Hirschmann Automotive mit Sitz in Österreich ist ein weltweit tätiges Unternehmen der Automobilindustrie. Hirschmann Automotive ist Spezialist für massgeschneiderte Lösungen und beschäftigt weltweit fast 5'700 Mitarbeitende an sieben Produktionsstandorten. Seit mehr als 60 Jahren erneuert sich dieses Hightech-Unternehmen ständig, um zur Weiterentwicklung der Automobilindustrie beizutragen, und steht seit jeher für Bewegung und Strassenverkehrssicherheit. Hirschmann entwickelt und fertigt seine Produkte mit TopSolid. Die Softwarelösung TopSolid fungiert als treibende Kraft innerhalb der Gruppe, indem sie die Konstruktion von Produktionsmitteln, Giessenformen und Spezialmaschinen abdeckt. Ein Rückblick auf diese erfolgreiche Zusammenarbeit.
Qualität: eine absolute Priorität für Hirschmann
Das Kerngeschäft von Hirschmann Automotive ist die Entwicklung und Produktion individueller Lösungen für seine Kunden. «Unser Ziel ist es, bei der Entwicklung und Produktion innovativer Produkte für die Automobilindustrie führend zu sein. Daran arbeiten wir Tag für Tag. Das ist auch der Grund, warum wir die Qualität unserer Produkte bis ins kleinste Detail kontrollieren», erklärt Markus Ganahl, COO von Hirschmann.
Anschluss- und Kontaktlösungen, Hochspannungsanwendungen für Elektroautos, die Konfektionierung von Spezialkabeln, Kunststoff-Umspritztechnologien, Sensorsysteme usw. Hirschmann Automotive bietet ein breites Produktportfolio.
«Ein schneller Weg vom Prototyp bis zur Markteinführung eines Produkts ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor für einen Automobilzulieferer. Wir sehen es als unsere Aufgabe an, uns ständig weiterzuentwickeln und der Automobilindustrie sowie unseren Kunden modernste Produktionstechnologien und damit möglichst kurze Reaktionszeiten zu bieten», fährt Markus Ganahl fort.
Hirschmann: Wo der Werkzeugbau eine Schlüsselkompetenz ist
Mit der Eröffnung seines neuen Zentrums für Werkzeuge und den Bau von Sondermaschinen im Sommer 2017 hat Hirschmann seine Kapazitäten deutlich erweitert, insbesondere bei der Herstellung von Spritzgiesswerkzeugen. «Jetzt können wir die Anforderungen unserer Kunden präzise erfüllen. Von der mechanischen Bearbeitung bis zur Steuerungstechnik können wir nun alles aus einer Hand anbieten», erklärt Markus Gapp, Leiter der mechanischen Fertigung, um die Kundenorientierung des neuen Werkzeugzentrums in Rankweil zu verdeutlichen. In dieser Region produziert das Unternehmen jährlich rund 25 neue Spritzgusswerkzeuge. Diese Werkzeuge werden anschliessend zur Herstellung verschiedener Kunststoffteile verwendet, unter anderem auch in Rankweil. «Die Entwicklung und Fertigung unserer Spritzgusswerkzeuge ist sehr aufwendig. Wir stellen Formen mit 16, 32 und 64 Kavitäten her», betont der Leiter der Fertigung.
Wie Hirschmann auf TopSolid und seinen österreichischen Partner Evoltec setzt
Theoretisch nutzen alle Produktionsstandorte von Hirschmann die gleiche technische Ausstattung, und jede Fertigungstechnologie kommt an jedem Standort mindestens einmal zum Einsatz. «Auf diese Weise können wir gewährleisten, dass unser Produktionsprozess nicht unerwartet unterbrochen wird», erklärt Markus Gapp. Aus diesem Grund war es unerlässlich, Kontinuität zwischen den Maschinen und den Softwaretools herzustellen.
Aufgrund des Umfangs der Produktions- und Fertigungsaktivitäten setzt Hirschmann Softwarelösungen ein, die bestmögliche Kontinuität bieten und nicht aus isolierten Lösungen bestehen. «Wir nutzen TopSolid seit rund 15 Jahren und sind seit etwa 6 Jahren in allen unseren Tätigkeitsbereichen vollständig mit TopSolid 7 ausgestattet. Evoltec hat uns dabei geholfen, die Softwaremodule zu implementieren und die Fertigungsprozesse und -abläufe zu optimieren bzw. zu automatisieren», erklärt Markus Gapp, der mit der Professionalität des österreichischen Vertreters von TOPSOLID, der Evolving Technologies GmbH (Evoltec), äusserst zufrieden ist.
Mit mehr als 30 Jahren Erfahrung ist TOPSOLID weltweit führend bei vollintegrierten CAD/CAM-Lösungen für Anwender im Maschinen- und Werkzeugbau sowie in der Blechbearbeitung. «TopSolid bietet eine durchgängige digitale Kette zur Modellierung, Fertigung und Verwaltung von Bauteilen», schwärmt Mario Malits, Geschäftsführer von Evoltec. «Das kann ich nur bestätigen. Mit TopSolid können wir alle unsere Anwendungsfälle abdecken», ergänzt der Leiter der Fertigung, Markus Gapp.
Die Hirschmann-Gruppe verfügt über insgesamt 40 TopSolid-Lizenzen. Die gesamte Konstruktion der Produktionsmittel bis hin zur Werkzeugkonstruktion nutzt die integrierte CAD/CAM-Lösung für Fräsen, Drehen, Fräsdrehen und Funkenerosion.
Automatisierte Elektrodenfertigung
Um wöchentlich 400 bis 500 Elektroden herzustellen, setzt Hirschmann das TopSolid’Electrode-Modul ein, das die Geometrie der Elektroden nahezu automatisch erstellen kann. Aufgrund der hohen Stückzahlen ist es unerlässlich, die Programmierung durch spezielle Verfahren so weit wie möglich zu vereinfachen und zu automatisieren. «Wir fertigen Zero-Gap-Elektroden und geben die Parameter ein, die die Untermasse steuern. Den Rest erledigt der Postprozessor im Hintergrund», erklärt der Leiter der Fertigung. Trotz dieses hohen Automatisierungsgrades ist der Prozess absolut sicher, wie Markus Gapp erläutert. «In den letzten Jahren hatten wir dank des Einsatzes von TopSolid’Electrode und der integrierten Simulation keine einzige Kollision. Das finde ich ziemlich bemerkenswert.»
Zudem wird bei Hirschmann jede gefräste Elektrode zu 100 % geprüft. «Dies geschieht mit einem von Evoltec entwickelten Mess-Plugin, das es uns ermöglicht, innerhalb von 2 Minuten einen Vergleich zwischen Soll- und Ist-Werten durchzuführen», fährt Markus Gapp fort. Bei komplexen und anspruchsvollen Bauteilen kommen oft 100 oder mehr Elektroden zum Einsatz, weshalb Hirschmann eine Software benötigt, die 100-prozentige Unterstützung bietet und die zahlreichen Positionen der Elektroden absolut zuverlässig an ein IT-Steuerungssystem übermitteln kann. «Gemeinsam mit Evoltec haben wir die entsprechenden Schnittstellen definiert, sodass wir uns voll und ganz auf TopSolid verlassen können», erklärt der Leiter der Fertigung, um diese enge Zusammenarbeit zu veranschaulichen.
Nahezu alle Bearbeitungsstrategien kommen zum Einsatz
Die NC-Programme zur Bearbeitung der Elektroden werden anschliessend in TopSolid’Cam erstellt. Das Teil wird dann direkt in der Umgebung der Maschine programmiert. Der Benutzer erstellt das gesamte System zur Befestigung des Teils mit allen Spannvorrichtungen, die das Werkzeug stören könnten, und erhält zudem eine optimale Simulation und Kollisionskontrolle. «Wir arbeiten ausschliesslich mit nativen Daten. Wir haben keinerlei Schnittstellen zu Fremdsystemen. Die Dateien werden direkt und an einem einzigen Ort gemeinsam genutzt. Das Informationssystem ist vollständig integriert. Ändert sich ein Mass einer Elektrode, ändern sich das Bauteil und seine Masse im Programm ebenfalls sofort», fährt der Leiter der Fertigung fort. Mario Malits erklärt, dass all dies durch ein PDM-System ermöglicht wird, das auf SQL statt auf Dateien basiert. «Die Bearbeitungsprogramme werden in Echtzeit nur für einen Benutzer freigegeben. Alle Daten sind miteinander verknüpft oder verweisen aufeinander, sodass jedes Bauteil weiss, wo es zum Einsatz kommt.»
Flexibler Formenbau
Bei Hirschmann kommen in der NC-Programmierung fast alle Bearbeitungsstrategien zum Einsatz. «Von 2D bis zur Bearbeitung in fünf Achsen gleichzeitig, 2,5D und Elektroerosion – wir nutzen die Möglichkeiten der Software voll aus“, erklärt Markus Gapp, der zudem darauf hinweist, dass seine Abteilung eine sehr breite Palette an Teilen herstellt, von sehr kleinen, oft filigranen Teilen aus äusserst widerstandsfähigen Materialien bis hin zu 500-kg-Formkonstruktionen.
«Ein weiterer Vorteil von TopSolid ist, dass alle technischen Fertigungsparameter (Toleranzen, Oberflächenqualitäten usw.) automatisch von TopSolid’Electrode an TopSolid’Cam übertragen werden. Das erspart uns viel Arbeit und bietet absolute Sicherheit, da keine Dateneingabefehler mehr gemacht werden können», betont Mario Malits. Ein Sicherheitsfaktor, der nicht zu unterschätzen ist.
Für Markus Gapp zeichnet sich TopSolid zudem durch die intensive Zusammenarbeit mit Evoltec aus. «Wir pflegen eine sehr enge Partnerschaft und haben bereits zahlreiche spezifische Anwendungen gemeinsam entwickelt. Zum Beispiel einen universellen Postprozessor, mit dem wir die Parameter all unserer Hermle-Maschinen steuern können, die zur Herstellung von Giessenformen eingesetzt werden – unabhängig vom Modell oder der Art der numerischen Steuerung“.
Ein ungewöhnlicher Ansatz, der Hirschmann einen hohen Mehrwert und maximale Flexibilität bietet. «Wir verfügen über einen Pool verschiedener Programme. Egal, was passiert – ob ein Mitarbeiter krank ist, ein Programm vorzeitig endet oder ein Bauteil unbedingt vorgezogen werden muss –, wir können das Programm auf jeder anderen Maschine ausführen, da die wichtigen Parameter für die Achsen bereits auf der Maschine vorhanden sind, wie zum Beispiel der Verfahrweg, die Werkzeugwechselpositionen und der minimale Achsabstand, da wir diese zusammen mit den Maschinenparametern ansprechen“, betont der Produktionsleiter, um die daraus resultierende Flexibilität zu veranschaulichen. Hirschmann schätzt dieses fortgeschrittene Programmier-Know-how sehr. «Dank unserer intensiven Zusammenarbeit können wir Projekte, die für beide Seiten von Interesse sind, direkt vor Ort entwickeln und fast im Live-Modus programmieren. Wir benötigen nur wenige Korrekturrunden und können das neue Programm immer sofort testen», fügt Mario Malits hinzu, als er diese einfache und direkte Zusammenarbeit beschreibt.
Hochgeschwindigkeitsbaugruppen mit TopSolid
Hirschmann stellt an seinem Standort in Rankweil nicht nur Spritzgiesswerkzeuge her, sondern entwickelt und baut auch «High-Speed-Assemblies», die Verbindungs-, Kontakt- und Sensorsysteme sowie spezielle Kabellösungen zusammenfügen. «Die dafür benötigten Komponenten werden ebenfalls in TopSolid programmiert – in einem Anwendungsfall, der sich völlig von unserer Formenbau-Tätigkeit unterscheidet, bei der wir Teile auf die nächste Hundertstel- oder sogar Mikrometergenauigkeit fertigen. Im Sondermaschinenbau müssen wir Aluminiumteile schnell und zu möglichst tiefen Kosten mithilfe intelligenter Strategien fertigen», betont der Leiter der Fertigung und erläutert dabei die unterschiedlichen Anforderungen, denen TopSolid gerecht werden muss.
Verfolgung der exakten Modellierung von Rohteilen mit Parasolid
Für Markus Gapp ist die Nachverfolgung des TopSolid-Rohmodells mit Parasolid besonders effektiv und äusserst präzise. «Das ist vor allem bei der 2D-Konstruktion von Spezialmaschinen und bei der 2,5-D-Konstruktion von Formen nützlich. Wir können das Restmaterial direkt am physischen Rohteil bearbeiten. Und das funktioniert sehr intuitiv. Wir sparen viel Zeit bei der Konturumwandlung. Für die 3D-Bearbeitung komplexer Teile können wir mit einem einzigen Mausklick problemlos mit einem facettierten Rohmodell arbeiten.»
Die Version 7.14 von TopSolid verfügt zudem über die neue BoostMilling-Funktion, eine von TOPSOLID entwickelte Frässtrategie für eine schonendere und effizientere Spanabtragung (Trochoidfräsen). «Auf diese Weise sind wir nicht von Drittanbietern abhängig, die Berechnungszeiten wurden massiv reduziert und die Möglichkeiten zur Anpassung wurden ebenfalls deutlich verbessert», erklärt der Geschäftsführer von Evoltec.
Ein Schritt in Richtung papierlose Fertigung
«Hirschmann ist unser grösster Kunde in Österreich und zugleich der Kunde mit dem grössten Anwendungs-Know-how. Eine Tatsache, die die hohe Qualität des Teams verdeutlicht», erklärt Mario Malits, Geschäftsführer von Evoltec. Diese hohe Qualität wird in Rankweil durch eine erstklassige Ausbildung der Lernenden erreicht, die von modernsten Produktionsmitteln und drei TopSolid-Lizenzen profitieren. «Es ist wichtig, die Lehrlingsausbildung attraktiv zu gestalten, insbesondere für die jüngere Generation. Daher ist eine moderne Softwareumgebung sehr wichtig», betont Markus Gapp und verweist dabei auch auf die umfassende Unterstützung von TopSolid für Hirschmann.
Markus Gapp freut sich besonders, denn diese umfassende Softwarelösung hat den Weg für eine papierlose Fertigung geebnet. «Alle unsere wichtigen Daten befinden sich in einem einzigen System, was die papierlose Fertigung erleichtert. Zudem verfügen alle Arbeitsstationen an den Maschinen über einen eigenen PDM-Viewer, über den unser Team die Programme usw. einsehen und vor Ort erneut simulieren kann. Ich glaube, dass TopSolid wahrscheinlich die einzige Software ist, die dieses Mass an Datenkontinuität bietet und gleichzeitig optimale Lösungen für jede Fertigungsstrategie vorschlägt. Auf jeden Fall sind wir rundum zufrieden.“
