ausführt: „Die Additive Fertigung im Pulverbett erfordert eine Reihe zusätzlicher Prozessschritte bis zum fertigen Bauteil.“ Die Lasertec 30 Dual SLM könne auf einer Bauplatte vier Teile aufbauen. „Diese müssen zunächst vom Pulver befreit werden, was wir in einer Solukon SFM-AT350 durchführen.“

Die DMU 40 ermöglicht eine effiziente Komplettbearbeitung des Roboterkopfes.

Automatisierte Komplettbearbeitung inklusive In-Prozess-Messen

Im Anschluss werden die Roboterköpfe mittels Drahterodieren von der Platte getrennt. „Die vereinzelten Bauteile sind somit fertig für die finale Bearbeitung auf der 5-achsigen DMU 40“, erklärt Dr. Brandis den weiteren Ablauf. Das 5-Achs-Bearbeitungszentrum ermöglicht eine effiziente Komplettbearbeitung des Roboterkopfes. Gleichzeitig können auch Messvorgänge in den Bearbeitungsprozess integriert werden, um den Aufwand in der abschließenden Qualitätskontrolle zu reduzieren. Die Bearbeitung auf der DMU 40 steht zudem ganz im Zeichen der automatisierten Komplettbearbeitung. „Das kompakte Bearbeitungszentrum ist mit einem Robo2Go ausgestattet. Er ist die optimale Lösung für die mittleren Losgrößen bei der Herstellung des Roboterkopfes.“

Durch eine lastengerechte Bauteilgestaltung auf Basis einer Topologieanalyse mit integrierten Komponenten konnte DMG Mori das Gewicht des Robo2Go-Kopfes um 65 Prozent reduzieren.

Digitalisierung als wesentlicher Bestandteil der Prozessintegration

Während der gesamten Herstellung des Robo2Go-Kopfes spielt auch die Digitalisierung eine zentrale Rolle. Denn schon zu Beginn werden die Bauteile mit einem Data Matrix Code versehen, der als digitale Produktakte fungiert. „Über diesen Code dokumentieren wir alle produktionsrelevanten Informationen rund um das Bauteil – von der Seriennummer über die spezifischen Parameter bis hin zu allen bereits erfolgten Bearbeitungsschritten“, so Dr. Brandis. „Der Data Matrix Code ermöglicht eine effiziente und transparente Auftragsabwicklung von der Kundenbestellung über die Auswahl der richtigen NC-Programme bis zur Qualitätskontrolle.“

Intelligente Unterstützung über den gesamten Prozess

Der DMG Mori Messenger, der Performance Monitor und der Condition Analyzer erlauben ein effizientes Monitoring sowie eine Analyse der Maschinenzustände, wodurch sich Stillstände frühzeitig vermeiden lassen. Auch im Servicefall und im Bereich der Wartung setzt DMG Mori auf digitalisierte Prozesse: Mit dem kostenlosen Onlineportal my DMG Mori werden Störungen schnell übermittelt und direkt an die richtigen Ansprechpartner weitergeleitet. Um einheitliche Standards und gleichbleibende Qualitäten auch in der Montage zu gewährleisten, greift die Additive Intelligence auf Tulip zurück, ein weiteres Produkt im großen DMG Mori-Portfolio rund um die Digitalisierung. „Mit der Plattform können wir Montageanleitungen in Form von Apps erstellen, die alle notwendigen Handgriffe erklären und Kontrollpunkte setzen, so dass jeder Roboterkopf fehlerfrei ist“, beschreibt Dr. Brandis den Mehrwert.