Blechteile verfahrensgerecht konstruieren – und digitale Hilfsmittel, die das ganze einfacher und schneller machen

Wir alle wissen es: Die zunehmende Komplexität der Produktentwicklung und die Forderung nach kürzeren Entwicklungsprozessen stellen Konstrukteure täglich vor große Herausforderungen. Unsere Entwicklerkollegen stehen unter Druck, die Zeit bis zur Realisierung des Produktes zu minimieren und gleichzeitig möglichst flexibel auf die Bedürfnisse der Kunden zu reagieren. Im Konstruktionsprozess sind sie größtenteils auf sich allein gestellt. Dabei gleicht die Suche nach Konstruktionsfehlern häufig der Suche nach der Nadel im Heuhaufen und verlängert oft unnötig die Entwicklungszeiten. Unter den tausenden Konstruktionsmöglichkeiten, die Kostenoptimale zu finden war bisher ein langer iterativer Prozess.

Für Biegeteile gibt es aber nun digitale Hilfsmittel, die den Prozess deutlich beschleunigen können. Das Biegen stellt ein Umformverfahren dar, mit dem aus flachen Blechen dreidimensionale Produkte hergestellt werden können. Verschiedene Biegeverfahren ermöglichen klassisch geschweißte oder geschraubte Baugruppen in einem kostengünstigeren Einzelteil zusammenzufassen. Die Anzahl zusätzlicher Fertigungsschritte sowie die Produktionskosten werden hierdurch signifikant gesenkt.

Über 30% aller Blechbauteile bieten Optimierungspotential und können kostensparender hergestellt werden. Oftmals bleibt dieses Potential jedoch ungenutzt, da es schlicht weg nicht erkannt wird. Smarte Blechkonstruktionen sind dabei der Schlüssel für eine effiziente und wirtschaftliche Fertigung. Das hat sich auch in meinem Vergleich zwischen Biege- und Frästeilen hier im Blog gezeigt.

Das für den Gestaltungsprozess von Blechbauteilen notwendige Know-how beinhaltet technische, funktionelle und sicherheitsrelevante Anforderungen an das Bauteil. Je nach Fertigungsverfahren müssen zusätzlich bestimmte Kriterien zur Herstellbarkeit von Blechbauteilen berücksichtigt werden. Ein paar Beispiele will ich euch nachfolgend für das Biegen von Blechen aufzeigen.

• Mindestschenkellänge bei Biegeteilen
  Bei der minimalen Schenkellänge handelt es sich um ein Mindestmaß, das bei der Bauteilkonstruktion eingehalten werden muss und von Material, Blechstärke, Biegewinkel und Werkzeugpaarung abhängig ist. Ist eine Schenkellänge zu kurz, kann das Werkstück nicht prozesssicher gebogen werden.
  Für eine 90°-Biegung kann mit der Gesenkweite W die kleinste Schenkellänge Smin bestimmt werden:
  Smin = √2/2 * W
• Mindestabstände zur Biegekante
  Werkstücke, die im abgewickelten Zustand in der Nähe der Biegelinie ein Loch oder einen Ausschnitt haben, müssen einen Mindestabstand Lmin einhalten. Bei Unterschreitung von Lmin kommt es beim Biegeprozess zu einer Verformung der Ausschnitte.
  Der Mindestabstand wird mit der Gesenkweite W folgendermaßen berechnet:
  Lmin = 0,75 * W
• Geschlossene Ecken
  Das Fertigungsverfahren Biegen kann nur eingesetzt werden, wenn das gesamte Blechbauteil abgewickelt werden kann. Demzufolge muss bei drei sich kreuzenden Biegelinien eine aufgetrennt werden. Muss auch diese Kante anschließend geschlossen sein, muss auf eine schweißnahtgerechte Eckengestaltung geachtet oder ein anderes Herstellungsverfahren gewählt werden.

Mit den drei Tipps könnt ihr euch ja nun schon mal auf den Weg machen eure Blechkonstruktionen zu optimieren. Klar, das wird jetzt ein paar Stunden dauern alle Konstruktionen durchzugehen und auf diese Kriterien zu prüfen. Das ist also aufwendig und in der Praxis gibt es auch noch hunderte andere Kriterien, die zu berücksichtigen sind. Die gute Nachricht ist: Es gibt eine Software, die das alles für dich und dein Unternehmen übernimmt und auch an Punkte denkt, an die du bisher nicht gedacht hast.

Aber was passiert eigentlich, wenn verdiente Mitarbeiter in den Ruhestand gehen oder eine große Anzahl von Teilen auf einen Schlag analysiert und optimiert werden müssen? Du hast es erraten: Die KI kommt ins Spiel, um Wissen zu bündeln und Effizienzen auf großem Maßstab freizusetzen. Gefragt sind also innovative Tools, die Fehler frühzeitig erkennen, um den Konstruktionsprozess zu beschleunigen und den Entwickler zu entlasten.

Die automatisierte Bauteiloptimierung von Optimate setzt genau hier an: Dem Konstrukteur wird auf Knopfdruck ermöglicht, das wirtschaftliche Maximum aus seinem Bauteil herauszuholen sowie seinen Zeit- und Kostenaufwand zu reduzieren. Das Stuttgarter Start-up hat sich das Ziel gesetzt, das oft schwer zugängliche Fachwissen der Blechbranche mit seinem Service zu digitalisieren und für Konstrukteure weltweit zugänglich zu machen.

Die KI-basierte Potentialerkennung deckt das häufig ungenutzte Optimierungspotential innerhalb weniger Sekunden auf. Ein Machine-Learning-Modell, das darauf trainiert wurde, bestimmte Arten von Mustern zu erkennen, gibt Transparenz in alle Blechbauteile. Das ML-Modell wurde mit Tausenden von 3D-CAD-Daten trainiert, um eine zuverlässige Vorhersage sicherzustellen.

Beim Hochladen des Bauteils werden die Feature aus dem CAD-Modell extrahiert und mit Tausenden bestehender Datensätze abgeglichen. Und damit nicht genug: Die Software erkennt zudem Konstruktionsfehler, wie beispielweise unterschrittene Mindestschenkellängen, und passt diese mit Hilfe des Repair Modes automatisch an. Das korrigierte Bauteil kann im Anschluss heruntergeladen und direkt verwendet werden. Werft doch einen Blick ins Video, um Euch einen Eindruck zu machen.

Mit der Potential- und Konstruktionsfehlererkennung, dem Repair Mode und einer individuellen Beratung bietet Optimate einen vollumfänglichen Service zur Optimierung des Konstruktionsprozesses an. Hier könnt ihr euch bei Interesse kostenlos registrieren, ein passendes Paket auswählen und noch heute loslegen: Optimate ausprobieren.

Was denkt ihr? Könnte die Software helfen, schneller und kostengünstiger zu konstruieren? Und wie könnten die Online-Fertiger von Blechteilen diesen Service für sich nutzen? Schreibt es unten in die Kommentare oder auf LinkedIn.

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