16.09.2021 Whitepaper: Spritzgussdesign (falsch) digitalisieren

2020 war für viele Unternehmen ein turbulentes Jahr. In einem sich rasch verändernden Umfeld, in dem sich ganze Lieferketten überraschend auf rasche Nachfrageverschiebungen einstellen müssen, ist entscheidend, wie schnell man sich an neue Umstände anpassen kann -- und zwar ohne, dass die Qualität darunter leidet oder die Kosten explodieren. Einer der größten Hebel, um dies zu erreichen, ist die Investition in die Digitalisierung von Prozessen.

Doch Digitalisierung endet nicht mit dem Kauf von Softwarelösungen. Um das Potenzial der Technologie wirklich zu realisieren, müssen Unternehmen mehr tun, als ein Stück Software zu installieren und ein Training zu machen. Sie müssen ihre Arbeitsweisen grundlegend ändern. Auch die Interaktion zwischen Abteilungen und mit Kunden wird sich ändern. Es geht um nicht weniger als eine ganzheitliche Transformation! Aber was heißt das konkret für das Design von Spritzgießformteilen, -werkzeugen und -maschinenparametern? Wie sehen sinnvolle digitale Arbeitsabläufe aus? Wie sollten Teams und Abteilungen in Zukunft anders miteinander zusammenarbeiten?

Antworten gibt das Whitepaper mit praktischen Tipps. Es sammelt und destilliert die Erfahrungen aus tausenden von Beratungsprojekten zur Einführung von digitalen Lösungen. Hierbei haben sich bestimmte Dos und Don’ts herauskristallisiert, die für den Erfolg digitaler Transformation notwendig sind. Die wichtigsten Punkte lassen sich kurz und knapp zusammenfassen. Ein guter digitalisierter Prozess hat fünf Eigenschaften. Er ist front-loaded, smart iterativ, cross-funktional, hat eine konsistente Definition von Qualität und ist durchgängig digitalisiert. Das SIMCON / VG Whitepaper bespricht diese Punkte ausführlich – hier ein Sneak Preview:

1. Front-loaded – Designentscheidungen werden virtualisiert. Die Simulation wird genutzt, um auf Basis digitaler Zwillinge zu prüfen, welche Designalternativen Qualität, Kosten und Nachhaltigkeit optimieren. Anstatt erst bei der Bemusterung auf Fehler und Probleme zu stoßen, können sie antizipiert und gelöst werden, bevor der erste Span im Werkzeugbau fällt.
2. Smart iterativ – Um im Design-Review fundierte Entscheidungen zu treffen, sollte nicht nur eine Designvariante, sondern systematisch viele alternative Varianten durchsimuliert werden. Denn nur, wenn die Konsequenzen der Alternativen bekannt sind, kann man faktenbasiert entscheiden. Durch das systematische Generieren und Analysieren von Alternativen werden bessere Lösungen erkennbar und auch die Robustheit von Lösungsansätzen testbar. Denn wenn kleine Änderungen an Maschinenparametern große Änderungen am Ergebnis verursachen, ist der Prozess nicht robust. Um diese Erkenntnisse zu erlangen, muss man eine Vielzahl von Simulationsdurchläufen durchführen. Damit das schnell und effizient vonstattengeht, sollte man diese Simulationen parallel statt nacheinander durchführen. Das ist mit smart iterativ gemeint: Man prüft viele Varianten, aber parallel, nicht sequenziell. Deshalb ist es wichtig, dass die Simulationssoftware entsprechend schnell ist. Genau hierauf ist CADMOULD von Simcon optimiert. Auch das Aufsetzen und Analysieren von Simulationsvarianten lässt sich mit der Lösung VARIMOS von Simcon weitgehend automatisieren und beschleunigen.
3. Cross-funktional – Damit Front-Loading gut funktioniert, müssen die Perspektiven von Werkzeugmacher/innen, Maschineneinrichter/innen und Messtechnik/Qualitätsmanagement bereits beim Formteildesign einfließen. Das bedeutet, dass gemeinsame Design-Reviews stattfinden, bei denen die Simulationsergebnisse gemeinsam besprochen werden, um die wichtigsten Entscheidungen gemeinsam zu treffen. Um das zu ermöglichen, sollten produktbezogene, abteilungsübergreifende Teams frühzeitig zusammengestellt werden. Das bedeutet nicht, dass alle Parteien Vollzeit nur an einem Projekt arbeiten, aber sie sollten bei Design-Reviews dabei sein, eine Stimme im Engineering haben und gehört werden.
4. Konsistente Erfolgsmaße – Damit  gut funktionsübergreifend zusammengearbeitet werden kann, ist es essenziell, dass alle Parteien am selben Strang ziehen. Das wird nur gelingen, wenn Einigkeit darüber besteht, wie der Erfolg gemessen werden soll. Deshalb empfiehlt es sich, dass die Spezifikation, wie Qualität gemessen werden soll, bereits am Anfang des Projekts während der CAD-Konstruktion stattfinden sollte. Das lässt sich entweder via PMI (Product Manufacturing Information) oder via Software, wie z.B. VGMETROLOGY von Volume Graphics, realisieren. Alle nachfolgenden Prozessschritte – insbesondere auch die simulative Optimierung – sollten anhand der hier festgelegten Qualitätsmaße evaluiert werden.
5. Digital durchgängig – Meist werden im Verlauf eines neuen Projektes mehrere Softwarepakete eingesetzt – vom CAD über Simulation und Transfer auf die Maschine bis hin zur Messtechnik. Damit die funktionsübergreifende Zusammenarbeit möglichst reibungslos und ohne Doppelarbeit abläuft, ist es wichtig, dass diese Software zueinander kompatibel ist. So ist zum Beispiel die Messtechnik-Software VGMETROLOGY von Volume Graphics kompatibel mit CADMOULD und VARIMOS. Das hat den Vorteil, dass man Qualitätsmaße für das Formteil nur einmal einheitlich festlegen muss. Schon beim Erstellen des CAD-Designs wird der Messplan definiert, anhand dessen die Qualität der Teile später geprüft werden soll. Hiermit werden sowohl die Simulationsergebnisse als auch später die realen Teile vermessen. Diese Qualitätsmaße können dann in VARIMOS direkt als Optimierungsziele verwendet werden. So optimiert man simulativ genau die Maße, die man später in der realen Welt (z.B. per industriellem CT-Scan) messen möchte.