Blechbauteil-Optimierung in Sekundenschnelle

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Optimate, ein 2020 aus Trumpf gegründetes Start-up, hat sich zum Ziel gesetzt, der Blechbearbeitung mehr Prozesssicherheit in der Fertigung zu garantieren. Das Stuttgarter Start-up Optimate setzt hier beim Bauteil an. CEO und Co-Gründer, Jonas Steiling, im Interview über Machbarkeitsanalyse und Bauteiloptimierung und eine nachhaltige Unterstützung des Digitalisierungsprozesses in der Blechbearbeitung.

Herr Steiling, zunächst grundsätzlich, was hat Optimate dem Markt für Blechbearbeitung zu bieten auf dem Weg zu Industrie 4.0 und Smart Factory?
Jonas Steiling: In einem Satz ausgedrückt: eine Cloud-basierte Lösung zur Analyse und Optimierung von Blechbauteilen mit dem Ziel, Konstruktionspläne zu verbessern und Kosten zu senken.

Wie ist dabei Ihr Ansatz?
Der Konstrukteur bestimmt massgeblich die Herstellkosten eines Produktes. Wir wollen daher möglichst früh im Produktentstehungsprozess ansetzen und schon während der Konstruktion Hilfestellung geben. Das Minimalziel ist hierbei immer, die Prozesssicherheit des Bauteils sicherzustellen. Oder anders ausgedrückt: Was nützt es, wenn die komplette Fertigung in Richtung Industrie 4.0 und Smart Factory optimiert und automatisiert wird, sich Bauteile aber gar nicht fertigen lassen?

Und wie funktioniert Ihre Cloud-basierte Lösung?
Das ist im Grunde ganz simpel. Der Benutzer steigt über unsere App ein und kann gleich nach dem Einloggen seine zu analysierenden Bauteile hochladen. Unsere Cloud-Lösung akzeptiert derzeit das gängige STEP-Format, aber auch native SolidWorks-Formate. In der Basisversion der App stehen die Machbarkeitsanalyse sowie die Potenzialerkennung zur Verfügung. Die Machbarkeitsanalyse zielt auf eine prozesssichere Fertigung ab. Die Potenzialerkennung gibt dem Anwender die Möglichkeit, in wenigen Sekunden die Bauteile zu finden, bei denen wir Optimierungspotenzial erkannt haben. Ein eigens entwickeltes
Machine-Learning-Modell wurde zusammen mit Gestaltungsexperten und Tausenden Bauteildaten trainiert. Mit einer über 92-prozentigen Genauigkeit ist die Potenzialerkennung der erste Schritt unserer Analyse.

Können Sie ein Beispiel dafür nennen?
Nehmen wir ein einfaches Gitterblech, bei dem ein Schenkel zu kurz konstruiert wurde. Die Fertigung an einer Biegemaschine würde zu Problemen führen. Lädt man dieses Bauteil in unsere App hoch, zeigt die Machbarkeitsanalyse sofort eine Warnung an, die darauf hinweist, dass das Bauteil so nicht prozesssicher gebogen werden kann. Zudem wird die entsprechende Stelle in der 3DAnsicht des Bauteils farblich gekennzeichnet.

Und was machen Konstrukteure oder Mitarbeiter aus der Arbeitsvorbereitung dann mit dieser Information?
Auch das ist praktisch ein Kinderspiel: Mit einem Klick wird die unterschrittene Schenkellänge an das Mindestmass angepasst. Dieser Konstruktionsvorschlag lässt sich als STEP-Datei herunterladen und direkt ins CAD-Programm übernehmen.

Wie stellt die App dabei sicher, dass nur Vorschläge gemacht werden, zu denen auch das Fertigungsequipment vorhanden ist?
Die Frage ist berechtigt, denn was nützt der tollste Vorschlag, wenn die erforderlichen Biegewerkzeuge dafür gar nicht vorhanden sind? Deshalb haben wir gängige Maschinendaten und Toolsets bereits hinterlegt. Bei Bedarf kann zudem in Abstimmung mit unseren Experten das Toolset des Blechbearbeiters initial in das entsprechende Kundenprofil eingepflegt werden.

Gerade langjährige Blechbearbeiter verfügen doch über das Wissen, solche Konstruktionsfehler zu erkennen und zu beseitigen, oder?
Sicher gibt es diese Blech-Experten, die so ein Bauteil sehen und wissen, dass dieses Bauteil nicht fertigbar ist. Solche Experten sind jedoch ein rares Gut und werden immer weniger. Zudem wird die Konstruktion von Blechbauteilen immer komplexer. Wir sehen eine steigende Variantenvielfalt bei geringeren Stückzahlen. Das bedeutet auch, dass der Konstrukteur viele Richtlinien und Strategien permanent im Kopf haben muss. Mit Optimate haben wir nun das richtige Werkzeug, hierbei zu unterstützen.

Angenommen die Optimate-App hat Optimierungspotenzial aufgedeckt. Wie geht es für den Anwender dann weiter?
Das ist ein sehr spannendes Thema: Wir realisieren gerade die Möglichkeit einer automatischen Umkonstruktion – wir nennen es «Automated Optimization». Die zuvor hochgeladene 3D-Grafik wird hierfür in einen 2D-Zuschnitt überführt, und die einzelnen Flächen werden in Bezug zu den Nachbarflächen dargestellt. Darauf basierend werden dann alternative Konstruktionsvorschläge generiert. Fällt beispielsweise eine ursprünglich vorgesehene Schweissnaht durch einen alternativen Biegeschritt weg, werden die Trennschnitte dafür gleich mitkonstruiert. In unserer App wird auch unmittelbar die dazugehörige Abwicklung mit entsprechender Materialoptimierung ausgegeben. Auch der Datensatz des umkonstruierten Bauteils steht per Mausklick sofort zum Download bereit.

Wird das Tool erfahrungsgemäss nur für neu konstruierte Blechbauteile genutzt?
Nein, nicht ausschliesslich, vermehrt optimieren unsere Kunden auch Bauteile, die bereits seit einigen Jahren so hergestellt wurden und unnötige Mehrkosten verursachten. Die Einsparung einer kostenintensiven Schweissnaht kann schliesslich schnell 40 Prozent der Herstellkosten einsparen.

Das hört sich wie die perfekte Digitalisierungslösung für die Blechbearbeitung an.
Unsere Optimierungslösung ist bislang einzigartig am Markt, und wir möchten mit Blick auf die Digitalisierung der Blechteilekonstruktion eine Vorreiterrolle einnehmen. Auf dem Weg dorthin sollten wir insbesondere zusätzliche Nutzwerteffekte nicht vernachlässigen. Wer optimiert fertigt, spart Maschinenstunden und Personalkapazitäten. Wenn ganze Arbeitsschritte, wie das kosten- und zeitintensive Schweissen, wegfallen oder der Materialverschnitt minimiert wird, bedeutet das zudem eine CO2-Reduzierung und hilft auf dem Weg zur Klimaneutralität.

Herr Steiling, vielen Dank für das Gespräch.

Weitere Informationen unter www.optimate.de

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Fachmesse und Symposium: Inspiration, Weiterbildung und Netzwerk

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International Giesserei-Fachmesse mit Technical Forum

Datum: 21.-25. Juni 2027

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Bezugsquellenverzeichnis