Additives Fertigungssystem

Andreas Mühlbauer,

AM Factory: IT-vernetzte Turnkey-Anlage

Auf der Hannover Messe präsentiert Arburg die „AM Factory“: Eine informations­technisch vernetzte Turnkey-Anlage rund um einen Freeformer 300-3X und einen Sechs-Achs Roboter funktionalisiert Varianten von Standard-Greiferplatten.

Mit der individualisierten Greiferplatte kann der Sechs-Achs-Roboter die ausgewählte Figur auf dem Schachbrett umsetzen. © Arburg

Das Produktportfolio von Arburg umfasst Allrounder-Spritzgießmaschinen und den Freeformer für die industrielle additive Fertigung. „Mit unserer AM Factory zeigen wir, wie ein automatisierter und informationstechnisch vernetzter Freeformer Serienprodukte individualisieren kann“, erläutert Heinz Gaub, Geschäftsführer Technik bei Arburg. „In unserem Praxisbeispiel veredelt ein Freeformer Vakuumgreifer-Grundplatten aus Aluminium "on demand" mit funktionalen Konturen aus weichem Kunststoff." Die komplette Handhabung inklusive der Funktionsprüfung des neu erstellten Greifers übernimmt ein Sechs-Achs-Roboter. Mit Hilfe des Scada-Systems ATCM lässt sich jeder Greifer in Bezug auf seine Entstehung zu 100 Prozent rückverfolgen.

Vollautomatisiert industriell additiv fertigen

Der Ansatz des Maschinenbauers ist es, Serienteile mittels industriellem  Additive Manufacturing (AM) vollautomatisiert und rückverfolgbar funktional zu individualisieren und so einen Mehrwert zu schaffen. Dazu gehört auch die Integration weiterer Prozessschritte. Exemplarisch produziert die Turnkey-Anlage individuelle Greiferplatten für Schachfiguren.

Der Besucher legt am Terminal fest, welche Schachfigur des in der Fertigungszelle aufgebauten Schachspiels bewegt werden soll. Der Freeformer trägt die funktionale TPE-Kontur passend zur jeweiligen Schachfigur auf die Greiferplatte: Für die einzelenen Figuren gilt es, die passende Greifergeometrie zu ergänzen, um die Figur damit per Vakuum „greifen“ und bewegen zu können. Der Sechs-Achs-Roboter entnimmt eine Grundplatte aus dem Schachtmagazin und führt sie der Station „Laserbeschriftung“ zu. Dort wird sie mit einem DM-Code gekennzeichnet und ist somit eindeutig rückverfolgbar.

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Das Einlegeteil wird nun auf einem Werkstückträger platziert. Dann wechselt der Roboter seinen Greifer, um den Werkstück­träger aufzunehmen und der nächsten Station zuzuführen. Dort wird die Grundplatte plasmabehandelt und vor Einlegen in den Bauraum gescannt, um den 3D-Druck-Auftrag an den Freeformer 300-3X zu übergeben. Für das Öffnen und Schließen der Bauraumtür zum Bestücken und Entnehmen der Bauteile kommunizieren Sechs-Achs-Roboher und Freeformer über eine Euromap-67-Schnittstelle.

Entsprechend des hinterlegten Auftrags fertigt der Freeformer in rund drei bis vier Minuten Bauzeit die gewünschte funktionale Kontur aus dem elastischen Kunststoff TPU. Danach wird der Werkstückträger entnommen und das Bauteil erneut gescannt. Dadurch erhält nun der Roboter die Information, mit welcher Schachfigur er die Greiferplatte funktional prüfen soll.

Funktionsprüfung inline

Der Roboter legt den Werkstückträger ab und wechselt erneut zum Greifer für die Handhabung der Grundplatte. Damit führt er das individualisierte Bauteil noch in der Fertigungszelle einer taktilen Funktions­prüfung zu. Dazu wird die gewünschte Spielfigur angesaugt und auf dem Schachbrett umgesetzt. Das ist nur möglich, wenn die additiv aufgetragene Kontur exakt zur Figur passt. Die Schachfiguren selbst wurden vorab von einem Freeformer 200-3X aus ABS gefertigt.

Scada-System erfasst Prozess- und Qualitätsdaten

Das Scada-System Turnkey Control Module (ATCM) ist für neue Turnkey-Anlagen von Arburg erhältlich und verfügt über eine anlagenspezifische Oberfläche. Voraussetzung zur Implemen­tierung und Datentransfer ist ein Allrounder mit OPC-UA-Schnittstelle. Jedes Bauteil erhält im ATCM automatisch eine eigene Nummer (ID). Die Hauptaufgabe des Scada-Systems ist, teilespezifische Prozessparameter und Prüfergebnisse zu erfassen und zusammenzuführen. Die einzelnen Datensätze werden über OPC UA in festgelegten Intervallen einem auswertenden System bereitgestellt. Auf diese Weise lässt sich jedes Teil vom Spritzgießprozess oder der additiven Fertigung über die Qualitätssicherung bis zum Ausschleusen aus der Fertigungszelle lückenlos dokumentieren.

Bauteile zu 100 Prozent rückverfolgbar

Über ihren DM-Code ist jede Greiferplatte zu 100 Prozent rückverfolgbar. Auf einer individuellen Website werden nach Scannen des Codes Fertigungsdaten wie Bauzeit, Material, Druckverlauf und Bauraumtemperatur dargestellt. Darüber hinaus kommt bei der „AM Factory“ eine modulare und skalierbare Sicherheitssteuerung zum Einsatz, die Arburg speziell für komplexe Turnkey-Anlagen entwickelt hat.

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