3D-CAD-Software An der Spitze mit PTC Creo und Windchill

Autor / Redakteur: Ralf Steck / Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Gaugler & Lutz ist ein Spezialist für Schaumstoffprodukte, unter anderem entwickelt und fertigt das Aalener Unternehmen Schaumkerne für Windradflügel. Gaugler & Lutz setzt auf eine voll vernetzte Firmen-IT, in der PTC Creo die Rolle des Entwicklungswerkzeugs übernimmt; das Ellwangener Systemhaus Inneo betreut die Installation.

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Gaugler & Lutz ist ein Spezialist für Schaumstoffprodukte, unter anderem entwickelt und fertigt das Aalener Unternehmen Schaumkerne für Windradflügel.
Gaugler & Lutz ist ein Spezialist für Schaumstoffprodukte, unter anderem entwickelt und fertigt das Aalener Unternehmen Schaumkerne für Windradflügel.
(Bild: David Hense - Fotolia/Inneo)

Das Äquivalent des Doppel-T-Trägers bei faserverstärkten Werkstoffen sind Sandwichwerkstoffe – man bringt das Material weg von der Biegemittellinie und sorgt dafür, dass der Abstand konstant bleibt. So erhält man höchste Biegesteifigkeit bei sehr geringem Gewicht. Bei Sandwichwerkstoffen übernehmen Platten aus Hartschaum die Aufgabe, die tragenden Außenschichten, die aus glasfaserverstärktem (GFK) oder Kohlefaserverstärktem (CFK) Kunststoff, auseinanderzuhalten.

Gaugler & Lutz: Spezialist für Werkstoffe

Die 1983 gegründete Gaugler & Lutz oHG ist ein familiengeführtes Unternehmen mit 250 Mitarbeitern, das sich einerseits auf die Beratung im Bereich Kernmaterialien und -werkstoffe im Leicht- und Sandwichbau sowie deren Konfektion spezialisiert hat. Zweites Standbein sind Matten, Rollen, Bälle und andere Produkte für den Sport-, Reha- und Freizeitbereich.

Dabei kauft Gaugler & Lutz die Grundmaterialien immer zu, neben weichen und harten Schaumstoffen sind dies Balsaholz und Kork. Die Kompetenz des Unternehmens liegt in der Auswahl des richtigen Werkstoffs für den jeweiligen Einsatzzweck und in der Verarbeitung der Werkstoffe, die als Platten oder Blöcke geliefert werden. Seit 2005 ist Gaugler & Lutz in Ebnat vor den Toren Aalens zu Hause, seit 2009 ist es im alleinigen Besitz des Gründers Roland Lutz.

Schaumplatten-Bausätze für laminierte Bauteile

Im technischen Bereich entwickelt und fertigt Gaugler & Lutz Schaumplatten-Bausätze, mit denen die Kunden des Unternehmens komplexe laminierte Bauteile wie in Sandwichbauweise fertigen. Zu finden ist diese Fertigungstechnologie unter anderem bei Windkraftradflügeln, Eisenbahnzügen wie dem ICE oder in Schiffsrümpfen. Um gewölbte Flächen und andere, nicht ebene Formen umsetzen zu können, werden die Platten in einer oder zwei Ebenen geschlitzt, ein an einer Flachseite angebrachtes Gewebe hält die Streifen oder Quader zusammen. Eine weitere Bearbeitungsart ist das Fräsen von Formteilen, die sehr verwinkelte Formen ermöglichen. Schließlich setzt Gaugler & Lutz seit 2012 eine Thermoformanlage ein, in der unter anderem Einlegeteile für eine Karbon-Reserveradmulde gefertigt werden.

Eine Spezialität von Gaugler & Lutz sind Bausätze, in denen die vielen Einlegeteile, die beim Bau beispielsweise eines Windkraftflügels benötigt werden, in genau der Reihenfolge verpackt sind, in der sie in die Form eingelegt werden. Dies vereinfacht den Bauprozess des Kunden erheblich, die einzelnen Platten sind fertig geschnitten und geschlitzt und müssen nur noch in die Form eingelegt werden.

Flexibilität in der Konstruktion

Die Konstrukteure arbeiten auf Basis von 3D-Daten, die der Kunde meist im Step- oder Iges-Format anliefert. Nach dem Anpassen der CAD-Daten belegt der Konstrukteur die Flächen des Modells mit den Platten und legt dabei die Richtung und den Abstand der Schlitze fest. Die Platten werden untereinander durch Nuten verbunden, so dass sie bis zum Laminieren einen festen Verbund bilden.

Aufgrund der Anforderungen der Kunden muss Gaugler & Lutz extrem flexibel sein, wie Prokurist Dominic Lutz erläutert: „Je nach Auftragslage arbeiten wir in zwei oder drei Schichten, das können wir innerhalb weniger Tage umstellen. Damit wir unseren Kunden möglichst kurze Lieferzeiten und trotzdem zu 100 % verlässliche Liefertermine bieten können, muss unsere Fertigung aufs Genaueste durchgetaktet und feingeplant sein. Dazu benötigen wir unter anderem möglichst genaue Vorhersagen, wie lange ein Fräsprogramm in der Realität läuft. Da spielt das CAD/CAM-System eine wichtige Rolle.“

Auf der Suche nach einer integrierten Lösung

„Die Windradflügel waren auch der Grund für die Suche nach einem neuen System“, sagt CAD/CAM-Projektleiter Stefan Düsterhöft, „denn der Wertebereich des alten Systems reichte für die notwendige Millimeter-Genauigkeit bei 60 m langen Flügelblättern nicht mehr.“ Während die Projektbeteiligten die am Markt verfügbaren Systeme analysierten, erweiterte sich der Fokus der Evaluation ständig, wie Lutz berichtet: „Als wir verschiedene CAD-Systeme betrachteten, kam uns der Gedanke, ob es eigentlich richtig ist, dass wir getrennte CAD- und CAM-Systeme haben, oder ob eine integrierte CAD/CAM-Lösung nicht besser wäre. Und als wir das Projekt entsprechend erweitert hatten, dachten wir über die Datenverwaltung nach, die zu dem Zeitpunkt noch im Dateisystem stattfand. Schließlich nahmen wir die PLM-System-Suche mit auf.“

Systemhaus Inneo machte mit PTC Creo das Rennen

Die immer komplexeren Anforderungen und die Vorgabe, diese Anforderungen durch eine integrierte Lösung aus einer Hand umzusetzen, ließ das Feld der in Frage kommenden Systeme schnell schrumpfen. Am Ende überzeugte die vom Ellwangener Systemhaus Inneo präsentierte Lösung auf Basis von PTC Creo, erinnert sich Lutz: „Creo bot das beste Gesamtpaket. Zudem war das Angebot von Inneo das Beste; während andere Anbieter unser Lastenheft nur mit „Das können wir“ beantworteten, präsentierte Inneo komplette, umsetzungsreife Lösungen.“ Ein weiterer Grund für die Wahl von Inneo war nach Lutz‘ Worten deren Firmengröße: „Mit etwa 300 Mitarbeitern hat Inneo eine Größe, die Vertrauen in das Weiterbestehen des Unternehmens gibt. Und ein so großes Systemhaus hat eben auch die entsprechenden Spezialisten, die wir für die Umsetzung unserer Vision brauchen.“

Integrierte Entwicklungsumgebung auf Basis von Creo 2.0

Das Resultat war eine integrierte Entwicklungsumgebung auf Basis des CAD-Systems Creo 2.0 mit der CAM-Erweiterung Creo/NC und der Datenverwaltungslösung Windchill. Verantwortlich für die Einführung war Inneo, für die Anpassung der Postprozessoren kam die ESC Entwicklung Software CAM GmbH ins Boot. Zunächst wurde das CAD-System – in dem schon die Zweiachs-CAM-Funktionalität integriert war – gemeinsam mit der PDM-Software eingeführt. Im zweiten Schritt kam dann Creo/NC mit der Fünfachsfrästechnologie hinzu.

Die Aufgaben des PLM-Systems Windchill gehen bei Gaugler & Lutz über die reine Datenverwaltung hinaus. Natürlich hilft das System, die Revisionen im Blick zu halten und den Freigabeprozess zu durchlaufen, aber es werden eben auch zusätzliche Daten gespeichert, die im 3D-Modell nicht unbedingt enthalten sind. Darunter ist die genaue Bezeichnung des Rohmaterials, die unter anderem für die Kalkulation genutzt wird. „Zudem können wir direkt auf die Daten in der PDM-Datenbank zuggreifen“, ergänzt Lutz, „und so beispielsweise die Seitenlänge oder das Volumen eines Teils auslesen und im ERP-System für die Kalkulation oder die Berechnung von Bearbeitungszeiten nutzen.“

Fokus auf der Simulation

„Die Simulation der NC-Bearbeitung ist uns sehr wichtig“, sagt Lutz. „deshalb arbeiten wir derzeit daran, virtuelle Modelle unserer Maschinen zu erstellen. Dann können wir die NC-Simulation im realistischen Maschinenraum ablaufen lassen und erkennen Kollisionen oder andere Probleme schon, bevor wir auf die Maschine gehen. So können wir die Rüstzeiten reduzieren. Gleichzeitig liefert die realistische Simulation sehr genaue Daten, wie lange die Bearbeitung dauert, was wiederum der Feinplanung zu Gute kommt. Wir können viele Aufträge auf verschiedene Weise fertigen, beispielsweise manuell oder auf dem Bearbeitungszentrum. Da kann es sich dann durchaus lohnen, einen kleinen Fertigungsschritt, den man eigentlich manuell bearbeitet hätte, auf eine CNC-Maschine zu verlagern, wenn sich dadurch der Liefertermin halten oder ein anderer Auftrag besser bearbeiten lässt.“

Hoher Bedienkomfort mit Creo

„Wir bauen die Postprozessoren ständig aus“, so Düsterhöft, „da arbeiten wir eng mit Inneo und ESC zusammen. Wir wollen aber die Postprozessoren selbst verstehen lernen, um sie noch besser optimieren zu können.“

Mit Creo hat der Konstrukteur gute Erfahrungen gemacht: „Die Oberfläche von Creo ist weit angenehmer und effizienter zu bedienen als diejenige von Pro/Engineer. Sehr wichtig in unserer täglichen Arbeit sind die Parametrik und die Assoziativität zwischen Modell und Zeichnung – das ermöglicht es, Änderungen schnell umzusetzen und die Zeichnung automatisch aktuell zu halten.“

Auch mit Creo/NC ist Düsterhöft sehr zufrieden: „Das ist mindestens so gut wie die Spezial-CAM-Software, die wir früher nutzten. Ich bin beim Programmieren viel schneller und kann alle Flächen direkt definieren. Das Fräsen mit Schnittlinie beherrschte unsere alte Lösung gar nicht, Creo/NC verkürzt die Schnittlinie automatisch – das erspart viel manuelle Arbeit.“

Digitalisierung des Produktentstehungsprozesses

Für Dominic Lutz ist die Digitalisierung des Produktentstehungsprozesses ein zentrales Anliegen: „Nicht wertschöpfende Prozesse sollen möglichst komplett eliminiert werden, Medienbrüche führen nur zu Fehlern. Deshalb müssen alle unsere Werkzeuge ineinandergreifen und vernetzt sein. Meine Vision ist es, dass die Daten im Unternehmen frei an die Stellen fließen, wo sie benötigt werden. Unsere Arbeit ist im Grunde relativ einfach, das kann der Schreiner um die Ecke auch. Wir müssen mit Service, Lieferzeit und Zuverlässigkeit punkten, und dazu benötige ich eine komplett vernetzte IT-Landschaft.“

Enge Partnerschaft mit dem Systemhaus Inneo

Lutz weiter: „Creo und Windchill passen da hervorragend hinein, weil es sich um offene Lösungen handelt, die wir gut in die anderen Prozesse integrieren können. Inneo hat sich schon mit dem Angebot von anderen Anbietern abgehoben, wir mussten später nur noch die im Angebot beschriebenen Punkte umsetzen. Wir haben eine enge, nachhaltige Partnerschaft, das hängt auch damit zusammen, dass wir eine sehr ähnliche Firmenphilosophie haben. Inneo weiß, was uns bewegt und wie wir arbeiten, da kommt es öfter vor, dass uns Inneo proaktiv Erweiterungen vorschlägt, von denen wir vorher nicht gewusst haben. Wir haben den Anspruch, Branchenführer zu sein, und dazu brauchen wir die besten Werkzeuge. Wir müssen Technologiesprünge machen, um an der Spitze zu bleiben. Creo und Inneo ermöglichen uns das.“ (mz)

* Dipl.-Ing. Ralf Steck ist freier Fachjournalist für die Bereiche CAD/CAM, IT und Maschinenbau in Friedrichshafen.

* rsteck@die-textwerkstatt.de

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