Durchgängige Lösung

Siemens puscht Industrialisierung der additiven Fertigung

1. April 2019, 13:30 Uhr | Karin Zühlke
Siemens
Das Siemens-Digital-Enterprise-Portfolio mit seinen integrierten Lösungen für die addditive Fertigung wird auf der formnext 2018 unter dem Motto „Industrialize Additive Manufacturing“ vorgestellt.
© Bild: Siemens

Siemens präsentierte unlängst sein umfassendes Portfolio für eine durchgängige Digitalisierung der additiven Fertigung: von der Design- und Engineering-Software über innovative Simulations-Tools bis hin zur kompletten Maschinen- und Fabrikautomatisierung.

Dabei adressiert Siemens Maschinenbauer ebenso wie Anwender von ­Additive Manufacturing. Anhand verschiedenster Anwendungsfälle zeigt der Technologiekonzern, wie Unternehmen im Bereich der additiven Fertigung mit Digitalisierung die Flexibilität und Effizienz in der Produktion signifikant steigern, ihre Entwicklungs- und Markteinführungszeiten deutlich reduzieren und damit ihre Wettbewerbsfähigkeit auf den globalen Märkten weiter festigen und ausbauen können. »Das Siemens-Digital-Enterprise-Portfolio ist die einzige Lösung, die die gesamte digitale Prozesskette in einer einzigen integrierten und assoziativen Softwareumgebung abbildet und damit über eine einheitliche Benutzeroberfläche für Maschinenbauer und Anwender bedienbar ist. Die Tools für Entwicklung, Simulation, Produktionsvorbereitung und 3D-Druck sind in einem durchgängigen System zusammengefasst und konnten in den letzten zwölf Monaten deutlich erweitert werden. Somit ist keine fehleranfällige Datenkonvertierung mit möglichem Verlust an Informationsgehalt nötig«, erklärt Dr. Karsten Heuser, Vice President Additive Manufacturing im Center of Competence Digital Factory von Siemens. »Mit diesem Ansatz helfen wir den Maschinenbauern und Anwendern beim Übergang von der Prototypen- und Kleinserienproduktion mit Einzelmaschinen hin zur voll industrialisierten Serienproduktion«, so Heuser weiter.

Bauprozesssimulation und Lösungen
für Peripherie-Prozesse

Vor wenigen Monaten stellte Siemens auf der formnext 2018 mit „Simcenter 3D Additive Manufacturing Build Process Simulation“ eine neue integrierte Softwarelösung zur Prozesssimulation des pulverbasierten Laserauftragsverfahrens vor. Mit der neuen Lösung lassen sich Verformungen, Überhitzungen und andere Fehler, die während des Druckprozesses auftreten können, vorhersagen und automatisch korrigierte Geometrien generieren, um Verzerrungen und Fehler auszugleichen. Damit werden Fehldrucke reduziert, und Produkte können auf der Produktionsebene auf Anhieb einwandfrei gefertigt werden. Das Produkt ist vollständig in die End-to-End-Lösung von Siemens für die additive Fertigung integriert. Sie unterstützt Anwender dabei, Bauteile maßstabsgetreu zu entwerfen und zu drucken. Basierend auf der umfassenden digitalen Innovationsplattform von Siemens und dem Simcenter-Portfolio simuliert die AM-Prozesssimulationslösung den Bauprozess vor dem Druck mithilfe eines digitalen Zwillings. Dadurch wird der Verzug im Druckprozess ermittelt; es kann eine kompensierte Geometrie erstellt werden, um die sich im Druck ergebenden Verformungen auszugleichen. Diese Simulation ist von entscheidender Bedeutung für die Realisierung des „Print first time right“-Prinzips und notwendig, um die erforderliche Leistungsfähigkeit für einen vollständig industrialisierten additiven Fertigungsprozess zu erreichen.

»Mit der Prozesssimulationslösung Simcenter 3D Additive Manufacturing können wir bei toolcraft unseren additiven Fertigungsablauf vervollständigen«, sagt Christoph Hauck, Geschäftsführer der MBFZ toolcraft GmbH. »Durch eine Vielzahl von Praxistests können wir mit Sicherheit sagen, dass uns die Lösung dabei unterstützt, hochwertige Ergebnisse während des Druckprozesses sicherzustellen.«

Beim 3D-Metalldruck wird durch das lokale Aufschmelzen der Druckschichten Energie in Form von Wärme in die schichtweise aufgebauten Bauteile eingebracht. Das führt möglicherweise zu strukturellen Problemen innerhalb des gedruckten Bauteils oder sogar zum Druckstopp. Die Konsequenz: Viele Drucke schlagen fehl. Die Simulation des Druckprozesses hilft, diese Probleme zu erkennen und frühzeitig zu beheben, um somit beim ersten Druck auf der Maschine erfolgreich zu sein („print first time right“).

Das neue Produkt zur Prozesssimulation von Siemens ist vollständig in die Prozesskette des 3D-Drucks im Pulverbett aus dem Siemens-PLM-Software-Portfolio für additive Fertigung integriert. Es dient zur Vorhersage des Verzugs für den Metalldruck. Der Anwender profitiert von einem geführten Workflow, der den Verzug, Kollisionen mit der Beschichtungseinheit, lokale Überhitzung und weitere wichtige Rückmeldungen zum Druckprozess ermöglicht. Die Lösung „Simcenter 3D Additive Manufacturing“ ermöglicht die Optimierung des Druckprozesses im Zusammenspiel der Konstruktion, der Druckvorbereitung und der Simulation des Fertigungsprozesses, bevor die Bauteile gedruckt werden.

Dieser geschlossene Kreislauf entsteht durch die enge Integration der digitalen Innovationsplattform von Siemens. Die erzeugten Simulationsdaten fließen in den digitalen Informationsfaden ein, der jeden Schritt des Druckprozesses begleitet. Mit diesem digitalen Rückgrat kann das System vorgegebene Modelle entwickeln und diese ohne zusätzliche Datenkonvertierung nahtlos in die Modellierungs- und Fertigungsprozesse zurückspielen. Um bei der Industrialisierung der additiven Fertigung erfolgreich zu sein, brauchen Kunden diesen hohen Integrationsgrad.

»Die Lösung ergänzt unsere integrierte Plattform für die additive Fertigung. Sie entwirft und druckt Bauteile maßstabsgetreu und unterstützt unsere Kunden so, die additive Fertigung zu industrialisieren«, sagt Jan Leuridan, Senior Vice President für Simulation und Test Solutions bei Siemens PLM Software. »Durch die Kombination aus empirischen und rechnerischen Methoden können wir die Genauigkeit des Simulationsprozesses erhöhen, den digitalen Zwilling mit den notwendigen Daten versorgen und Kunden dabei helfen, bessere Druckergebnisse zu erzielen. Wir haben das in monatelangen Praxistests mit einigen ausgewählten Unternehmen bewiesen. Dank der korrigierten Geometrie und des geschlossenen Kreislaufs erzielen unsere Kunden letztendlich den ‚First time right‘-Druck in der additiven Fertigung und realisieren weitere Innovationen mit dieser Technologie.«


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  2. Automatisierte Lösung für Nachbearbeitungsschritte

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