Software für die additive Fertigung Durchgängiger Workflow verdoppelt Effizienz

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Dank einer durchgängigen Software-Lösung für den Workflow in der additiven Fertigung konnte Emerson seine Softwarepakete von zehn auf zwei reduzieren, was die Prozesseffizienz verdoppelt und das Wartungsmanagement veinfacht.

Als Emerson im Jahr 2013 die additive Fertigung in Metall auf den Markt brachte, wurden die verfügbaren Softwaretools auf mehrere Pakete verteilt. Das führte dazu, dass das Unternehmen von der Konstruktion bis hin zur druckfertigen Datei zehn verschiedene Programme verwendete. Mit zunehmendem Wachstum seiner additiven Metallfertigungsabteilung begann das Unternehmen, nach einer besseren additiven Fertigungssoftware zu suchen, um die Datenübersetzung zwischen Programmen zu reduzieren und die höchstmögliche Datenintegrität zu gewährleisten.

Emerson entschied sich für die Software 3DXpert von Oqton, mit der die Flotte von Metalldruckern des Unternehmens unterstützt werden sollte. 3DXpert ist eine integrierte All-in-One-Software für die industrielle additive Fertigung. Sie gehört zu Oqtons cloudbasierten, KI-fähigen Fertigungssystem für flexible Design- und Produktionsumgebungen. Durch die Verwendung von 3DXpert konnte Emerson Ineffizienzen im Workflow der additiven Metallfertigung verringern, was zu einer Verdopplung der Teileproduktion führte.

Die Aufgabe: Integrität der 3D-Daten verbessern

Bei der Emerson Additive Group handelt es sich um ein global geführtes Produktionsprogramm. Laut Tom Gabriel, Manager of Additive Manufacturing bei Emerson, müssen die in den USA ansässigen Produktentwicklungsteams den Prozess und das Design vollständig testen, bevor sie Dateien für den Produktionsdruck freigeben.

Emerson druckt wichtige Servicekomponenten für Steuerventile, bei denen Qualität und Wiederholbarkeit von größter Bedeutung sind. Beim vorherigen Workflow mit mehreren Softwarepaketen waren für den Abschluss aller Schritte der Dateivorbereitung unerwünschte, aber unvermeidliche Formatkonvertierungen erforderlich, um Dateien von einem Vorgang zum nächsten zu verschieben. Mit 3DXpert konnte dieses Problem gelöst werden: Die Benutzer können nun nicht nur native CAD-Daten importieren, sondern haben auch Zugang zu einer kompletten Suite von Tools für Design und Dateivorbereitung. Das gewährleistet einerseits höchste Datenqualität und beschleunigt und vereinfacht andererseits Routinevorgänge.

Die Lösung: Native Daten, Smart Labeling, Kompatibilität und Service

Importieren nativer CAD-Daten

Die Möglichkeit der Nutzung nativer CAD-Geometrien war für Emerson eine der Lösungen auf dem Weg zu einer verbesserten Datenintegrität. Nichts muss mehr in .STL oder .Step übersetzt werden – ein Vorgang, der normalerweise zu unterschiedlichen Geometrien zwischen CAD und Drucker führt. Durch den Wegfall dieser Prozesse fiel bei Emerson auch der Aufwand für Korrekturen der Geometrie weg. Diese waren zuvor erforderlich, um eine Datei von einer Plattform zur nächsten zu verschieben. Neben den Arbeits- und Zeitersparnissen, die durch den Wegfall der Übersetzung von Dateien in unterschiedliche Programme erzielt werden konnten, sind die Abläufe laut Gabriel weitaus schneller als mit den bisherigen Lösungen von Emerson: „Vom Konzept bis zum druckfertigen Teil haben wir die Standzeiten, die wir bisher hatten, um etwa 50 Prozent reduziert. Daher sind wir nun doppelt so schnell“, so Gabriel.

Insgesamt hat die vollumfängliche Suite der Tools in 3DXpert acht andere Softwarepakete bei Emerson ersetzt:

• 3DXpert bietet eine einzige Plattform, von der aus Stützstrukturen erstellt, Teile ausgerichtet, Gitterstrukturen hinzugefügt, Bausimulationen ausgeführt, verzerrungskompensierte Modelle ausgegeben und Druckparameter geändert werden können.

• Mit den 3D-Zoning-Funktionen von 3DXpert können Benutzer außerdem verschiedenen Zonen unterschiedliche Bautechnologien zuweisen, damit die Leistungsspezifikationen erfüllt werden können.

• Zudem hat Emerson auch die Metadaten von 3DXpert in seine aktuelle Software für das Management des gesamten Produktlebenszyklus integriert, um die Datenintegrität, Revision und Versionskontrolle für die Produktion sicherzustellen.

Neben der Breite der Tool-Sets innerhalb von 3DXpert sind laut Gabriel auch die Funktionen umfassender: „Die Tools in 3DXpert sind denen, die wir zuvor hatten, weit überlegen. Durch die Möglichkeit, die Automatisierung innerhalb des Tools voranzutreiben, können wir wiederholte Prozesse vermeiden“, sagt er.

Additive Fertigung

Digitales Ökosystem reduziert Iterationen und Fehlerquote

Slicing und Beschriftung für die Serienproduktion

3DXpert spart Emerson erhebliche Zeit beim Slicing der Teile und sorgt gleichzeitig für konsistente Ergebnisse. Vorher mussten die Ingeniereure beim Hinzufügen von Seriennummern auf den Produktionsteilen Aufträge während der Produktion slicen und Seriennummern manuell hinzufügen. Das bedeutete: Jedes Teil musste vor jedem Auftrag neu gesliced werden, auch wenn dieses Teil zuvor bereits produziert worden war. Dies war sowohl für die Effizienz als auch für die Wiederholbarkeit problematisch. „Wenn Sie denselben Job zweimal slicen, erhalten Sie nicht das gleiche Ergebnis“, erklärt Gabriel. Diese Diskrepanz ist darauf zurückzuführen, wie das Teil mit den gegebenen Scans und dem Vektor-Layout lokalisiert ist.

Angesichts der Komplexität der Teile war die Bearbeitung dieser Aufträge zuvor sehr zeitaufwändig. „Es gab Zeiten, in denen wir anderthalb Tage lang nur Dateien gesliced haben“, sagt Jason Reuther, Powder Bed Fusion Design Specialist bei Emerson. „Mit 3DXpert dauert derselbe Vorgang nur ein paar Minuten.“

Mit der Smart-Labeling-Funktion in 3DXpert kann Emerson einzelne Teile slicen und in einer Teilebibliothek zusammen mit einem Etikettenplatzhalter für die Serialisierung speichern. „Das vereinfacht unser Produktionsschema erheblich, weil wir jetzt Daten abrufen, die bereits gesliced wurden, und die Bezeichnungen einfach aktualisieren können“, sagt Gabriel. Die Etiketten werden dann separat gesliced, was zu Zeitersparnissen bei jedem Jobzyklus und die Effizienz steigert. Und weil alle Teile bereits gesliced in einer Bibliothek gespeichert sind, erzielt Emerson jetzt bei jedem Druck das gleiche Ergebnis.

Additive Fertigung

Konstruktionstipps für den 3D-Metalldruck

Kompatibilität zwischen Metalldruckplattformen

Emerson benötigte vorher zwei verschiedene Softwareprogramme für die Bauvorbereitung, um Auftragsdateien an den jeweiligen Maschinentyp auszugeben, da diese mehrere Druckplattformen verwenden. Weil 3DXpert mit allen Hardware-Marken für den Metalldruck kompatibel ist, konnte diese Aufteilung wegfallen. Jetzt kann zwischen Druckern gewechselt werden, sodass die Datenintegrität bis zum Ende erhalten bleibt.

Service und Support durch Experten

Neben dem Produkt selbst waren laut Gabriel der Support und der Kundenservice des 3DXpert-Teams ein wichtiger Teil der positiven Erfahrung von Emerson. „Das 3DXpert-Team ist wahrscheinlich eines der unkompliziertesten und zugleich respektvollsten Softwareentwicklungsteams, mit denen ich je zusammengearbeitet habe“, sagt er. „Die Entwicklungsarbeit und die Bereitschaft des Teams, Verbesserungen vorzunehmen, sind phänomenal.“

Als Beispiel führt Gabriel eine Herausforderung an, mit der Emerson bei einer hochkomplexen Geometrie konfrontiert war: „Das 3DXpert-Team kannte nicht nur unsere Bedürfnisse. Es konnte auch eine Lösung bereitstellen, die die Erstellung der Geometrie vereinfachte und es uns ermöglichte, solch komplexe Geometrien viel einfacher zu handhaben. Die bereitgestellte Lösung ist schnell, genau und einfach zu handhaben. Ich kann gar nicht genug betonen, wie sehr der Support von 3DXpert zu Emersons Erfolg beiträgt.“

Im Ergebnis: Höhere Datenintegrität und neue Workflow-Effizienz

Für Emerson bedeutet der Wechsel auf die neue Software-Suite:

• Durchgängige Software-Lösung für den Workflow in der additiven Fertigung, die auf verschiedenen Metalldruckplattformen funktioniert.

• Die Reduzierung der Softwarepakete von 10 auf 2 verbessert das Wartungsmanagement.

• Verbesserung der Prozesseffizienz um 50 Prozent, sodass Teile doppelt so schnell produziert werden können.

• Durch universelles, einmaliges Slicen von Teilen werden konsistente Druckergebnisse ermöglicht.

* Sridharan Hariharan, Director of Customer Success, Oqton

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