Trotz herausfordernder Gesamtsituation kann sich der Kunststoffverarbeiter mit internem Werkzeugbau behaupten und blickt vorsichtig optimistisch in die Zukunft.

Investitionen auch für den internen Werkzeugbau: ein neues CNC-Bearbeitungszentrum ist bestellt.

Werkzeug- und Formenbau

Dienstleistungen

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

Spritzgießwerkzeuge

Kunststoffverarbeitung

Lohnfertigung

Weiss Kunststofftechnik mit ausgeglichenem Ergebnis

Wie lässt sich der störende Flittergrat beim Präzisionsschmieden von Aluminium vermeiden? Wissenschaftler aus Niedersachsen und ein Schmiedeunternehmen aus Nordrhein-Westfalen wollen das herausfinden.

Flittergrat an Versuchsbauteilen: Der schmale Grat entsteht, wenn Aluminium während der Umformung in Werkzeug-Spalte gepresst wird.

16:9

Schmiedeteile

Maschinenelemente

Mechanische Konstruktionselemente

Aluminium

Metall Werkstoffe

NE-Metalle

Flittergrat verhindern

Technologie-Kompetenz mit Organisations- und Management-Know-how: Hummingbird Services und Hummingbird Systems kooperieren mit dem Berater-Netzwerk net2be für mehr Kundennutzen.

Prozessautomation

Problemlöser für mehr Agilität in der Einzelfertigung

Der Werkzeug- und Formenbauer Zechmayer eröffnet im April 2021 ein Technikum. Auf einer 1500 t Spritzgießmaschine von Engel können dort sämtliche zukunftsweisenden Technologien abgebildet werden.

Ab April 2021 ist das umfangreich ausgestattete Technikum von Zechmayer für Versuche und Abmusterungen geöffnet

20:7

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Abrichtwerkzeuge

Präzisionswerkzeuge

Unternehmen

kunststoffe.de

Zechmayer eröffnet Technikum

Im Kompaktkurs „Industrieller Werkzeugbau„ am 22. und 23. Juni 2021 erfahren Fach- und Führungskräfte, welche Handlungsfelder adressiert werden müssen, um den Weg vom traditionell geprägten, werkstattorientierten Werkzeugbau zum industriellen Werkzeugbau zu beschreiten.

Demonstrationswerkzeugbau der WBA Aachener Werkzeugbau Akademie GmbH

Karriere

form-werkzeug.de

Weiterbildung, allgemeine

Seminare, Schulungen, Kongresse

Formen- und Werkzeugbau

Kunststoffverarbeitungsmaschinen

Digitaler Kompaktkurs „Industrieller Werkzeugbau“

Am 23. Februar stellt die WBA Aachener Werkzeugbau Akademie Werkzeugbaubetrieben potenzielle Differenzierungsfaktoren sowie erste Schritte zur Umsetzung von Nachhaltigkeit vor.

Das Thema Nachhaltigkeit gewinnt zunehmend an Bedeutung und wird auch im Werkzeugbau zunehmend wichtiger.

Digitaler Praktikertag „Nachhaltigkeit im Werkzeugbau“

Ein neuer Technikführer sammelt alles, was Projektleiter und Techniker über Transfer- und Folgeverbundwerkzeuge wissen müssen, inkl. Glossar in Deutsch und Englisch.

Transferwerkzeuge

Folgeverbundwerkzeuge

Fachbegriffe für Verbundwerkzeuge

Für 2021 erwartet der VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken), Frankfurt am Main, für die deutsche Werkzeugmaschinenindustrie einen Produktionszuwachs von 6 Prozent auf rund 12,6 Mrd. Euro.

 Dr. Heinz-Jürgen Prokop, Vorsitzender des VDW

Verband VDW sieht Licht am Ende des Tunnels

Die Analyse der betriebswirtschaftlichen Kennzahlen der im Marktspiegel Werkzeugbau organisierten Werkzeug- und Formenbauer zeigt: Kleine betriebswirtschaftliche Fehler können in der Krise über Erfolg oder Misserfolg eines Unternehmens entscheiden.

Mit dem Ziel, die Betriebe mit Branchenwissen systematisch besser zu machen, präsentiert der Marktspiegel Werkzeugbau monatlich einen Kennzahlen-Report mit Vergleichswerten für den Werkzeug-, Modell- und Formenbau. Diesmal aus dem Analysefeld Betriebswirtschaftliche Kennzahlen.

Strategie und Organisation

Wirtschaft

Die Branche muss kaufmännische Kompetenz aufbauen

Trotz Corona-Einschränkungen gab es auch 2020 den Wettbewerb ›Excellence in Production‹. Gesamtsieger und somit ›Werkzeugbau des Jahres‹ wurde diesmal die Harting Applied Technologies GmbH aus Espelkamp. Doch alle Preisträger beeindruckten mit ihrer Leistungsfähigkeit.

Begehrte Trophäe: der Preis ›Werkzeugbau des Jahres 2020‹

Werkzeugbau des Jahres

Exzellenz kennt keine Krise

Der erwartete postpandemische Aufschwung verzögert sich. So sind die deutschen Werkzeug- und Formenbaubetriebe aufgefordert, sich intensiv den potenzialträchtigen Erfolgsfaktoren Digitalisierung, Nachhaltigkeit, Kollaboration und technologische Innovation zu widmen.

Einschätzung Ende 2020: Anteil der Unternehmen nach dem erwarteten Jahr  der Rückkehr des Umsatzes auf das Vorkrisenniveau (2019) in der Branche Präzisionswerkzeuge (N = 28)

Quo vadis, Werkzeugbau Deutschland?

Fibro hat wegen der großen Nachfrage sein Wireless Pressure Monitoring (WPM) weiterentwickelt. Mit dem IoT-Gateway wurden die Funktionen des Überwachungssystems für Gasdruckfedern in Schnitt-, Stanz- und Umformwerkzeugen in der zweiten Generation ausgebaut.

 Zentraler Baustein für Industrie-4.0-Szenarien im Presswerk:  die permanente Überwachung und das rechtzeitige Informieren über die Gefahr ungeplanter Stillstände

Condition Monitoring / Prozessüberwachung

Instandhaltung

Normalien

Noch schärferer Blick

Am 22. und 23. September 2021 wollen das WZL der RWTH Aachen und das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT auf dem 30. AWK erörtern, wie Unternehmen durch nachhaltige und resiliente Produktion ihre Wettbewerbsfähigkeit sichern können.

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Industrie 4.0 für die spanende Fertigung

Industrie 4.0

30. Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium

Beim ersten Praxisforum Kunststofftechnik am 3. März 2021 verzeichnete der VDWF über 200 Teilnehmer, die direkt der Videokonferenz beiwohnten und weitere rund 50 Gäste, die die Veranstaltung per Livestream auf YouTube verfolgten.

In seiner Keynote ermutigte Zukunftsforscher Matthias Horx die Kunststoffbranche, sich nicht von Billigkonkurrenz irritieren zu lassen

Verbände, Institutionen, Messen

Verbände

Der VDWF etabliert erfolgreich ein neues Online-Event

Wie tickt der deutschsprachige Spritzgießmarkt? Ab sofort können sich auch Kunststoffverarbeiter über den Marktspiegel Werkzeugbau pseudonymisiert benchmarken und damit Aufschluss über die eigene Wettbewerbsfähigkeit erhalten.

Mit dem Benchmark-Angebot für Kunststoffverarbeiter schließt der Marktspiegel Werkzeugbau eine Marktlücke

Strategieinstrumente

Benchmark jetzt auch für Kunststoffverarbeiter

Mit Maschinendaten  die Fertigung optimieren

Die Digitalisierung bietet dem Werkzeugbau vielversprechende Möglichkeiten, die Durchlaufzeit sowie die Kosten in den eigenen Prozessen signifikant zu reduzieren. Viele Potenziale, besonders auf Basis von Maschinendaten, werden aktuell jedoch noch nicht genutzt.

AutorEN Wolfgang Boos, Marcel Wilms und Vincent Gerretz

Eine aktuelle Umfrage der WBA Aachener Werkzeugbau Akademie hat ergeben, dass eine geschätzte Produktivitätssteigerung von bis zu 30 Prozent durch die digitale Transformation des Werkzeugbaus erreicht werden kann. Allerdings tun sich Werkzeugbaubetriebe schwer, ein konkretes Zielbild für einen digital vernetzten Werkzeugbau zu erzeugen.

Insbesondere bei der Werkzeugherstellung kommen heute komplexe Fertigungssysteme zum Einsatz, welche durch eine Vielzahl unterschiedlichster Softwaresysteme und Hardwarekomponenten gekennzeichnet sind. Hierzu zählen beispielsweise Computer-aided Manufacturing (CAM) Systeme für die rechnergestützte Prozessplanung, Werkzeugmaschinen zur Durchführung der Fertigungsaufgabe sowie Koordinatenmessmaschinen zur Bauteilvermessung.

Die jeweils anfallenden Daten werden bisher jedoch nur zur Erfüllung der individuellen Aufgabe genutzt. Ein ganzheitlicher und systemübergreifender Ansatz zur Nutzung der entstehenden Simulations-, Maschinen- und Sensordaten für übergeordnete Zwecke existiert nicht. Im Folgenden wird anhand zwei konkreter Anwendungen vorgestellt, wie Maschinendaten einen Mehrwert entlang der Wertschöpfungskette schaffen.

Modell- und datenbasierte  Bearbeitungszeitprognose

Die Bearbeitungsdauer von Werkzeugkomponenten kann beim Fräsen weit über 24 Stunden betragen. Bei derart langatmigen Prozessen ist die Prognose der Bearbeitungszeit vor und während der Bearbeitung von großer Bedeutung. Signifikante Prognosefehler können eine erhebliche Verzögerung der Fertigstellung eines Werkzeugs verursachen, welche die Produktionsplanung und -steuerung aller Gewerke beeinflusst.

Derzeit werden die Bearbeitungszeiten vorwiegend basierend auf der CAM-Prozessplanung prognostiziert, ohne die Maschineneigenschaften zu berücksichtigen. Dies führt zu erheblichen Abweichungen zwischen der prognostizieren und der realen Bearbeitungszeit, welche meist bei über 20 Prozent liegen. Begründet liegt dies vor allem in der Kinematik respektive dem Beschleunigungsverhalten der Maschine, das die resultierende Bearbeitungszeit maßgeblich bestimmt.

Ein erster Ansatz zur Verringerung des Prognosefehlers wird derzeit im Rahmen eines Projekts der WBA untersucht. Zusammen mit zehn internen/externen Werkzeugbaubetrieben wird das maschinenspezifische Kinematikverhalten bereits in der Bearbeitungszeitprognose berücksichtigt, was die Abweichungen der Prognose auf unter fünf Prozent senkt.

Die dennoch bestehenden Abweichungen beruhen zum einen auf spezifischen Regelparameteranpassungen aufgrund des Beschleunigungsverhaltens der Maschine und zum anderen auf den vermehrt eingesetzten Möglichkeiten der adaptiven Vorschubkontrolle. Solche Einflussfaktoren auf die Bearbeitungszeit können ausschließlich durch eine Datenerfassung an der Maschine erfasst und entsprechend berücksichtigt werden.

Der weiterführende Ansatz der Aachener Fertigungsspezialisten verknüpft die klassische Bearbeitungszeitprognose mit Daten aus der Maschinensteuerung. Dadurch findet mehrmals pro Sekunde ein Abgleich zwischen prognostizierter und realer Bearbeitungszeit statt, welche wiederum um die vorliegende Abweichung kompensiert wird. Dadurch kann die (Rest-)Zeitprognose eines Bearbeitungsprozesses maßgeblich verbessert werden.

Um langfristig die Prognosegenauigkeit bereits vor der Fertigung zu verbessern, ist es geplant, eine Datenbank aufzubauen, welche die erfassten Daten mit der prognostizierten Zeit verknüpft. Dabei soll neben dem spezifischen Maschinenverhalten eine Korrelation zwischen der zugrunde liegenden Bearbeitungsaufgabe sowie der berechneten Abweichung berücksichtigt werden.

Der Fertigung eines Werkzeugs folgt üblicherweise eine umfangreiche Vermessung der Bauteilqualität, um die geforderte Genauigkeit des Werkzeugs nachzuweisen. Aufgrund der starken Trennung von Prozessplanung, Fertigung und Qualitätssicherung findet heutzutage weder eine systematische Analyse von Qualitätsproblemen noch eine daraus folgende wissensbasierte Prozessauslegung oder eine Rückkopplung ergriffener Maßnahmen in die Prozessplanung und Fertigung statt. Entsprechend spielt implizites Erfahrungswissen auch heute noch eine entscheidende Rolle für den Betrieb spanender Fertigungssysteme.

Zur Beseitigung dieser Problematik wurde am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) eine Methodik zur datenbasierten Qualitätsbewertung entwickelt, welche durch das Fraunhofer-Spin-off ‘gemineers’ kommerzialisiert wird. Neu an der Software sind die ausgearbeiteten Technologiemodelle, die die Übersetzung der erfassten Maschinen- und Sensordaten in konkrete Informationen über den Bauteilzustand möglich machen: Diese Modelle bilden komplexe Wechselwirkungen im Zerspanprozess präzise ab und berücksichtigen beispielsweise Positionsabweichungen der Maschine, Prozesskräfte, den Werkzeugverschleiß und die Bauteil- und Werkzeugabdrängung.

Die aufbereiteten Informationen werden direkt in der Maschinensteuerung, auf einem Tablet oder anderen Devices anhand des digitalen Zwillings dargestellt. Die Software erlaubt so eine präzise Bewertung der Bauteilgenauigkeit des gefertigten Werkstücks direkt nach der Bearbeitung ohne zusätzliche Messaufwände. Die gemineers-Plattform versteht sich als zentraler Hub, welcher Informationen sämtlicher Akteure innerhalb moderner spanender Fertigungssysteme zielgerichtet erfasst, modellbasiert interpretiert und auswertet. Das ermöglicht eine Reduktion von Nacharbeit in der Fertigung sowie von Prüfbedarfen und Prüfkosten in der Qualitätssicherung.

WBA Aachener Werkzeugbau Akademie GmbH  

https://www.werkzeugbau-akademie.de

Ausgabenartikel

Konzept: Dashboard zur Visualisierung der Restzeitprognose

Datenbasierte Qualitätsbewertung: Auf einen Blick lassen sich Positionsabweichungen des Bauteils erkennen

Blick in den Demonstrationswerkzeugbau der WBA in Aachen

Name - Hauptartikel

<a href="http://www.werkzeugbau-akademie.de" target="_blank">www.werkzeugbau-akademie.de</a>

<a href="http://www.gemineers.com" target="_blank">www.gemineers.com</a>

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Boos, MBA, ist geschäftsführender Gesellschafter der WBA.

Marcel Wilms M.Sc. ist Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und Mitbegründer der gemineers GmbH.

Vincent Gerretz ist Mitbegründer und Geschäftsführer der gemineers GmbH.

ausgabe 04/2022

ausgabe 03/2022

ausgabe 02/2022

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