Mit digitalem Zwilling Feinguss-Prozesse simulieren

Ist die Geometrie des Feingussteils für den Einsatzzweck optimal? Ist das ausgewählte Material das Richtige? Kann Material eingespart werden? Wie können die Teile am wirtschaftlichsten gefertigt werden? Wie kann gemeinsam der Kundennutzen erhöht werden? Auf diese Fragen kann das Team von Feinguss Blank frühzeitig im Entwicklungsprozess Antworten geben. Der Digital Twin by Feinguss Blank ist dabei der Schlüssel zu nachhaltigem Kundennutzen.

Beim Feinguss lassen sich dank Simulation deutliche Verbesserungs- und Einsparpotenziale realisieren – noch bevor das Bauteil in die Produktion geht. Mit dem Digital Twin by Feinguss Blank ist es jetzt möglich, die wesentlichen Schritte der Fertigung zu simulieren und auf diese Weise Schwachstellen zu erkennen und bereits vor der eigentlichen Produktion zu beseitigen.

Additive Verfahren bieten zudem die Möglichkeit, jeden einzelnen Fertigungsschritt schon vor einer kostenintensiven Werkzeugbestellung und Musterfertigung nachzubilden – beispielsweise durch 3D-Druck. Damit wird das eigentliche Bauteil schon vor dessen Realisierung optimiert und verbessert im Hinblick auf Prozessfähigkeit und Kostenstruktur.

Die Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg präsentiert diese Innovation mit ihrem ThinKing im Mai 2017. Die Leichtbau BW GmbH gibt mit diesem Label monatlich innovativen Produkten oder Dienstleistungen im Leichtbau aus Baden-Württemberg eine Plattform.

Entwicklungskette ist komplett digital

Im Rahmen des Digital Twins sind verschiedene Simulationen möglich. Dazu zählen Werkstoffsimulation, FEM-Berechnung, Gieß- und Erstarrungssimulation sowie Topologieoptimierung. Ausgehend von den 3D-Daten des Kunden ist die Entwicklungskette somit komplett digital. Die gewonnenen Erkenntnisse aus den unterschiedlichen Design- und Prototypenphasen ermöglichen später in der Serie eine optimale, auf den Kunden zugeschnittene Fertigung.

Nach der erfolgreichen Teile- und Prozessoptimierung lassen sich mit Unterstützung additiver Fertigungsverfahren noch schneller marktfähige Produktlösungen herstellen. Feinguss Blank hat dabei mehrere Verfahren in petto, etwa für die schnelle Herstellung kostengünstiger Prototypen: Additiv gefertigte Wachsteile für das Feingussverfahren ermöglichen es, erste Vorserienteile abzubilden. Im Angebot sind auch Frästeile aus Metall und Wachs für erste Versuche im Fertigungs- und Einsatzprozess. Last but not least produziert das Unternehmen aus Riedlingen auch additiv gefertigte Prototypen aus Metall beispielsweise mit dem SLS (Selektives Lasersintern)-Verfahren.

Reduzierter Bearbeitungsaufwand durch intelligenten Leichtbau

Im Feingussverfahren sind mithilfe der Erkenntnisse des Digital Twins unter anderem eine Gewichtsoptimierung und somit Reduzierung der Material- und Prozesskosten möglich. Realisiert werden können auch komplexe Geometrien oder schwierig zu verarbeitende Werkstoffe. Grundsätzlich gestaltet sich der Prozess attraktiver und wirtschaftlicher durch die Erkennung und Nutzung von Einsparpotenzialen. Weitere Vorteile sind die Reduzierung des Bearbeitungsaufwands durch intelligenten Leichtbau, Minimierung der Entwicklungszeiten sowie die Verringerung von Serienanlaufkosten. 

Die Vorteile des Digital Twins liegen somit auf der Hand: Es können verschiedene Varianten ausgetestet und die bestmögliche ausgewählt werden. Neben der Kosteneinsparung erhält unser Kunde Planungssicherheit und einen verlässlichen, kompetenten Entwicklungspartner.

Bild oben: Additive Verfahren wie SLS bieten die Möglichkeit, jeden einzelnen Fertigungsschritt nachzubilden. Quelle: Feinguss Blank