Bevor die Produktion überhaupt anläuft, entsteht in der Abteilung Konstruktion / Arbeitsvorbereitung ein sogenannter digitaler Zwilling. Der Zwilling wird die Produktion begleiten, bis das Bauteil fertiggestellt ist.

„Wir arbeiten mittlerweile in der Regel mit einem 3D-Modell“, erzählt Konstrukteur Frank Streit. „Das Modell wird im Rechner visualisiert. Sie können das Modell drehen, Koordinaten abgreifen, eine Kollisionsprüfung vornehmen. Aus dem 3D-Modell wird dann alles weitere abgeleitet: Zeichnungen natürlich, aber zum Beispiel auch Stücklisten für die Kalkulation oder den Einkauf.“

Das Modell erleichtert nicht nur die Erarbeitung aller notwendigen Unterlagen für unsere Abteilungen und den Kunden. Das Modell ermöglicht die Simulation und Prüfung aller produktionsrelevanten Aspekte. So erfolgt für alle Bauteile eine Kollisionsprüfung. Das Verformungsverhalten kann in der Konstruktion berücksichtigt werden. Produktionsbedingungen, logistische Einschränkungen oder Automatisierungsmöglichkeiten können früh im Projektverlauf festgelegt werden.

„Im Modell arbeiten wir im Maßstab 1:1. Eine Brücke, die in der Realität einen Kilometer lang ist, ist auch im Modell einen Kilometer lang. Wir können also an kleinste Details heranzoomen, können aber genauso auch das große Ganze in den Blick nehmen.“ (Jörg Neudel, Konstruktion / Arbeitsvorbereitung)

NC- und CNC-Daten für die zu fertigenden Bauteile liegen im Netzwerk, an das die verschiedenen Maschinen angeschlossen sind. Bearbeitungsmaschinen wie Fräswerk oder Drückportal werden so direkt mit den notwendigen Daten versorgt.

„Im Meisterbereich schauen wir uns die 3D-Modelle auch direkt am Rechner an. So können wir genau analysieren: Wie fertigt man am günstigen? Welche Vorgehensweise ist effizient? Welche Reihenfolge im Zusammenbau ist sinnvoll? Wir versuchen, das Datenmodell so genau wie möglich umzusetzen. Dazu müssen wir die Physik des Bauteils verstehen und beherrschen. So einfach wie in der Theorie ist es in der Praxis ja meistens nicht. Die digitale Technik unterstützt uns zum Beispiel darin, verschiedene Zustände zu simulieren, zwischen Ausgangszustand und Endzustand zu unterscheiden.“ (Olaf Jasinski, Meister Zusammenbau)

Das Ziel beim Einsatz digitaler Modelle ist klar: das Zusammenwirken von Schlosser, Schweißer und beispielsweise CNC-Fräser soll effektiver und präziser vonstatten gehen. Die Geschwindigkeit von Schweißportal oder Fräswerk hat sich in den letzten Jahren vervielfacht – auch weil manuelle Steuerungen durch Automatisierung abgelöst wurden. Die Genauigkeit einer CNC-Fräse ist im manuellen Betrieb selbst für erfahrene Kollegen nur schwer zu erreichen – die Schnelligkeit hingegen ist konkurrenzlos.

„Manchmal programmiert man länger als die Maschine dann für die Ausführung benötigt,“ beschreibt Christian Graef, der bei PST sowohl konventionelle Fräsen als auch CNC-Fräsen bedient hat. „Man stellt sich das ja immer so vor: Man hat ein Programm, dann drückt man einen Knopf und dann geht das alles von allein. Das ist aber falsch. Wir programmieren zu 95 % selbst – aus der Zeichnung heraus oder auf Basis digitaler Daten. Die beste digitale Technik nützt nichts ohne das notwendige Fachwissen.“

Während aller Bearbeitungsschritte erfolgt bei PST ein Abgleich zwischen Datenmodell und physischem Werkstück. Wir stellen an jeden Bearbeitungsschritt neben der Einhaltung der Terminsicherheit höchste Ansprüche in Sachen Präzision und Qualität.

Dazu kommen Hochpräzisions-Geräte zum Einsatz wie ein Tachymeter modernster Herstellung. Anhand des Modells wurden schon in der Arbeitsvorbereitung gemeinsam mit allen Ausführenden Messpunkte vereinbart, die im gesamten Projektverlauf als Referenzpunkte dienen. Auf dieser Basis können definierte Soll-Koordinaten jederzeit mit den realen Ist-Koordinaten abgeglichen werden, um Abweichungen und Verschiebungen festzustellen.

Das schon mit dem Modell angelegte Vermessungsprotokoll dokumentiert so den gesamten Produktionsprozess und ist ein wichtiges Dokument für die Qualitätssicherung.

„Die begleitende Vermessung fängt schon im Zusammenbau an. Wenn die Einzelelemente zusammengebaut werden, muss sichergestellt werden, dass bezogen auf die Einzelelemente die Geometrie stimmt. Daher fließen die Vermessungsergebnisse kontinuierlich in den Produktionsprozess ein. Fertige Bauteile vermessen wir dann, um deren Koordinaten mit den Baustellenkoordinaten abzugleichen. Ähnlich wie im Schiffbau. Ich klinke mich in das Bauteil über fest definierte Messpunkte ein und sehe sofort, ob ich in Höhe, Breite oder Tiefe Abweichungen habe.“ (Markus Ritter)