Sutter: Mehr Messdaten für Produktion und Entwicklung

Rund 5 % ihrer Arbeitszeit verbrachten die Ingenieure bei Sutter in der Vergangenheit damit, bestimmte Komponenten mit komplexen Geometrien manuell zu vermessen, um sie an Fahrzeuge anzupassen. Hierbei handelt es sich hauptsächlich um Aluminiumabdeckungen, Unterfahrschutze, Kranbefestigungselemente und andere fahrzeugmontierte Komponenten, die auf die Anforderungen des Fahrzeugs oder die Wünsche des Kunden zugeschnitten sind. Das Unternehmen ist auf die Entwicklung und Herstellung von 3-Seiten-Kippern bis 40 t, Ladebrücken für alle Lkw und Transporter, Kofferaufbauten, Kippaufbauten, Schnellwechselsysteme, Spezialfahrzeuge, Wartung und Reparaturen von Aufbauten spezialisiert.

Früher wurden diese Teile ohne die Möglichkeit einer erneuten Kontrolle vor der Endmontage hergestellt, da eine Überprüfung der Geometrien am Fahrzeug selbst nicht möglich war. Neben dem hohen Zeitaufwand für die Entwicklung der Bauteile war auch der Aufwand enorm, diese durch qualifizierte Metallbauer für ihren endgültigen Einsatzort modifizieren und anpassen zu lassen. Sutter hat es häufig mit großen Scanbereichen zu tun, beispielsweise mit Lkw-Chassiszonen, bei denen der Abstand zwischen den einzelnen Komponenten wichtig ist, die Messgenauigkeit jedoch hoch bleiben muss. Die entscheidende Anforderung beim Kauf des Messsystems war daher die Genauigkeit.

Die Entscheidung fiel schließlich auf den tragbaren 3D-Scanner Goscan Spark von Creaform. Einer der Schlüsselfaktoren für die Wahl des portablen Messgeräts war für Sutter die Möglichkeit, nicht nur ein Produkt, sondern einen kompletten Service zu erwerben. Dazu gehörte die Anschaffung von Verbrauchsmaterialien für die Nutzung des Scanners, eines Laptops, Unterstützung bei den Arbeiten vor Ort, After-Sales-Service bei Wartungen, Reparaturen und Fragen.

Die Implementierung der 3D-Messlösungen von Creaform verlief sehr intuitiv, da kein neuer Prozess definiert, sondern lediglich ein bestehender Prozess ersetzt werden musste. In der Praxis wurde der manuelle Messvorgang einfach durch 3D-Scannen ersetzt. Dies lieferte der Konstruktionsabteilung mehr Messdaten, eröffnete ihr aber auch die Chance, die tatsächlichen Abmessungen und Geometrien von Fahrzeugkomponenten während der Entwicklung zu überprüfen. Somit erfolgt bei Sutter eine doppelte Kontrolle.

Zwei Tage Schulung für einen
Ingenieur reichten aus

Da es sich bei Sutter um ein kleines Unternehmen handelt, wird der gesamte Prozess vom 3D-Scannen bis zur Bestellung von Rohmaterialien für die Herstellung der Komponenten, wie zum Beispiel Blech, von einem der Ingenieure in der Konstruktionsabteilung abgewickelt. Eine einzige, zweitägige Schulung durch einen Creaform-Techniker ermöglichte es dem Unternehmen, von Anfang an voll einsatzbereit und unabhängig zu sein.

Sutter wickelt eine Vielzahl unterschiedlicher Projekte ab. Ein Beispiel dafür ist die Konstruktion, Herstellung und Montage eines maßgeschneiderten Werkzeugkoffers, der für ein vorhandenes Lkw-Chassis für den Transport von Baumaschinen entwickelt wurde, und zwar in Zusammenarbeit von Werkstatt und Konstruktionsabteilung. Dieses Projekt „Baumaschinentaxi“ entstand aufgrund aktueller Lieferengpässe beim Schweizer Fahrzeughersteller unter engem Zeitdruck. Dies bedeutete, dass die technische Abteilung im Vorfeld zahlreiche Vorbereitungen anhand von CAD-Entwürfen treffen musste. Als das Fahrzeug ankam, war sehr schnell ein fortgeschrittener Konstruktionsstand erreicht und die Werkstatt selbst baute einige zusätzliche Befestigungshalter für Werkzeugkästen.

Eine weitere Anwendung, die Sutter mithilfe von Creaforms Scan-Technologie nutzt, ist die Sicherstellung der Rückverfolgbarkeit im Archiv gemäß der ISO-9001-Norm. So wurde beschlossen, die zusätzliche Montagehalterung mit dem Creaform Goscan Spark zu scannen. Obwohl die zusätzliche Montagehalterung über eine große Vielfalt an Oberflächenbeschaffenheiten, Farben und Geometrien verfügt, nahm das Scannen nur sehr wenig Zeit in Anspruch und der Materialbedarf (Zielmarken und Mattierungsspray) war sehr gering. Mithilfe der Exportfunktion des Scan-to-CAD-Softwarmoduls VX-Model von Creaform konnte alles direkt in die CAD-Software Solidworks von Dassault importiert und sehr schnell nachgezeichnet werden. Dies geschah größtenteils über die Messfunktion, die Erstellung von Geometrien (wie Profilen, Ebenen und Zylindern) in VX-Model und anschließend mit der direkten Übertragung der Geometrien in Solidworks.

Wo möglich, werden bei Sutter Zukaufteile durch 3D-Daten von Teilelieferanten ersetzt. Dies geschieht jedoch nicht in der Regel, da fehlende 3D-Modelle häufig durch Mesh-Körper aus 3D-Scans ersetzt werden. Diese Arbeitsweise erhöht auch die Qualität und Vollständigkeit der firmeneigenen Zukaufteiledatenbank.

Abgesehen von der bereits erwähnten Hauptanforderung der Genauigkeit gab es auf praktischer Ebene mehrere Verbesserungen: So wurde die Raumanalyse bei der Planung von Aufbauten, aber auch von Zusatzaggregaten und Anbauteilen stark vereinfacht. Die Genauigkeit der Messungen und die Herstellung von Rohteilen wurden erhöht. Das Qualitätsmanagement wurde außerdem verbessert und es ist nun möglich, abgeschlossene und ähnliche Projekte nachzuverfolgen. Überdies wurde die Ausschussquote an Rohteilen reduziert beziehungsweise auf null gebracht. Schließlich wurden auch die Montage- und Anpassungszeiten durch die Werkstatt reduziert, wodurch der Einsatz hochqualifizierter Mitarbeiter entfällt. Ziel des Unternehmens ist eine Plug-and-Play-Strategie.

Rohdaten werden direkt in das
Solidworks-Format exportiert

Softwareseitig ermöglicht das von Sutter verwendete Softwaremodul VX-Model ein schnelles und einfaches Scannen, Verarbeiten und Ausrichten der Daten im richtigen Koordinatensystem sowie schließlich den direkten Export in das CAD-Programm Solidworks. Der größte Vorteil ist definitiv die Möglichkeit, die Rohdaten direkt in das Solidworks-Format zu exportieren. Dort können die Daten für CAD-Vergleiche oder als Hilfsmittel zur Konstruktion weiterer Teile genutzt werden. All diese Faktoren haben zu erheblichen Verbesserungen der internen Prozesse und gemeinsamen Praktiken bei der Durchführung von Projekten geführt.

Die zentrale Idee von Sutter besteht darin, den Einsatz des 3D-Scanners von Creaform in Zukunft schrittweise zu steigern, um die technischen und praktischen Vorteile über alle Branchen und Produkttypen hinweg zu verbreiten. Burim Shala, technischer Leiter bei Sutter: „Ein weiterer Schritt, den wir als Unternehmen gehen möchten, ist das Scannen eingekaufter Standardkomponenten, für die es keine 3D-Modelle gibt, damit wir unsere Produkte noch detaillierter und präziser planen und entwerfen können. Wir möchten den 3D-Scanner vor allem für Vorabklärungen einsetzen, um früher im Fertigungsprozess konstruieren zu können.“

Webhinweis

Dass der Goscan Spark nicht nur Geometrie, sondern auch Farbe und Textur im Blick hat, zeigt Creaform in diesem Video: