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Schnelle Ergebnisse

Metris ModelMaker treibt Digitalisierungsverfahren bei Thule Towing Systems voran
Schnelle Ergebnisse

Thule Towing Systems verlagerte sich erfolgreich von einem vorwiegend manuellen Prozess zu der Entwicklung von Anhängekupplungssystemen mit Hilfe des ModelMaker Laserscanners und der Konstruktions- bzw. Simulationssoftware von Metris. Da die CAD-Dateien von Fahrzeugen häufig zu detailliert sind, verwenden die Konstrukteure von Thule die ModelMaker-Laserscanner von Metris, um eine digitale 3D-Kopie für das Heck eines neuen Fahrzeugs zu erstellen.

Diese grafische 3D-Oberfläche – die in die Konstruktionsumgebung eingefügt wird – gibt genaue räumliche Grenzbedingungen für den Entwurf einer speziellen Anhängevorrichtung vor. Dank dieses digitalen Entwicklungsverfahrens erzielt Thule viel schneller optimale Ergebnisse bei der Konstruktion von Anhängekupplungen, indem mehrere Runden für das Testen von Prototypen eingespart werden und die Zeit bis zur tatsächlichen Markteinführung von 15 bis 20 Wochen auf etwa 9 Wochen verkürzt wird.

Ein Vorsprung in der Entwicklung von Anhängekupplungen
Auch wenn der Einsatz von Anhängekupplungen eher im Markt für gewerbliche genutzte Fahrzeuge verbreitet ist, durchdringen Anhängervorrichtungen zunehmend den Markt für Privatfahrzeuge. Die Möglichkeit, einen Motorradanhänger schnell an eine Kupplung anschließen zu können, unterstützt das Wachstum des Marktes für Anhängekupplungen. Dort zeigt sich ein klarer Trend zu hochwertigeren Lösungen, wie beispielsweise einfahrbaren Kupplungssystemen. Thule – ein weltweiter Marktführer für Lastenträger von Sportzubehör – ist einer der größten Hersteller von Anhängekupplungssystemen der Welt. Nachdem Thule im Jahr 2006 den niederländischen Hersteller Brink International übernommen hatte, führt der für Europa und Asien zuständige Geschäftsbereich Thule Towing Systems seine Geschäfte von Staphorst, Niederlande, aus.
Thule Towing Systems entwickelt und produziert Anhängevorrichtungen für Fahrzeug-OEMs sowie den automotiven Aftermarket. Bei einem neuen Fahrzeug, dessen Markteinführung kurz bevorsteht, erfassen die Techniker von Thule zuerst das Fahrzeugheck, d.h. den Bereich, in den die neue Anhängevorrichtung integriert werden soll, mit einem detaillierten 3D-Scan. Sie verwenden den auf einem Gelenkarm installierten ModelMaker-Scanner und scannen den betreffenden Bereich, der in der Regel die Stoßstange, den Tank, Auspuff, Ersatzrad, Rahmenteile etc. umfasst. Dank der hohen Wechselfrequenz und Breite des Laserstrahls des Scanners können diese Bereiche schnell und präzise erfasst werden. Der daraus resultierende 3D-Oberflächenscan nimmt in Echtzeit Form an, so dass die Abdeckung der Scanbereiche und die Fortschritte leicht überwacht werden können. Das rundum mobile ModelMaker-System von Metris kann genauso problemlos innerbetrieblich bei Thule als auch bei den Kunden vor Ort genutzt werden und erspart so Fahrzeugtransportzeiten und die damit verbundenen Kosten.
Eine Schnellaufnahme der benötigten Geometriedaten
„Unser erster Einsatzzweck für den ModelMaker ist, den Raum zu digitalisieren, den wir für den Einbau der Anhängevorrichtung zur Verfügung haben”, sagt die Abteilung After Market Development im Hause Thule Towing Systems in Staphorst, Niederlande. „Der grafische 3D-Oberflächenscan liefert uns genau die entscheidenden Konstruktionsdaten, die wir ganz zu Beginn des Entwicklungsprozesses für die Anhängevorrichtung benötigen. Bei diesem Verfahren sehen wir sofort, wo wir bestimmte mechanische Teile unterschiedlicher Formen und Größen einpassen können, um dann die Baugruppe für die Verbindung der Anhängevorrichtung mit dem Fahrzeugrahmen zu konstruieren. Früher verbrachten wir eine Menge Zeit damit, die CAD-Dateien anzusehen, die uns die Hersteller geliefert haben. Sie enthielten viele für uns nicht maßgebliche Daten sowie Informationen, die bereits überholt waren.”
Der ModelMaker von Metris ist ein digitaler Laserscanner, der die Vorteile einer sehr hohen Laserstreifenauflösung mit einer der höchsten effektiven Durchsatzraten vereint, die auf dem Markt verfügbar sind. Dadurch können Oberflächenmerkmale genau erfasst werden. Die Ingenieure von Thule wenden diese Fähigkeit der Detailerfassung von Merkmalen an, um die Einbaulage der Befestigungspunkte für die Anhängevorrichtung am Fahrzeugrahmen zu überprüfen. Darüber hinaus passt der Scanner seine Laserleistung während des Scanvorgangs automatisch an die durch Formen, Farben oder Reflexionen bedingten Unterschiede an. Dadurch kann der gesamte Scan durchgeführt werden, ohne dass eine manuelle Anpassung der Scannereinstellungen erforderlich ist.
Daten in den Entwicklungsprozess einspeisen
Aus dem Scan resultiert eine Punktewolke aus hunderttausend oder sogar aus Millionen gemessenen Oberflächenpunkten, die effizient von der Metris-Software Kube verarbeitet wird. „Mit der Metris-Software Focus Reverse Engineering filtern wir die Punktewolke, um überschüssige Punkte zu löschen und die Punktewolke in eine polygone Netzfläche umzuwandeln”, erklärt die After Market Development Abteilung von Thule. „Dann exportieren wir die gesamte 3D-Oberfläche – einschließlich Freiformflächen und Merkmale – in Pro/Engineer, unsere Produktkonstruktions- und CAD-Software. Aus der Sicht des Konstrukteurs ist es wirklich beeindruckend, die gerade gescannte 3D-Oberfläche in der Konstruktionssoftware-Umgebung zu sehen und die Oberfläche von jedem gewünschten Standpunkt aus betrachten zu können. Der Eindruck ist so realistisch, als würde man direkt am echten Fahrzeug arbeiten, doch gleichzeitig hat man die Vorteile eines höheren Effizienzgrades für die Konstruktion.“
Verschiedene Konzepte schnell erproben
Laut der Abteilung After Market Development können die Konstrukteure von Thule dank dieses digitalen Verfahrens schnell die unterschiedlichen Konstruktionskonzepte ausprobieren und die vielversprechendsten Konfigurationen von Anhängevorrichtungen weiter ausarbeiten. „Letztendlich ergibt sich daraus ein schöneres Design, das weniger kostet und häufig auch eleganter ist. ”, erklärt Thules After Market Development Abteilung. „Abgesehen davon, dass das Gewicht der Anhängevorrichtung und der Aufwand für das Schweißen und das Material reduziert werden, fördert dieser Konstruktionsprozess die Umsetzung des Entwurfs in der Fertigung und verringert die Zahl der Ausschuss. In der Vergangenheit mussten wir schnell ein Modell für eine Anhängevorrichtung auf der Grundlage von Maßbandmessungen an dem Tag anfertigen, als uns das Fahrzeug zur Verfügung gestellt wurde. Seit der Einführung des digitalen Verfahrens hat sich der Arbeitsaufwand in unserer Werkstatt deutlich verringert. Tatsächlich haben die neu konstruierten Anhängevorrichtungen bei den ersten physischen Tests sofort ihre korrekte Funktionsfähigkeit bewiesen, so dass mehrere physische Testrunden überflüssig wurden.”
Schnellere und kostengünstigere Lieferung eines besseren Produkts
Schlussfolgerung der After Market Development Abteilung von Thule ist, dass der ModelMaker-Laserscanner und die Konstruktions- und Simulationssoftware von Metris alles gehalten haben, was sie versprochen haben. „Wir wählten den innovativen ModelMaker von Metris auf der Grundlage einer Produktivitätsanalyse und der soliden Servicestruktur von Metris. Durch unseren modernisierten Entwicklungsprozess konnten wir die Qualität unserer Anhängevorrichtungen weiter verbessern und die Zeit bis zur tatsächlichen Markteinführung von 15 bis 20 Wochen auf nur 9 Wochen verkürzen. Diese deutliche Zeitersparnis sowie ein besser konstruiertes und einfacher zu fertigendes Produkt tragen erheblich zur Kostensenkung bei. Dies ist ein starker Beitrag für Thule Towing Systems’ Ausrichtung auf eine fortwährende Prozessverbesserung und Produktinnovation.”
Metris Deutschland GmbH, Alzenau
QE 513
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