F1 Sim Racing F1 Sim Racing: Von der Idee zum fertigen Controller

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Time-to-Market verkürzen, Kosten reduzieren, Produktqualität verbessern – all das verspricht Product Lifecycle Management. Wie dies in der Praxis aussehen kann, zeigt das Beispiel des F1 Sim Racing Steering Wheel von Autodesk.

Fahrspaß ganz ohne CO2-Emissionen – das geht beim Sim Racing. Der digitale Motorsport wird immer beliebter und lebt natürlich auch von der Nutzung entsprechender Hardware. Die passende Hardware in Form eines von der Formel 1 inspirierten Rennlenkrades präsentierte Autodesk auf der Hannover Messe. Und lockte damit nicht nur Sim-Racing-Fans an den Stand, sondern lieferte anhand dieses Beispiels vor allem Einblicke in den Entstehungsprozess von der ersten Idee zum fertigen Produkt innerhalb einer Softwarelösung. Damit demonstrierte das internationale, standortübergreifend arbeitende Projektteam, wie sich Product Lifecycle Management (PLM) pragmatisch umsetzen lässt und zeigt auf, warum es sich lohnt, in Daten- und Prozessmanagement zu investieren.

Der Herstellungsprozess des F1 Sim Racing Steering Wheels

Geht es darum, für Effizienzsteigerungen im Bereich der Fertigung und Produktentwicklung zu sorgen, bringt die funktionsübergreifende Koordination der Daten und Prozesse viele Vorteile: Neben verbesserter Produktqualität durch die zentrale Verwaltung von Produktinformationen können Fehler und Redundanzen reduziert werden. Auch der Kosteneinsatz sinkt durch die Verknüpfung von Design-, Entwicklungs- und Herstellungsprozessen. Dank des reibungslosen und abteilungsübergreifenden Informationsflusses können Entscheidungen schneller getroffen und Arbeitsabläufe effizienter gestaltet werden. Der Lebenszyklus- Ansatz erlaubt zudem, Nachhaltigkeitsfaktoren wie Material- und Ressourceneinsatz im Blick zu behalten und tragen so dazu bei, den ökologischen Fußabdruck von Produkten zu reduzieren. Vor allem trägt die Nutzung von PLM aber dazu bei, die Zusammenarbeit für alle Beteiligten sowohl im Unternehmen als auch bei externen Partnern zu vereinfachen: Durch den zentralen Zugriff auf gemeinsame Daten und Informationen sind alle Projektbeteiligten stets auf dem aktuellen Stand und Projekte können vom ersten Schritt bis zur Fertigstellung innerhalb eines einzigen Systems abgebildet werden.

Wie dies aussehen kann, zeigt ein Team von Autodesk mit dem F1 Sim Racing Steering Wheel. Es gilt als Beispiel eines gesamten Lifecycle-Prozesses eines Produktes von A bis Z in nur einem Programm – der Fusion Industry Cloud.

F1 Sim Racing: Von der Idee ins Modell

Die Konstruktion des F1-inspirierten SIM-Rennsportlenkrads begann mit einer Konzeptskizze für die Form, die sich mithilfe von Fusion in 2D-Drahtgitterprofile konvertieren ließ. Damit waren Größe und Form bestimmt, die anschließend durch die Nutzung digitaler Volumen- und Flächenmodellierungswerkzeuge in ein 3D-Modell übertragen wurden. Nachdem das äußere Erscheinungsbild finalisiert war, ging es um die inneren mechanischen Teile wie Schaltgetriebe, Schaltwippen, Schnellverschlussmechanismen sowie alle Befestigungen, die für die Montage des fertigen Lenkrades erforderlich sind. Hier begann bereits der Kollaborationsprozess, denn die einzelnen Komponenten wurden nicht separat, sondern gemeinsam von Experten direkt im digitalen Modell in der Cloud entwickelt.

Viele Fertigungstechniken

Dabei arbeiteten unterschiedliche Funktionen an verschiedenen Komponenten: Die Handgriffe des Controllers sind mithilfe additiver Fertigung entstanden. Diese wurden mit Freiformen modelliert. Vorbild waren die Hände des zuständigen technischen Spezialisten. Mithilfe von Fusion konnte er einen Scan seiner Hand erstellen, den er dann im weiteren Verlauf als Grundlage verwendete. Produziert wurden die Griffe sowie andere Blechteile schlussendlich von einem Spezialisten für additive Fertigung, der mittels eines Add-ins für Fusion die Bauteile direkt übertragen, im 3D-Druck-Verfahren fertigen und an das Team senden konnte – alles, ohne die gemeinsame digitale Plattform zu verlassen.

Auch CNC-Fertigung steckt im F1 Sim Racing Steering Wheel: Die Carbonplatte, die die Basis des gesamten Produkts bildet und für die Festigkeit des Bauteils sorgt, aber auch die Schaltwippen im Inneren und die Kupplungspedale am Griff wurden mit einer 5-Achs-CNC-Fräse in England produziert. Der hierfür zuständige Subunternehmer arbeitet eng mit dem Autodesk Technology Center Birmingham zusammen, in dem viele neue additive, subtraktive und fertigungstechnische Verfahren erprobt und demonstriert werden. Ergänzt wird die Carbonplatte durch eine Art Spinne aus Edelstahl. Diese wurde mit generativem Design entwickelt und im 3D-Metalldruckverfahren produziert. Realisiert wurde dieses Bauteil ebenfalls mit einem externen Partner – One Click Metal aus Baden-Württemberg. Durch eine Verschraubung mit der Carbonplatte garantiert sie maximale Stabilität.

Die Rückseite des Controllers ist ein Spritzgussbauteil, das im Autodesk Technology Center Birmingham in eine Spritzgussform gefräst wurde. Hier zeigt sich abermals die Stärke von inklusiven digitalen Werkzeugen: In Fusion konnte das finale Bauteil für die Rückseite nicht nur konstruiert werden, auch die dazugehörige Spritzgussform ließ sich entwerfen, ebenso wie die NC-Programmdaten, um das Bauteil dann letztlich auch zu fertigen, hier ebenfalls mit einer CNC-Fräse. Diese kam auch bei der Fertigung der verschiedenen Drehfrästeile, die im Quick Connector des Lenkrades verbaut sind, zum Einsatz.

Damit sind verschiedenste Fertigungstechniken abgedeckt: Von CNC-Fertigung über strahlgeschnittene Teile bis hin zu Injection Molding.

PLM schafft Kapazitäten

Das Beispiel des Lenkrades zeigt, welche Vorteile die Nutzung integrierter Industrielösungen haben kann: Hier hat ein internationales, großes Team aus zahlreichen Experten für verschiedene Design- und Fertigungsdomänen gemeinsam mit Lieferanten und Partnern an einem Produkt zusammengearbeitet und dabei reibungslos kollaboriert, weil alle notwendigen Projektinformationen durchgängig und ohne Datenbrüche jederzeit zur Verfügung standen. Auch bei notwendigen Änderungen im Design, was gerade in der Frühphase häufig vorkommt, sind alle Projektbeteiligten zu jeder Zeit informiert.

Die Nutzung dieser Technologie ermöglicht auch, die eigenen Ressourcen effizient einzusetzen: Da es auf diese Weise viel einfacher wird, Bauteile von externen Partnern fertigen zu lassen, können die eigenen Kapazitäten sinnvoller eingesetzt werden. Mit Blick auf gelungenes Product Lifecycle Management zeigt die Zusammenarbeit am Lenkrad, dass signifikante Effizienzgewinne möglich sind –und zwar für alle Beteiligten.