Die Sinumerik One in der Additiven Fertigung

Auf der EMO in Hannover war die neue Steuerungsgeneration Sinumerik One ein Highlight. Begleitend wurde auch bekannt, dass mit dem Maschinenhersteller im Bereich des Laserauftragschweißens (DED) Beam ein erster Kooperationspartner gefunden wurde, der die neue Steuerung in der additiven Fertigung zum Einsatz bringt.

Als erste Maschine wurde die Modulo 250 von Beam damit ausgestattet. Die 5-Achs-Maschine verfügt über einen Bauraum von 400 × 250 × 300 mm. Ziel ist es, die gesamte Maschinenflotte des Unternehmens mit der Sinumerik One auszustatten. Heinz-Ingo Schneider, zuständiger Technologie Experte bei Siemens blickt zurück: „Schon seit 2015 rüstet Beam seine Maschinen mit der Sinumerik 840D sl aus. Auf der Formnext 2018 wurde dann eine Vereinbarung getroffen, dass Beam Pilotkunde für die Sinumerik One werden wird.“

Dazu hat Siemens mit Beam eine bestehende DED Anlage – die weltweit erste Maschine für Additive Fertigung – aufgerüstet und auf der EMO vorgestellt. „Die Sinumerik One konnte innerhalb kürzester Zeit in die Modulo 250 integriert werden und über einen neugebauten Postprozessor optimal mit DED Programmen bespielt werden“, ergänzt Jörg Oster, Vertriebsleiter Deutschland/Österreich und Business Development Manager bei Beam Machines. Nun gehe es darum, die Erfahrungen, die auf der Modulo 250 gewonnen werden, zu analysieren und die Kooperation weiter voranzutreiben. „Das gemeinsame Ziel ist, die Sinumerik One sukzessive auf die weiteren Anlagen von Beam auszulegen“, blickt Dr. Karsten Heuser, Vice President Additive Manufacturing Siemens Digital Industries schon etwas voraus. Die ersten Vorteile, die sich aus dem Einsatz der Sinumerik One für Beam ergeben, wurden schnell deutlich. „Durch den digitalen Zwilling, der mit der Sinumerik One erzeugbar ist, gelang es, die Maschine quasi digital vollständig in Betrieb zu nehmen. So konnte die Maschine in nur zwei Tagen auf der Messe physisch in Betrieb genommen werden. Ohne virtuelle Vorbereitung unmöglich. Fehler, die möglicherweise bei der physischen Inbetriebnahme gemacht würden, wie etwa eine Kollision des Druckkopfes, lassen sich auf diese Weise bei der Inbetriebnahme vermeiden. Diese könnten schon bei der virtuellen Inbetriebnahme eliminiert werden“, erklärt Dr. Karsten Heuser.

Zudem ermögliche die neue Sinumerik One laut Jörg Oster zukünftig die Verarbeitung großer Datenmengen aus dem Beam-Prozessmonitoring-System. Das gelänge nur mit einer sehr schnellen und zuverlässigen Steuerung. Für Beam sei das natürlich ein Wettbewerbsvorteil, denn deren Kunden könnten auf diese Weise Maschinen viel früher, als das bisher möglich war, in Betrieb nehmen. Was mit der Maschine geht, funktioniert für den Anwender natürlich auch mit dem Bauteil. Eingebettet in die Siemens-Softwareumgebung kann der Anwender einen digitalen Zwilling des Bauteils hinterlegen. Die Simulation wird in Siemens NX Virtual Machine erstellt. Die ‚Brücke‘ zur tatsächlichen Fertigung schlägt dann die Sinumerik One. „So ist es möglich, die Vorbereitungszeiten auch in der digitalen Welt zu verkürzen, Vorgänge zu vereinfachen und auch zu automatisieren. Wir unterstützen Beam mit unserem eigenen Know-how, um die Zuverlässigkeit und auch die Reproduzierbarkeit zu verbessern“, erklärt Heinz-Ingo Schneider. Für die Kunden von Beam bedeute das neue Möglichkeiten bei der Implementierung und auch Optimierung der DED-Technologie in ihre Wertschöpfungskette.

Was bei den Anwendern besonders gut ankommt, weiß Jörg Oster: „Wie sich auf der EMO herausgestellt hat, sind unsere Anwender besonders an der Kollisionsüberwachung der Sinumerik One interessiert. Da wir im additiven Bereich immer etwas aufbauen besteht hierbei eine weitaus größere Kollisionsgefahr als bei subtraktiven Bearbeitungsverfahren. Zudem möchte kein Anwender für die hohen Schadenskosten, die hieraus entstehen, gerne die Verantwortung tragen.“ Neben der Ausweitung auf weitere Beam-Anlagen ist zudem die gemeinsame Entwicklung und Anpassung von CAD / CAM-Funktionen in Siemens NX geplant. Auch bei den Themen Datenverwaltung mit Teamcenter, Implementierung in MES / MOM-Systemen, Prozessregelung und Unterstützung von Prozessüberwachungs- und Servicefunktionen von Siemens MindSphere und Edge-Funktionalität will man zukünftig enger kooperieren. „Die Planung zur Integration auf unserer Modulo 400 wurde bereits gestartet und sollte Anfang des nächsten Jahres umgesetzt sein. Für unsere neue Magic, die Ende 2020 fertig sein wird, planen wir von Beginn an mit der Sinumerik One“, blickt Jörg Oster voraus und Dr. Karsten Heuser fasst zusammen: „Wir verbinden Additive Fertigung natürlich eng mit Industrialisierung. Dazu müssen Prozesse genauer, reproduzierbar und wirtschaftlicher werden. Genau hier greifen unsere Lösungen. Mit unseren Simulationstools können wir Ausschuss minimieren und mit einer so schnellen Steuerung wie Sinumerik One Prozesse beschleunigen.“ Das führe aus seiner Sicht dazu, dass auch die Industrie der Additiven Fertigung mehr an Gewicht bekommt. Es gebe derzeit etwa 100 verschiedene industrielle AM Anlagenhersteller, von denen Siemens schon mit Rund 50 im Bereich der Automatisierung zusammenarbeite.