Quality Engineering 05.2023

» TECHNIK

» TECHNIK Computertomografie bei TE Connectivity Durchgängig digitale Prozesskette TE Connectivity hat zusammen mit Volume Graphics eine Mess- und Optimierungslösung für das Spritzgießen entwickelt. Damit hat der Autozulieferer eine durchgängig digitale Prozesskette von der Analyse per Computertomografie (CT) zu Design und Produktion aufgebaut. Dies beschleunigt die Entwicklung. Bild: TE Connectivity Links ein spritzgegossenes Muster eines Kombinationskörpers für einen Hochleistungs-Ladeeinlass, der zuvor in der Moldflow-Software getestet wurde. Rechts das CAD-Modell des Einlasses mit PMI-Qualitätsvermerken, die die Toleranzen auflisten. Es ist keine Datenkonvertierung von Creo erforderlich. Detaillierte CAD-PMI werden automatisch direkt in die Software VG Metrology importiert. Alexander Stokowski, Entwicklungsleiter bei TE Connectivity, ist zertifizierter Six Sigma Black Belt und Dozent für Messtechnik und GPS an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg (DHBW). Er beschäftigt sich seit einem Jahrzehnt mit der digitalen Transformation. „Geometrische Produktspezifikationen (GPS) ist die einzige Möglichkeit, echte modellbasierte Systeme und exakte mathema - tische Definitionen zu erstellen“, sagt Stokowski. „GPS ist wichtig, um die Mittelachse des Bauteils abzuleiten, eine 90-Grad-Messrichtung zu erhalten, Punkte zu erkennen – und wenn man dabei nicht mathematisch präzise ist, kann man ein Messsystem nicht realistisch erstellen, geschweige denn automatisieren.“ Für Stokowski und TE Connectivity begann die Reise in Richtung modellbasierter Definition (MBD) und GPS-Konformität sowie Integration mit der CT-Datenanalyse in der Abteilung für Automobilprodukte um 2012. Damals begannen die ersten Pilotprojekte. „Ende 2013, zwei Jahre nach dem Start haben wir mehr oder weniger die Entscheidung getroffen, alle neuen Produktentwicklungen in die CT-Messumgebung zu integrieren – mit dem Ziel, eine 100-prozentige Quote zu erreichen“, sagt Stokowski. Diese Entscheidung führte zu einer engen und intensiven Zusammenarbeit zwischen TE Connectivity, CAD-Anbieter PTC, und Volume Graphics, um eine Integration rund um die neuen ISO-konformen GPS-Funktionen zu schaffen. Darüber hinaus war Patrick Bertram, Principal Engineer Molding Simulation bei TE-Connectivity, der Meinung, dass die Einbeziehung der Spritzgießsimulation gleichzeitig mit dem Qualitätsprozess der Schlüssel zur Beschleunigung der Innovationszyklen sei. Bertram überzeugte Volume Graphics und Simcon, eine auto- 50 Quality Engineering » 05 | 2023

matisierte Schnittstelle zwischen den Softwarepaketen für die Messung und die Optimierung der Simulation zu schaffen. Die vollständige, herstellerübergreifende Integration ermöglichte eine stärkere Nutzung von modellbasierten Anmerkungen und Product Manufacturing Information (PMI), was zu einem Kreislauf von virtuellen Tests und realen Messergebnissen zurück zum Design und zur FEA- Formsimulation und weiter zum Prototyping, zur Erstmusterprüfung und zur Produktion führte. „Wir haben die Normen lange vor ihrem endgültigen Veröffentlichungsdatum eingeführt“, so Stokowski. „Warum 3 bis 5 Jahre warten, wenn Anweisungen wie zum Beispiel die Darstellung von 3D-Anmerkungen in den ISO-Entwürfen klar formuliert sind?“ Direkte Schnittstelle von Creo zu VG Metrology Die Applikationsprotokolle 214 und 242 des Standard for the Exchange of Product model Data (Step) haben für die Integration bei TE Connectivity nicht funktioniert. So hat das Unternehmen die Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) im Creo-Toolkit von PTC und ISO-GPS genutzt, um eine direkte Schnittstelle zur Software von Volume Graphics – VG Metrology und VG Studiomax – zu schaffen. „Es gibt angepasste, hinzugefügte Spezialfunktionalitäten, die es uns ermöglichen, vom Erstmusterprüfbericht abgeleitete Werte wiederzuverwenden. Und das war‘s: Geometrische Abmessungen und Toleranzen (GD&T) von Creo und VG Metrology, zusammen mit der Integration von Varimos von Simcon. Es wird keine weitere Software benötigt, um Design und Simulation mit der Qualitätsmessung zu verbinden“, erklärt Stokowski. Das erste Ziel des Programms für digitale Messtechnik von TE Connectivity bestand darin, sicherzustellen, dass die konstruierten Teile mit den gefertigten Teilen übereinstimmen. In den meisten Fällen bedeutet dies, dass man mit spritzgegossenen Bauteilen arbeitet, bei denen die übliche Mitten-Toleranz im Werkzeug sowie typische Ausdrücke und kleine Fehler auftreten. Werkzeugsimulation und virtuelle Messtechnik helfen dabei, sowohl funktionale als auch kosmetische Aspekte bei der Herstellung von Werkzeugen und Kunststoffteilen zu identifizieren und zu beheben. Der Erstmusterprüfbericht führt zu einer Rückkopplungsschleife, in der 3D-Modell und Simulation, Form und gefertigtes Teil mit wenigen bis gar keinen Diskrepanzen in Einklang gebracht und vereinheitlicht werden. Von dort aus werden mit der Software von Volume Graphics Qualitätsvorlagen für die automatische Prüfung erstellt. Stokowski: „Vor zehn oder fünfzehn Jahren haben die Konstrukteure nicht viel Zeit damit verbracht, über die Details nachzudenken, die aus dem Werkzeug kommen. Das ist jetzt mit der Werkzeugsoftware und dem Automatisierungskreislauf, den wir schaffen, weitgehend erledigt. Die vollständigen Daten stehen unseren interdisziplinären Teams zur Verfügung und können schnell genutzt werden.“ Spart bis zu sechs Wochen Entwicklungszeit ein „Der wahre Wert der Qualität für TE Connectivity ist die Zeit, die wir sparen“, sagt Stokowski. „Wie hoch ist der Wert von vier bis sechs Wochen Entwicklungszeit, die in der Konstruktion eingespart und möglicherweise bei der Auslieferung realisiert werden? Wie wird das gegenüber den Maschinen- und Softwarekosten berechnet? Es gibt keine genauen Antworten. Aber wir haben ein Centre of Excellence, das mit Kunden zusammenarbeitet, unser Personal schult und unsere Qualitätsinfrastruktur schafft, die zur Innovation beiträgt. Das ist an und für sich schon eine Aussage zum Geschäftswert.“ „Wir streben eine Durchlaufzeit von zehn Tagen für Entwurf, Simulation, Scannen und Erstellung eines digitalen Messberichts an“, sagt Stokowski. „Es gibt Miles Parker im Auftrag von Volume Grahics www.volumegraphics.com Das Upgrade für dein Engineering Know-how! Ob kompaktes Seminar oder umfangreicher Zertifikatslehrgang, ob vor Ort oder online, bei uns findest du VDI-Weiterbildungen in allen Bereichen des Maschinenbaus. Starte jetzt die Weiterbildung, die zu dir passt! www.vdi-wissensforum.de/ maschinenbau-zukunft-gestalten Quality Engineering » 05 | 2023 51