Auf über 100 Jahre Schweizer Präzisionstradition darf die Morath AG in Allschwil bei Basel zurückschauen und sich zu Recht als ein „Dienstleistungsunternehmen mit einem mächtigen Erfahrungsschatz“ definieren. Ausgestattet mit modernster Technologie und fundiertem Know-how steht die Morath AG heute als Anbieter kreativer und innovativer Lösungen da. Das Unternehmen konzentriert sich mit seinen insgesamt 140 Mitarbeitern auf mehrere Sparten. So gliedert sich die AG in die Tätigkeitsfelder „Spengler und Flachdach“, „Solutions“ und „Design“.
„Es gibt wenig Werkstoffe, die so viele Anforderungen erfüllen wie Edelstahl“, erklärt Patrick Hinnenberger, Mitglied der Geschäftsleitung der Morath AG. „Anlagen und Apparate, Behälter und Möbel aus diesem Material werden in unterschiedlichen Sektoren der Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie benötigt. Die Schweizer Pharma- und Medizintechnik ist weltweit auf dem Vormarsch. Wenig verwunderlich also, dass zu unseren Kunden auch die großen Schweizer Unternehmen aus diesen Branchen gehören.“ Einer dieser Kunden ist die benachbarte Skan AG, für die hochkomplexe Reinraumisolatoren gebaut werden.
„Mit unserem Maschinenpark produzieren wir maßgefertigte Blechkonstruktionen“, führt Patrick Hinnenberger aus. „Dafür stehen uns unsere TRUMPF Tru Laser, eine CNC-gesteuerte 4000 Watt Laserschneidanlage, verschiedene CNC-gesteuerte Abkant-Pressen von TRUMPF, eine CNC Schleifmaschine, Sicken- und Bördel-, Punkt- und Bolzenschweißmaschinen sowie diverse Dreirollenwalzen zur Verfügung“.
Schnittformen beliebiger Komplexität können auf den modernen Maschinen präzise und kostengünstig geschnitten werden. Die CNC-gesteuerten Maschinen können die Schnittgeometrie direkt vom CAD-System übernehmen, so dass auch die Produktion kleiner Losgrößen wirtschaftlich vertretbar wird. Die speziellen Maschinen erfordern auch spezielle CAD-Lösungen. Die Firma Morath setzte bereits Solidworks erfolgreich ein.
„Die Lösung um den Weg in die Fertigung durchgängig, effizient und prozesssicher zu realisieren, liegt in einer integrierten Zusatzanwendung, die der Gesamtproblematik gerecht wird“, erläutert Adrian Dietrich, Berater beim Schweizer CAX-Unternehmen c+e forum AG mit Hauptsitz in Pratteln.
Deshalb auch die Empfehlung der c+e forum, SheetMetalWorks inklusive TruTops-Schnittstelle vom Ahrensburger TRUMPF-Entwicklungspartner SPI GmbH auf der Basis von Solidworks einzusetzen. „Systemlösungen sind dann erfolgreiche Werkzeuge, wenn sie die Teamarbeit im gesamten Unternehmen unterstützen“, ergänzt Adrian Dietrich.
„So etwas hatten wir bisher vermisst“, erinnert sich Patrick Hinnenberger. „Nach einer Präsentation durch c+e forum waren auch Konstruktionsleiter Stefan Koller und sein Team sofort überzeugt. Wir haben die SPI-Software dann 2012 bei uns eingeführt.“
Biegen bedeutet verformen
In der Konstruktion kommt die Software mit fünf Lizenzen zum Einsatz. Dazu erwarb das Schweizer Unternehmen das SPI TruTops-Interface als Netzwerklizenz. Blechteile sind räumliche Körper mit Faltungen und Biegekanten in unterschiedlichen Richtungen. Deshalb ist deren Darstellung und Abwicklung eine Aufgabe, bei der die Morath AG sich auf den Blechabwickler SheetMetalWorks von SPI verlässt. „Wenn Blech gebogen wird“, erläutert Konstruktionsleiter Stefan Koller, „ergibt sich grundsätzlich eine Dehnung des Materials, also eine Verlängerung des Blechs. Stauchen an der Innenseite erfordert mehr Kraft als das Dehnen außen. Darum wird das Blech an der Außenseite der gebogenen Kante stärker gestreckt als es an der Innenseite gestaucht wird. Die spannungsfreie Zone verschiebt sich. Die Länge des abzuwickelnden Blechs muss also vorher gekürzt werden. Das erreicht man durch einen Korrekturfaktor, der unter anderem von Material, Blechdicke und Biegeradius beeinflusst wird. Früher mussten wir das parallel selbst berechnen. Das war umständlich und nicht gerade fehlerfrei. Weil auch Biegewinkel und Maschineneigenschaften einen Einfluss haben, war es vormals notwendig, Korrekturwerte durch Testreihen zu bestimmen und dann in Tabellen zu erfassen. Das nimmt uns die SPI Software nun aber komplett ab.“
Bereits während der Modellierung können wir auch die bearbeitenden Biegewerkzeuge, die in TruTops Bend definiert sind, festlegen. Die Abwicklung wird TruTops Bend-kompatibel erstellt und liefert uns alle notwendigen Daten für den Biegeprozess. Außerdem wird ein GEO File zur direkten Verwendung in den anderen Modulen von TruTops erzeugt, das zum Beispiel Biege-, Stanz- und Fertigungsinformationen enthält. Wir lesen das dann unmittelbar in TruTops ein. Das bringt uns enorme Vorteile: Die Abwicklung kann in der Arbeitsvorbereitung mit TruTops Bend unmittelbar zur NC-Code Generierung verwendet werden.
Isolatoren für die Reinraumtechnik
Ein Projekt, bei dem die Lösung ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis stellte, ist ein Raumisolator, der für die Skan AG konstruiert wurde, eine reine Blechkonstruktion aus Edelstahl. „Solche Konstruktionen können bis 6 Meter lang, 3 Meter breit und 4 Meter hoch werden“, erklärt Betriebsleiter Hinnenberger. „Wir bekamen dafür nur die 3D Daten von unserem Kunden. Die Fertigungsunterlagen, also Fertigungszeichnungen, Biegepläne, NC-Programme wurden komplett durch Morath erstellt. Das spart im Prinzip Zeit im Durchlauf, da wir unsere Maschinen und Arbeitsläufe entsprechend einbeziehen. Die bestellte Anlage wurde in einzelne Komponenten zerlegt, abgewickelt und letztlich auslieferungsgerecht hergestellt.“
Stefan Koller und sein Team machten sich an die Aufgabe. Die gesamte Konstruktion besteht aus 15 Baugruppen mit über 370 Teilen, für die jeweils Abwicklungen erstellt wurden. „Die besonderen Herausforderungen bei diesem Projekt, für das ich etwa 10 Wochen Gesamtdauer veranschlagen würde, war das geforderte Hygienic Design“, erläutert Konstruktionsleiter Koller. „Das heißt: Vermeidung von scharfen Ecken, porenfreies Schweißen und sehr feines und glattes Schleifen. Da alles aus Edelstahl hergestellt ist, wären Fehler sehr teuer.“
„Wir konnten mit SPI direkt die gelieferten 3D Daten des Volumenmodells verwenden, ein Umwandeln hin zu Blechfeature war nicht mehr notwendig“, erläutert Patrick Hinnenberger. „Damit hatten wir vorher meist erhebliche Aufwände. Zum Beispiel beim Eckenschließen. Noch ein großer Vorteil: Es können auch scharfkantige Teile abgewickelt werden.“
Durchgehende Lösung in der Verfahrenskette
Das SPI TruTops Interface liest die Material- und Biegeprozessinformationen inklusive der Abkantfaktoren und Fertigungsradien von TruTops Bend in die Materialverwaltung des SPI Blech Programms ein. „Die können wir dann direkt während der Konstruktion mit Solidworks verwenden,“ bestätigt der Edelstahlprofi. „Bereits während der Modellierung können wir auch die bearbeitenden Biegewerkzeuge, die in TruTops Bend definiert sind, festlegen. Die Abwicklung wird TruTops Bend-kompatibel erstellt und liefert uns alle notwendigen Daten für den Biegeprozess. Außerdem wird ein GEO File zur direkten Verwendung in den anderen Modulen von TruTops erzeugt, das zum Beispiel Biege-, Stanz- und Fertigungsinformationen enthält. Wir lesen das dann unmittelbar in TruTops ein. Das bringt uns enorme Vorteile: Die Abwicklung kann in der Arbeitsvorbereitung mit TruTops Bend unmittelbar zur NC-Code Generierung verwendet werden.“
Die SPI Software berechnet die Abwicklung auf TRUMPF-Basis über den resultierenden Fertigungsradius und nicht über den konstruktiv eingebrachten Biegeradius. Alternativ kann aber der Verkürzungswert wahlweise auf Basis von Formeln, K-Faktor oder mit tabellarisch hinterlegten Erfahrungswerten kalkuliert werden. Im Baugruppenkontext steht ein Kommando zur Verfügung, mit denen alle Blechteile einer Baugruppe simultan abgewickelt werden können. Materialdaten und Abwicklungsparameter können den einzelnen Teilen, oder eben allen Blechteilen der aktuellen Baugruppe gleichzeitig zugeordnet werden. Dank einstellbarer Toleranzen werden auch importierte Teile fertigungsgerecht abgewickelt.
„Wir haben uns verschiedene Systeme angesehen“, fasst Patrick Hinnenberger zusammen. „Die heute eingesetzte Lösung ist eben wirklich eine durchgehende Lösung in der Verfahrenskette. Letztlich hat uns das SPI-System insbesondere aufgrund seiner 100%igen Integration in Solidworks als durchgängige CIM Lösung überzeugt. Darüber hinaus vereinfacht SPI die Anwendung von Solidworks. Die Morath AG ist auf Grund der idealen Kombination Solidworks, SPI SheetMetal und TRUMPF vor allem im Prototypenbau und in der Entwicklung und Einführung neuer Produkte sehr effizient und schneller am Ziel.“ „Der Schulungsaufwand war vertretbar, wir sind bereits nach einem knappen Jahr an dem Punkt, zu dem sich die Anschaffung amortisiert hat“, ergänzt Stefan Koller. „Die Unterstützung durch unseren Schweizer Händler c+e forum und den Ahrensburger Hersteller ist lobenswert. Aufgrund der jetzt vorhandenen Möglichkeiten – bestimmte Konstruktionen ließen sich vorher schlicht nicht abwickeln – kann ich diese Anschaffung wirklich weiterempfehlen.“
Das Fazit
Was war die Herausforderung?
Ein Projekt, bei dem die Lösung ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis stellte, ist ein Raumisolator, der für die Skan AG konstruiert wurde, eine reine Blechkonstruktion aus Edelstahl. Solche Konstruktionen können bis 6 Meter lang, 3 Meter breit und 4 Meter hoch werden. Wir bekamen dafür nur die 3D Daten von unserem Kunden. Die Fertigungsunterlagen, also Fertigungszeichnungen, Biegepläne, NC-Programme wurden komplett durch Morath erstellt.
Was haben Sie gewonnen?
Wir konnten mit SPI direkt die gelieferten 3D Daten des Volumenmodells verwenden, ein Umwandeln hin zu Blechfeature war nicht mehr notwendig. Vormalige Aufwände konnen so deutlich reduziert werden.
Auf den Punkt: Ein großer Vorteil?
Die SPI Software berechnet die Abwicklung auf TRUMPF-Basis über den resultierenden Fertigungsradius und nicht über den konstruktiv eingebrachten Biegeradius. Alternativ kann aber der Verkürzungswert wahlweise auf Basis von Formeln, K-Faktor oder mit tabellarisch hinterlegten Erfahrungswerten kalkuliert werden.
Was geben Sie unseren Kunden mit?
Morath AG ist auf Grund der Kombination Solidworks, SPI SheetMetal und TRUMPF vor allem im Prototypenbau und in der Entwicklung und Einführung neuer Produkte sehr effizient und schneller am Ziel. Aufgrund der jetzt vorhandenen Möglichkeiten kann ich diese Anschaffung wirklich weiterempfehlen.
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