Digimagazine voor de verspanende en additive manufacturing industrie in de Benelux

Thema: meten in de machine

Van Kessel Machinefabriek: manarm verspa-nen vereist meten in de machine.

iMachiningSlimmer frezen spaart tijd en gereedschappen.

3D printenLandré stapt in digital manufacturing met nieuwe machines voor 3D printen.

Capaul

Materiaal opslaan, bewerken en meten in één ruimte.

Laser draaienMonforts bouwt machine voor laser ondersteund draaien. Keramiek kun je nu vanaf staf bewerken.

Nr 4 - juni 2011

Business caseNijhuis Pompen gebruikt 3D zandvormprinten van Voxeljet.

R E D A C T I O N E E L

2 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

Adverteerders in deze uitgave

Renishaw (7)

Mikron / AgieCharmilles (22)

Business case

Voxeljet / Palio (16)Made-in-Europe.nu digimagazine wordt uitgegeven door VOF Franc Coenen Publiciteit en is onderdeel van het concept Made-in-Europe.nu / verspaning. De website en het digimagazine richten zich op de verspanende industrie in Nederland en België en informeren over efficiënt verspanen en digital manufacturing.

Redactie: VOF Franc Coenen Publiciteit - T +31 46 4333 123 - Schuttersdreef 72 - 6181 DS Elsloo - E redactie@made-in-europe.nu Twitter @madeineuropenu LinkedIn: Made in Europe Verspaning Advertenties: ACTA Uitgevers-organisatie - Arno Römers - T +31 475 463 465 E arno@actauitgevers.nl

© VOF Franc Coenen Publiciteit

Onbemand meten

Manarm verspanen is de trend. Er komen steeds meer oplossingen om je producten manloos op en van de machine te halen. “Maar als ik dat ‘s nachts laat gebeuren, wil ik wel zeker zijn dat ik ‘s ochtends de juiste stukken klaar heb, binnen de toleranties, ook als ze nauwkeurig zijn”, zegt Ton van der Velden van Van Kessel Machinefabriek in dit nummer. Hij heeft meegedaan aan een project van Syntens over dit thema. Want manarm en efficiënt verspanen is goed, maar het mag niet ten koste van de kwaliteit gaan.

In deze uitgave verder onder andere al een kleine vooruitblik naar de EMO in september, waar machines weer groen gaan kleuren. Een business case van Voxeljet 3D printtechniek bij de gieterij van Nijhuis Pompen in Winterswijk en een interview met de directie van Landré. Waarom stappen ze juist nu in het 3D printen?

Veel leesplezier.

Franc Coenen

Reageren? franc.coenen@made-in-europe.nu

Capaul Precision Mechatronics in het Belgische Eupen heeft al langer het slijpen vervangen door het hard draaien. Recent heeft de verspaner om de kwaliteit verder te verbeteren, geïnvesteerd in een productiehal met klimaatbeheersing. De foto beneden is een van de delen die op de Hembrug Mikroturn 100 CNC uit 2003 worden gemaakt, met een nauwkeurigheid van 1 µm.

D U U R Z A A M

Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011 3

Gereedschapmachines moeten groener worden. Of we nu willen of niet, met de huidige groei van de wereldbevolking naar 9 miljard mensen tegen het midden van deze eeuw, kunnen we niet op de huidige voet blijven doorleven. De EMO kleurt daarom dit jaar in Hannover een beetje groen. Terecht dat het thema duurzame productie zoveel aandacht krijgt, vindt professor Reimund Neugebauer van het Fraunhofer IWU in Chemnitz.

7 Miljard Dit najaar passeert de wereldbevolking de kaap van 7 miljard. Daarvan leven er 1,5 miljard in welvaart, 5,5 miljard zijn er zoals Neugebauer uitdrukt “in beweging”. Of je nu de aanhangers van de opwarmingstheorie door de mensheid aanhangt of gelooft dat de mens nauwelijks invloed heeft op de klimaatverandering, energie- en grondstoffen besparen is altijd goed. “Want we hebben in de productie een paradigmawissel nodig. We moeten oplossingen bedenken die minder energie nodig hebben.” Daar zijn de gereedschapmachines een enabler voor: met moderne

productietechnieken kun je efficiënter met energie en grondstoffen omgaan of energiezuinigere producten maken. Tegelijkertijd moeten ze ook zelf energiezuiniger worden. Helaas, zo constateert Neugebauer, is energie nog nauwelijks een thema in het aankoopproces van een machine. “Nauwkeurigheid, stabiliteit, proceszekerheid en betrouwbaarheid, dat zijn de beslissende factoren. Energieverbruik staat onderaan het lijstje.”

Politieke druk Dat zal gaan veranderen, voorspelt de Duitse hoogleraar. Naarmate de politieke druk op de sector groter wordt en energieprijzen verder stijgen, gaan gebruikers van machines op het energieverbruik letten. Neugebauer ziet dat heel breed: van verminderen van massa die je moet bewegen tot energiezuinigere motoren tot efficiëntere werkwijzen. “Ook virtueel werken draagt bij. Elke fout die we nu in de productie maken, kost namelijk energie en materiaal.” Neugebauer ziet

overigens bij enkele grote automobielbedrijven in Duitsland de eerste kentering op gang komen. Enkele hiervan hebben aangekondigd om het thema energie-efficiency in het lastenboek bij investeringen in machines op te nemen.

Groene machines

Energie-audit

In België starten Sirris en de KU Leuven samen een energieproject voor gereedschapmachines. In het kader van dit Eco2Cut project kunnen verspanende bedrijven een tweedaagse energie-audit laten uitvoeren. Aan de hand daarvan krijgen ze inzicht in het energieverbruik van hun machines.

Info: jef.loenders@sirris.be

I N N O V A T I E

4 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

Moeilijke materialen De onderzoekers van het Fraunhofer IPT, waarmee Montforts deze machine ontwikkelt, zoeken vooral een oplossing om moeilijk verspaanbare materialen, zoals Inconel, titaan en keramiek, eenvoudiger te kunnen verspanen. Dat kan door deze materialen met behulp van warmte weker te maken. “We kunnen nu zelfs siliciumnitridekeramiek draaien” legt Christoph Brummer uit, een van de betrokken onderzoekers van het instituut in Aken.

Lasertool in gereedschaprevolver van de draaibank

Vier jaar geleden toonde Monforts Werkzeugmaschinen op de EMO een hybride machine: draaien en laserbewerken. Dat concept is nu doorontwikkeld tot een draaibank waarbij de lasertool geïntegreerd is in de gereedschaprevolver. Daarmee kun je bijvoorbeeld keramiek vanaf staf gaan bewerken. Tegen aanzienlijk lagere kosten.

I N N O V A T I E

Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011 5

In revolver Het doorontwikkelen van het concept van vier jaar geleden resulteert erin dat de laserkop zo compact is, dat deze in de gereedschaprevolver past. Met een VDI 40 opname wordt de lasertool in een van de vrije posities in de revolver gespannen, naast het draaigereedschap. Het gereedschap is zodanig geconstrueerd, dat het focuspunt vlak voor het snijvlak ligt en precies dat stukje materiaal opwarmt - en daarmee zachter maakt - waar een fractie van een seconde later het freesgereedschap in gaat. Het optisch gereedschap vormt altijd een koppel met het mechanisch gereedschap: ze zijn precies op elkaar afgesteld. Als laserbron gebruikt men een 5 kW diodelaser, maar 2 kW vermogen is al meer dan voldoende, zegt Brummer. “Andere laserbronnen zoals een fiberlaser kun je eveneens inzetten.”

Resultaten De resultaten die tot nog toe zijn geboekt, zijn veelbelovend. Keramiek laat zich nu bijvoorbeeld perfect draaien, zowel het afsteken als het inwendig draaien. Hoewel de oppervlaktenauwkeurigheden nog nader onderzocht moeten worden, haalt men nu al Ra-waarden van 0,2. Belangrijker is echter dat het Duitse project voor het eerst een doorbraak boekt in het frezen en draaien van dit materiaal, wat tot nog toe eigenlijk alleen geslepen kon worden. “En doordat we het optisch gereedschap in de gereedschaprevolver plaatsen, kun je ook vanaf staf gaan draaien.” Dit laatste opent heel nieuwe perspectieven voor het onbemand en seriematig maken van draaidelen uit keramiek.

Draaien De machine waarop het laserondersteund draaien wordt toegepast, is namelijk een Monforts RNC

400 Duo Turn, in principe een traditionele draaibank met tegenspindel en werkstukovername, zodat ook de laatste zijde kan worden bewerkt zonder het stuk opnieuw te hoeven opspannen. De integratie van het optisch element in een VDI40 gereedschap, biedt de kans om bestaande machines geschikt te maken voor

laserondersteund draaien. Christoph Brummer: “Het inbouwen is relatief eenvoudig. Het wisselen van het gereedschap zeker. Door gebruik te maken van de VDI 40 opname hoeft het optisch gereedschap niet

gekalibreerd te worden.” Wel zijn de onderzoekers aan het Fraunhofer IPT nog bezig met het zoeken naar een goede bescherming van het optiek. Behalve dat je met de laser het materiaal zachter maakt, kun je ook aan een heel andere toepassing denken: lokaal harden. Doordat het een gewone draaibank blijft, kun je metalen werkstukken draaien en dan in dezelfde opspanning lokaal harden met de laser.

Keramiek vanaf staf draaien dankzij laser in draaibank

Meer informatieFraunhofer IPTMonforts Werkzeugmaschinen

T H E M A : M E T E N

6 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

Ton van der Velden (Van Kessel Machinefabriek) geloofde net als veel andere verspaners niet dat je op de machine nauwkeurig en zeker kunt meten. Daarvoor heb je de schone, geklimatiseerde meetkamer voor nodig. Ondertussen heeft hij ervaren dat meten op de machine wel degelijk voorspelbare resultaten oplevert. De volgende stap in manloos verspanen kan gezet worden.

Als de laatste medewerker van de avondploeg tegen 1 uur ’s nachts de deur van Van Kessel Machinefabriek achter zich dichttrekt, gaat de productie door. Onbemand. Op de robotcel van Hermle, opgebouwd rond de C40 5-assige freesmachine. Of op de Okuma draaibank, die beladen wordt door een robot. Dan worden de delen verspaand die qua maatnauwkeurigheid niet in het honderdste millimeter bereik liggen, maar bijvoorbeeld rond de 0,05 mm. Ton van der Velden wil echter een stap verder gaan. Hij wil de

Nauwkeuriger manloos verspanen door meten op de machine

T H E M A : M E T E N

Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011 7

werkstukken met een maatnauwkeurigheid van 0,02 mm, die zijn CNC-verspaners nu overdag maken, ook onbemand frezen. “De specs worden steeds nauwkeuriger, waardoor je ze alsmaar moeilijker onbemand kunt halen.” Wat hem tot nog toe tegenhoudt, is de zekerheid dat de stukken binnen de toleranties vallen. “Je kunt de machine wel aanzetten als de laatste man weggaat, maar we willen zeker weten ’s nachts geen afval te produceren”, zegt hij. De machine haalt wel een nauwkeurigheid van 0,01 mm, maar ook onbemand?

Technologieproject Voor de Brabantse verspaner ligt hierin de aanleiding om mee te doen aan het technologieproject Meten op de Machine, dat Syntens samen met TNO Industrie en Techniek eind vorig jaar heeft opgestart. De deelnemende bedrijven hebben in drie workshops alle ins en outs, inclusief de valkuilen, van meten op de machine ontdekt. Ook zijn ze individueel geadviseerd door Jo van de Put, innovatie-adviseur bij Syntens en André Hoogstrate van TNO Industrie en Techniek. Het idee achter dit technologieproject is dat manarm verspanen pas echt zin heeft als je op de machine meet en het proces, indien nodig, online wordt bijgesteld. Een uitgangspunt waar Ton van der Velden zijn twijfels over had. Hij is immers gewend de werkstukken te controleren in de meetkamer, voorzien van airco; waar gemeten wordt in een omgeving waar je bij wijze van spreke van de vloer kunt eten. “Nu gaan we meten in de productieomgeving, waar het niet schoon is. En we meten ook nog eens blind.”

Meetresultaten Ondertussen is hij overtuigd dat het wel kan. Op de Hermle-cel is met een meettaster van Renishaw de nauwkeurigheid van de werkstukken gemeten. Dat is gebeurd met 20H7 gaten. Dit blijkt uiteindelijk op de machine dezelfde meetresultaten op te leveren als in de meetkamer, zolang je ervoor zorgt dat je de goede meetregels gebruikt. Je moet in de meetcyclus bijvoorbeeld een regel opnemen dat de taster nog op een ander punt meet als afkeur wordt geconstateerd. Dat kan immers door een

Niets vergelijkt met Equator™

Niets vergelijkt zoals Equator™

De Equator is een totaal nieuw alternatief op de traditionele productspecifieke meetopstellingen, en biedt daarmee oplossingen die voorheen niet bestonden. Het gaat niet alleen om een nieuw meetsysteem, maar om de introductie van een geheel nieuwe Renishaw productlijn. Het is ontwikkeld en getest op de fabrieksvloer in nauwe samenwerking met gebruikers van meetsystemen in de productieafdelingen van de automobile-, luchtvaart- en medische industrie. Het resultaat is een snel en lichtgewicht meetsysteem met een hoge herhaalbaarheid, voorzien van een ‘druk op de knop’ gebruiksgemak.

Snelheid en hoge herhaalbaarheid door unieke parallelle kinematische structuur

Thermische stabiliteit door eenvoudige herijking van het referentieproduct

Veelzijdig – gebruikers wisselen werkstukken in seconden, engineers passen de programma’s eenvoudig aan voor ontwerpveranderingen

Voordelig en gemakkelijk opspannen - het werkstuk kan gepositioneerd worden binnen 1mm van de plaats waarop de master is gemeten

Automatisering - aan te sluiten op geautomatiseerde productiecellen via een extra leverbare I/O interface

Plug & Play – uit de doos en operationeel in minder dan 20 minuten

Bel +31 76 543 1100 voor meer informatie of kijk op www.renishaw.nl/vergelijkendmeten

Renishaw Benelux BV Nikkelstraat 3, 4823 AE Breda, NederlandT +31 76 543 11 00 F +31 76 543 11 09 E benelux@renishaw.com

www.renishaw.nl

Een wereld van toepassingen met een veelzijdige meetsysteem

Bekijk de Equator

T H E M A : M E T E N

8 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

vervuiling komen als je op de machine meet. Pas je als bij meerdere meetpunten dezelfde fout constateert, weet het systeem zeker dat je product afgekeurd moet worden. “Je moet beslisbomen opzetten. De beslissingen die de CNC-bediener in de meetkamer haast vanzelf neemt, moet je nu in een systeem zien te brengen.”

Machine ijken Een andere belangrijke voorwaarde is dat je je machine geregeld laat ijken. Een afwijking in de meetlineaal zie je niet meer terug als je op de machine meet. De temperatuur in de productieomgeving speelt nu bij Van Kessel Machinefabriek nog geen grote rol, maar Ton van der Velden kan zich voorstellen dat dit in de toekomst wel een issue wordt. Aluminium zet 0,02 mm uit per meter per graad temperatuurstijging. “Als je op

eenhonderdste millimeter nauwkeurig werkt, kan een graad verschil in temperatuur al funest zijn.”

CAM-pakket Ton van der Velden is door het technologieproject overtuigd dat op de machine meten goed kan en dat je daardoor de volgende stap kunt zetten in manloos verspanen. Toch ontbreekt er nog een schakel. Wil je echt zeer nauwkeurig onbemand verspanen, dan moet je de op de machine gemeten waarden kunnen terugsluizen naar je CAM-software, bij Van Kessel Machinefabriek NX Unigraphics, onderdeel van Siemens PLM Softwarepakket. De meetgegevens moeten online teruggekoppeld worden naar het CAM-pakket dat bij het volgende product het freesprogramma aanpast. Eigenlijk zoals de verspaners overdag doen. Technisch kan het; toch gebeurt het bij de Brabantse toeleverancier nog niet. “We moeten dan handmatig programmeerregels in het programma plaatsen, wat te

gevaarlijk is.” Hij is nu met zijn CADCAM-leverancier bezig deze terugkoppeling te automatiseren. Zodra dat gerealiseerd is, zal de machine in staat zijn zichzelf op basis van de gemeten waarde te corrigeren zodat je lange tijd onbemand heel nauwkeurig kunt werken. “Daarnaast moet de denkwijze in het bedrijf ingeburgerd raken. Bijvoorbeeld moeten de mensen net zoals ze elke dag de spanenbak leeg maken en olie controleren, ook even de meettasters reinigen. En we moeten de kennis van de vakman in het systeem brengen. Mensen moeten vertrouwen in de techniek krijgen en beseffen dat je op de machine kunt meten. De praktijk hier bewijst dat het kan.”

Proces bewaken Deze ontwikkeling gaat het werk van de verspaner veranderen. “Vroeger moest je producten maken en meten, nu moet de verspaner processen bewaken.” In de meest ideale situatie doet de verspaner zoveel in de voorbereiding, dat de uitkomst gegarandeerd foutloos is. “Dan hoef je na afloop niet meer te meten omdat je zeker bent dat het werkstuk goed is.” Voorlopig, denkt hij, zal dat nog een utopie blijven. “Maar we werken er wel naar toe.”

Jo van de Put (links) en Ton van der Velden bij de robotfreescel van Hermle, waarop het meten in de machine met Renishaw meettasters gebeurt.

Meer informatieSyntens

Van Kessel Machinefabriek

T H E M A : M E T E N

Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011 9

Jo van de Put, innovatieadviseur bij Syntens, heeft het project Meten op de machine begeleid. Hij wijst erop dat het meten zich op drie niveaus afspeelt. Om te beginnen de gereedschappen. Hierbij gaat het enerzijds om het opmeten van de gereedschappen en anderzijds om te constateren of een frees niet gebroken is of te zeer is afgesleten, waardoor automatisch voor een zustergereedschap gekozen moet worden. Hoewel de technische oplossingen hiervoor al lang beschikbaar zijn, merkt hij dat nog steeds veel bedrijven dit niet doen.

Reproduceerbaarder Het geproduceerde product in de machine opmeten is de tweede stap, die nog lang niet zoveel gedaan wordt als Van de Put zich zou wensen. Hiermee kan men zeker stellen dat de onbemand geproduceerde producten aan de toleranties voldoen. De machine nameten en corrigeren in de software is het derde niveau waarop het meetproces zich begeeft. Hiermee kan men de nauwkeurigheid van de bestaande machines verhogen, waardoor de productie nog reproduceerbaarder wordt. Hierdoor kun je ook hoognauwkeurige delen manloos verspanen. Jo van de Put: “Verspaners die dit goed

aanpakken, hoeven zich geen zorgen te maken over concurrentie met lage lonen landen. Je wordt dan namelijk een heel ander bedrijf. Jammer genoeg zijn er nog veel verspanende bedrijven die onderpresteren omdat er nog te ambachtelijk wordt gewerkt.”

Themabijeenkomst De resultaten van dit technologieproject worden op 30 juni tijdens een bijeenkomst van Syntens en de Koninklijke Metaalunie te Venlo aan een groter publiek kenbaar gemaakt. Deelname hieraan is mogelijk.

Meer informatie: jo.vandeput@syntens.nl

Themadag Syntens en Metaalunie: meten op de machine

T H E M A : M E T E N

10 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

Het meten van verspaande werkstukken gebeurt meer en meer in de productieomgeving. Bij een aantal bedrijven zelfs onbemand. Die trend constateert Ron Meijer van Mitutoyo. Tijdens de Demoweek werd de nieuwe showroom in Veenendaal in gebruik genomen.

De combinatie van hoge nauwkeurigheid en automatisering is duidelijk merkbaar in de verspanende industrie, zegt Ron Meijer van Mitutoyo. “We merken dat klanten het meetproces in hun flexibele cel willen integreren. Door een kritische maat in te stellen, geeft de software automatisch een bericht als een stuk buiten de toleranties valt.” Sommige klanten van Mitutoyo kiezen ervoor om steekproefsgewijs te meten; anderen, zoals de toolingafdeling van Wila in Lochem, meten elk gereedschap dat uit de productiecel komt. Als het meetsysteem detecteert dat een stuk buiten de tolerantie valt, wordt het direct in de cel nageslepen. Deze koppeling van meetmachines aan de andere productiemachines of het ERP-systeem is een andere trend die Meijer momenteel in de maakindustrie ziet. “Onbemand en nauwkeurig werken gaan heel goed samen.”

Hybride meetsysteem Tijdens de Demoweek liet Mitutoyo onder andere de nieuwe hybride meetmachine Quick Vision TP zien, die behalve een optisch systeem ook een tactiel systeem heeft voor het meten van de werkstukken. Producten die je dus niet volledig contactloos kunt meten, kunnen nu in dezelfde meetcyclus volledig gemeten worden door het tactiele systeem in te schakelen. De software van het systeem zorgt ervoor dat de meetresultaten van zowel de contactloze- als contactmeting door elkaar heen gebruikt kunnen worden, zonder het werkstuk opnieuw te hoeven uitlijnen.

Ruwheid- en contourmeting Ook op het vlak van contour-meters ontwikkelt Mitutoyo nog steeds door. De nieuwe CSC3200, vooral interessant voor de matrijzenbouw, combineert nu

bijvoorbeeld de ruwheidmeting en de contourmeting in één meetcyclus. Bij de contourmetingen, zo merkt Ron Meijer, verliest de traditionele meetmanier terrein aan de digitale uitvoeringen van de meetapparatuur. “Deze laatste geven de mogelijkheid om met de data meer berekeningen te doen.” Zeker waar kwaliteitsrapporten nodig zijn, is dit een aantrekkelijke optie. Om aan deze vraag tegemoet te komen, heeft Mitutoyo de SJ 500-P geïntroduceerd, een ruwheidsmeter die voorzien is van een PC-aansluiting en speciale software voor het maken van uitgebreide rapportages.

Meten schuift op richting productie

Meer informatie:Mitutoyo Nederland

T H E M A : M E T E N

Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011 11

Equator: nauwkeurigheid meetkamer op de werkvloer

Renishaw slaat met de Equator een heel nieuwe richting in qua meten. Eigenlijk wordt de nauwkeurigheid van de geconditioneerde meetkamer naar de werkvloer gebracht. Het basisprincipe van het meetsysteem is vergelijkend meten.

Een gemaakt product wordt één keer op een coördinatenmeetmachine gemeten om vast te stellen hoe groot en waar de vormvariatie is ten opzichte van het CAD-ontwerp. Vervolgens worden op de werkvloer de producten op de Equator gemeten en vergeleken met dit standaard werkstuk. Direct wordt zichtbaar of het werkstuk binnen de maattoleranties valt. Veranderingen in de thermische omstandigheden in de productiehal worden door de software van de Equator automatisch gecompenseerd. Dat maakt deze meetapparatuur van Renishaw erg geschikt voor productiehallen met grote temperatuurschommelingen. De absolute meetherhaalnauwkeurigheid bedraagt 1 µm. Het

grote voordeel van deze manier van meten is dat de werkstukken naast de machine kunnen worden gemeten. Je hoeft niet telkens naar de speciale meetkamer ermee te gaan, wat onnodig lange stilstand van de machine voorkomt. De Equator kan gekoppeld worden aan een SPC-pakket. Momenteel werkt Renishaw aan de integratie van de Equator in een automatisch beladingssysteem voor bewerkingsmachines.

Renishaw

PowerINSPECT: goed of fout

Een van de toepassingen van Delcams PowerINSPECT is On Machine Verification (OMV). Hierbij wordt het product terwijl het nog op de machine zit op een aantal kritische punten gemeten. De frezer ziet direct welke punten eventueel buiten de opgegeven tolerantie vallen. Ook kan met een druk op de knop een kwaliteitsrapport worden gemaakt.

Vooral snelheid en gebruiksgemak zijn redenen waarvoor klanten van Delcam dit specifiek softwarepakket inzetten. PowerINSPECT kan meetgegevens van

verschillende bronnen aan, zowel een coördinatenmeetmachine (CMM), de puntenwolk van een laserscan als de meetgegevens van een meettaster. Dit laatste maakt de controle op de machine mogelijk. Omdat in de achtergrond PowerMILL (van Delcam) draait, kan snel een vergelijking worden gemaakt tussen de gemeten waarden en de waarden die eigenlijk gefreesd hadden moeten worden. De nieuwe versie van de inspectiesoftware is een 64 bits-versie, wat de snelheid ten goede komt. De quick report functie, die met een druk op de knop een rapport oplevert, is eveneens nieuw. Het Delcam pakket kan als standalone software worden gebruikt omdat het communiceert met alle gangbare CAM-pakketten.

Delcam PowerINSPECT

P R A K T I J K

12 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

Capaul in het Belgische Eupen rondt eind dit jaar een investeringsprogramma van 6,5 miljoen euro af. Daarmee zijn meerdere nieuwe machines gekocht voor het verspanen van hoogwaardige componenten. Het geld is echter ook geïnvesteerd in een nieuwe bedrijfshal van 1500 m2 die volledig geklimatiseerd is. Hier vinden opslag van ruwe materialen, bewerking en de meetcontrole in één ruimte plaats.

Alexander Fickers, sales engineer bij Capaul, krijgt de vraag geregeld voorgelegd: is jullie uurtarief omhoog gegaan door de investering in een klimaatbeheersysteem voor de nieuwe productiehal? Zijn antwoord: nee. Evenmin levert het bedrijf marge in. “We hebben een stabieler proces”, vat hij het belangrijkste voordeel van een constante

temperatuur en luchtvochtigheid in de productieruimte samen. “Daardoor kunnen de machines langer lopen, ook als we zeer hoogwaardige delen verspanen. De operator hoeft minder vaak het stuk van de machine te halen om het te meten.”

Inconel En dat telt voor een verspaner die onder andere aan de luchtvaartindustrie toelevert. Bij Capaul is een materiaal zoals Inconel gangbaar, maar ook aluminium. “Doordat we nu de materialen opslaan, in dezelfde ruimte bewerken en meten, kunnen we gemakkelijker heel nauwkeurig werken”, meent Fickers. Het heeft volgens hem geen enkele zin om te investeren in super nauwkeurige machines, als je die vervolgens in een productiehal plaatst waar het temperatuurverschil tussen begin en einde van de dienst op een zomerdag vele graden bedraagt. Want bij één graad temperatuurstijging heb je bij aluminium al te maken met een uitzetting van 0,021

Opslaan, verspanen en meten in één ruimte

P R A K T I J K

Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011 13

mm per meter; bij inconel nog altijd een slordige 0,11 mm. “Als je tolerantie 2 µm bedraagt, ben je die alleen al aan de temperatuurschommeling van enkele graden kwijt.” Voor het bewerken van Inconel 718 ringen met een tolerantie van 0,2 mm voor de luchtvaartindustrie, is een productiehal met klimaatbeheersing onmisbaar, meent de verspaner uit Eupen. Capaul laat alle materialen nu één tot vier dagen in de hal liggen voordat ze een van de machines opgaan.

Efficiency Opslag en meten in dezelfde productieruimte klinkt misschien vreemd, maar is het vanuit efficiency-oogpunt absoluut niet. Het materiaal is nu direct beschikbaar voor de verspanende machines, zonder dat je in de planning al rekening moet houden met een tijd om het materiaal te laten acclimatiseren. En doordat de Leitz 3D meetmachine onder dezelfde condities werkt, heb je ook bij de controle nooit verschillen die toe te schrijven zijn aan een

temperatuurverschil tussen productieruimte en de meetkamer. Alexander Fickers verwacht dat dit zeker goed zal uitpakken als het bestelde Betron draai-freescentrum in gebruik wordt genomen. Hierop gaat Capaul stukken maken met een diameter tot 3500 mm. Dankzij de hydrostatisch gelagerde draaitafel van deze portaalmachine, kunnen die ondanks de forse afmetingen tot op 7 µm nauwkeurig gepositioneerd worden. Deze

Breton komt overigens pas in het voorjaar van 2012.

Windenergie De Breton portaalfreesmachine is een strategische investering, zo ziet het management van Capaul de aanschaf hiervan. Het doorslaggevende argument voor de Franse machine is de

hydrostatisch gelagerde draaitafel geweest. “We kunnen dan ook grote stukken heel nauwkeurig verspanen doordat de machine in de nieuwe hal staat”, zegt Alexander Fickers. “We hopen dat de windenergiesector weer de wind in de zeilen krijgt en gaan daar dan grote delen maken.”

Harddraaien Capaul heeft in de nieuwe hal naast enkele DMG (MC 125 FD en een Deckel DMC 100) ook een Hembrug Mikroturn 100

Klimaatbeheersing zorgt voor een stabieler proces en meer productiviteit

De nieuwe Zeiss 3D meetmachine staat in dezelfde ruimte als de verspanende machines.

De DMC 125 FD van DMG is een van de nieuwe machines waarin Capaul heeft geïnvesteerd.

P R A K T I J K

14 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

CNC, die overigens al enkele jaren in gebruik is. “Dankzij deze machine kunnen we draaidelen voor de luchtvaart zo nauwkeurig bewerken, dat slijpen achterwege kan blijven”, zegt Fickers over deze harddraaimachine van Nederlandse makelij. “We zijn hierdoor flexibeler geworden. Vroeger hadden we bepaalde componenten die altijd geslepen moesten worden. Nu kan die bewerking bij veel producten achterwege blijven, omdat we met het draaigereedschap kunnen gaan zoals we zelf willen, wat op een slijpmachine veel minder kan.” Enkel bij bepaalde producten die spiegelend oppervlak vragen, polijst Capaul nog. “Dan halen we een oppervlakteruwheid van 0,05 µm en beter.”

Meer informatie

Capaul Precision Mechanics

pro beam

Elektronenstraal lassen en verspanen

Capaul heeft dit voorjaar samen met het Duitse pro beam een studiedag georganiseerd rond het thema precisieverspanen en elektronenstraal lassen. De verspaner uit Eupen maakt namelijk gebruik van het elektronenstraal lasproces van pro beam en ziet hier nog meer toepassingen voor, vandaar dat de klanten waren uitgenodigd kennis te maken met deze techniek.

Alexander Fickers denkt dat je producten kunt verbeteren doordat je bij het verbinden veel minder warmte in de stukken inbrengt. Het wegwerken van lasspanningen door de stukken na het lassen in de oven te doen, kan achterwege blijven. Bij het elektronenstraal lassen komt er nauwelijks extra spanning in het materiaal. De warmte-inbreng is eveneens zo gering, dat nauwelijks nog sprake is van vervorming, zelfs niet bij heel gevoelige materialen. Daarnaast kun

je dankzij dit zeer precieze verbindingsproces stukken anders gaan maken, bijvoorbeeld uit vol materiaal frezen. “De techniek laat het daarnaast toe materialen met elkaar te verbinden die je met andere technieken lastig kunt verbinden, ook dat is een voordeel.”

Koper en nikkel Christian Vogelei, sales manager van pro beam, geeft als voorbeeld het lassen van elektrisch koper met nikkel en roestvaststaal; of verschillende titaanlegeringen. “Omdat ons proces in een vacuümkamer gebeurt, hebben we geen extra beschermgas nodig.” Met de elektronenstraal penetreert pro beam zo’n 0,3 mm in het materiaal, zodat de structuur hiervan niet wordt aangetast. Belangrijk is wel, benadrukt Vogelei, dat je het design optimaliseert voor de verbindingstechniek en tooling en fixtures aanpast. Pro beam beschikt verspreid over Duitsland over meerdere vestigingen waar installaties staan voor het elektronenstraal lassen voor derden.

Capaul heeft bij meerdere componenten het slijpen vervangen door het harddraaien.

A W K 2 0 1 1

15 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

Trends in verspaning

Het AWK 2011, eind mei in Aken, bood de deelnemers een uniek kijkje in de toekomstige verspaningstechnologie. Het WZL en het Fraunhofer IPT kunnen immers beschouwd worden als de kraamkamer voor de verspaningstechnologie die je over enkele jaren op de beurzen zult zien. Op deze pagina enkele bijzonderheden. In de komende uitgaven meer over de afzonderlijke ontwikkelingen.

Robotpolijsten

Het polijsten gebeurt nu nog vooral manueel. Duur en het resultaat is niet constant. Robotisering moet beide problemen oplossen.

Stikstof koelenKoelen met stikstof biedt vooral voordelen bij het verspanen van materialen zoals titaan. Op de foto een oplossing om machines achteraf geschikt te maken.

Freesstrategieën

In Aken gebeurt ook onderzoek naar efficiënte freesstrategieën, zoals axiaalfrezen.

B U S I N E S S C A S E

16 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

Het printen van zandvormen biedt gieterijen een waaier aan voordelen. Van kortere doorlooptijden tot minder nabewerkingen en een betere oppervlaktekwaliteit van de ruwe gietstukken. De eerste ervaringen die Nijhuis Pompen met de printtechniek van Voxeljet heeft opgedaan, zijn positief. “Voor een bedrijf als het onze, dat veel prototypes en kleine series bouwt, is dit een ideale techniek”, aldus Luke Vrielink van het Winterswijker bedrijf.

De Nederlandse pompenfabrikant, die in Winterswijk zowel het pomphuis als de waaiers tot 800 kilo gewicht giet, heeft de eerste

projecten samen met Voxeljet afgerond. Deze Duitse fabrikant van printers voor zandvormen beschikt sinds kort over een XXXL-printer, die zandvormen tot 4 bij 2 bij 1 meter kan printen. Het hart van de horizontaal gedeelde pomp - waarvoor de printvorm van Voxeljet is gebruikt - wordt gevormd door een grote waaier met een gewicht van 100 kilo, waarvoor een zandvormprint van 300 kilo nodig is. De productie van het eerste exemplaar vergt op de conventionele manier drie tot vier maanden, van tekening tot bewerkt gietstuk. “Gemiddeld gaan al snel twee tot drie maanden in de productie van het houten model zitten en dan hebben we enkele dagen nodig om de

zandvorm te maken”, aldus Luke Vrielink, R&D engineer.

Doorlooptijd Bij de geprinte zandvormen is de doorlooptijd veel korter. Zodra het CAD-ontwerp klaar is, worden de data naar de printafdeling van Voxeljet gemaild. Het printen duurt daarna, afhankelijk van de grootte van het werkstuk, één of twee dagen.

Zandvormen printen geeft gieterijen voorsprong

Luke Vrielink, R&D engineer, bij een pomphuis. Voor de productie van de waaier heeft Nijhuis Pompen zandvormen laten printen door Voxeljet (foto onder).

B U S I N E S S C A S E

Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011 17

Deze korte productietijd telt vooral als het om een prototype van een pomp gaat. Omdat Nijhuis Pompen altijd maatwerk pompen ontwikkelt en bouwt, komt dat veelvuldig voor. Dankzij het 3D printen van de zandvormen kan de pompenfabrikant tevens het aantal gietvormen dat men op voorraad houdt beperken en toch snel leveren, bijvoorbeeld als een onderdeel van een pomp aan boord van een schip vervangen moet worden. Elke ligdag in het dok kost dan handenvol geld. “Doordat we nu bij Voxeljet ook de grote zandvormen betaalbaar kunnen printen, lukt een snelle levering zelfs zonder het model op voorraad te houden”, zegt Luke Vrielink.

Betere kwaliteit Hij noemt kwaliteit een minstens zo belangrijke reden om printtechnologie te kiezen. “Een zandvormprint is een 1:1 resultaat van het computermodel, terwijl je bij handwerk altijd kleine afwijkingen hebt.” Hoe complexer de vorm van de waaier, des te groter is de besparing die het printen in dit deel van de productie oplevert. Een goed voorbeeld is de schroefkanaalwaaier, een

Zand en PMMA printvormen

Voxeljet bouwt twee type 3D printers voor de gieterijwereld. De kleinere reeks print gietvormen in PMMA, die onder meer gebruikt kunnen worden bij de verloren was methode. Door het gebruik van PMMA kun je heel filigraine componenten en structuren gieten met deze vormen. De andere reeks is de printer voor de zandvormen. Voxeljet gebruikt hiervoor in principe hetzelfde kwartszand als gieterijen doen, maar dan wel een fijnere variant. Het zand wordt met een bindmiddel bij elkaar gehouden. Voxeljet biedt de technologie ook als loonbedrijf aan. Gieterijen kunnen hun CAD-files digitaal aanleveren waarna het Duitse bedrijf de vormen giet. Op de XXXL-printer die verleden jaar tijdens EuroMold is gelanceerd, kunnen zandvormen tot 4 bij 2 bij 1 meter geprint worden.

Foto’s van boven naar beneden: de traditionele werkwijze. Weken- tot maandenlange doorlooptijd of direct vanuit het geoptimaliseerde CAD-ontwerp de zandvorm printen en binnen enkele dagen gieten.

B U S I N E S S C A S E

18 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

conusvormige waaier die exact in model moet zijn. “Deze waaier moet je heel goed invormen om onbalans te vermijden. Desondanks moeten we de gietstukken naderhand naslijpen, om de aanwezige onbalans te verwijderen.” Zo’n gietdeel vergt niet zelden meer dan een dag slijpwerk in de verspaningsafdeling van Nijhuis Pompen. “Bij zandprinten balanceren we op de computer, in de ontwerpfase. Het gietstuk is veel nauwkeuriger en hoeft minder nabewerkt te worden.”

Fijne kwartszand Dat brengt de R&D engineer op een ander voordeel van de printtechniek van Voxeljet. Doordat er een fijner kwartszand wordt gebruikt,

hebben de gietdelen een gladder oppervlak dan wanneer ze gegoten worden in handgemaakte zandvormen. Dit vertaalt zich weer in een lager energieverbruik van de pomp.“Bovendien print je per waaier een passende zandvorm, terwijl we anders standaard mallen gebruiken en meer overmaat gieten. Het teveel aan gietmateriaal moet machinaal weer verwijderd worden. Dat kost uren verspaningstijd.” Bij gietstukken van harde materialen kan deze nabewerkingstijd nog verder oplopen.

Betaalbaar Als R&D afdeling hebben Luke Vrielink en zijn collega’s al eerder naar de 3D printtechnologie gekeken. Tot voor kort was deze echter

onbetaalbaar. De laatste tijd is de techniek mede door de ontwikkelingen van Voxeljet in een stroomversnelling geraakt en zijn de kosten aanzienlijk gedaald. “Soms is het niet concurrerend. Als je een relatief gemakkelijk te maken model hebt, kun je dat beter conventioneel maken”, aldus Vrielink. “Hoe complexer het onderdeel echter is, hoe eerder zandprinten een aantrekkelijk alternatief is. Zeker bij prototypes, enkelstuks of kleine series.” Hij denkt dat het 3D printen een deel van de conventionele productiemethoden zal verdringen. En dat zal zijn effect hebben op de verspaning van de componenten, omdat je een kleinere toeslag hoeft af te draaien.

Pompprestatie Bij Nijhuis Pompen gaat men de gietstukken gemaakt met de zandvormen van Voxeljet inbouwen in de pomp en op een eigen proefstand aan een uitvoerige pomptest onderwerpen. Luke Vrielink is echter overtuigd van de kwaliteit. Met deze technologie kunnen Europese gieterijen onmiskenbaar hun concurrentiepositie verbeteren.

Plussen en minnen

+ korte doorlooptijd (enkele dagen)

+ minder nabewerken doordat de gietdelen nauwkeuriger zijn

+ zandvorm komt 1:1 overeen met CAD-ontwerp

+ geen opslag en onderhoud van modellen nodig

+ kostenbesparing bij prototypes, enkelstuks en kleine series

-hoewel goedkoper geworden, is zandprinten geen goedkope techniek

-complexiteit en seriegrootte bepalen of zandprinten concurrerend isMeer informatie:

VoxeljetPalio InternationalNijhuis Pompen

B U S I N E S S C A S E

Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011 19

Voxeljet wordt in Nederland vertegenwoordigd door Palio in Winterswijk, opgericht door Henk ten Dolle. Hij levert een compleet pakket van elkaar aanvullende diensten voor gieterijen. Zo vertegenwoordigt hij Beyer 3D, een Duitse fabrikant van 3D scan technologie, net over de Nederlandse grens bij Winterswijk.

“Met de techniek van Beyer 3D kun je oudere gietstukken, waar geen digitale tekening van bestaat, scannen en aan de hand daarvan je 3D CAD file genereren. Dat is bijvoorbeeld voor reparatiewerk handig, omdat je in heel korte tijd je CAD-file kunt maken en dan de zandvorm kunt printen.” Een andere toepassing van de scantechnologie is het controleren van de nauwkeurigheid van grotere gietstukken. Door ze in te scannen en dan de 3D file te vergelijken met het oorspronkelijke ontwerp, krijg je direct inzicht in de nauwkeurigheid. Uniek aan de techniek van Beyer 3D is dat ze ook in caviteiten, waar je met de scanner kop niet in komt, kunnen meten. “Deze techniek is heel erg interessant voor de Nederlandse gieterijen, die het toch vooral moeten hebben van nauwkeurig werk en kleine series. Zeker in combinatie met Voxeljet biedt dit veel mogelijkheden.”

Andere bedrijven Een andere vertegenwoordiging in het portfolio van Palio is SpaceCast, een gieterij die zich gespecialiseerd

heeft in het gieten van prototypes en kleine series in een zeer hoge nauwkeurigheid. Verder biedt Palio de simulatiesoftware van WinCast aan, waarmee het gietproces vooraf gesimuleerd wordt. Hierdoor kan de gebruiker voordat de eerste vorm wordt gemaakt het ontwerp al optimaliseren, bijvoorbeeld door de juiste aanspuiting te kiezen. Mecon is een Nederlands bedrijf dat gespecialiseerd is in vision technologie en productieautomatisering. Tot slot werkt Palio samen met Wide Design, een ontwerpbureau, en MK-technology, producent van onder andere autoclaven. Henk ten Dolle: “Gieten lijkt de laatste eeuwen, nee de laatste duizenden jaren, nauwelijks veranderd. Maar de nieuwe technologie biedt gieterijen die open staan voor innovatie ongekende kansen om sneller, goedkoper en nauwkeuriger te werken.”

Palio: ongekende kansen voor gieterijen

Palio InternationalHenk ten DolleBeatrixpark 22A7101 BN WinterswijkT +31 (0)543 - 530093 M +31 (0)65757 8125info@palio.nlwww.palio.nl

www.beyer3d.de

www.mecon.nl

www.mk-technology.de

www.wide-design.nl

www.spacecast.de

www.rwp-simtec.de

Henk ten Dolle: sneller, goedkoper en nauwkeuriger werken.

E F F I C I E N T F R E Z E N

20 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

Op het eerste gezicht lijkt iMachining op trochoïdaal frezen, de freesstrategie waarbij het gereedschap ellipsvormige banen aflegt. Aloys Heutink, CAD/CAM Consultant bij CAD2M, merkt echter op dat iMachining beslist iets anders is. “Bij trochoïdaal frezen komt de frees telkens uit het materiaal voor de koeling. Bij iMachining frees je continu. Het gereedschap is altijd in het materiaal. Luchtfrezen is er niet meer bij.” Net zoals overbelasting van het gereedschap en abrupte overgangen niet meer voorkomen. De software rekent voortdurend uit hoeveel materiaal verspaand moet worden om de belasting van machine en gereedschap constant te houden.

Ideale snij-omstandigheden De algoritmes zorgen ervoor dat snij-omstandigheden zoveel mogelijk ideaal zijn en vooral constant blijven. Vanaf de eerste snede. Daartoe wordt, bij een variabele spaandikte, de voeding automatisch aangepast. Ook een hoek wordt op volledige diepte gefreesd. “Overbelasting van de frees in de hoeken lossen we op door een vloeiende en tangente gereedschapbaan. We voorkomen scherpe overgangen, waardoor de machine mooier gaat lopen”, legt Heutink uit. De software zorgt ervoor dat eerst het grootste deel van de

De specifieke kennis van het freesvak raakt steeds meer geïntegreerd in software. SolidCAM zet hierin een nieuwe stap met de lancering van iMachining.

Deze add-on kiest zodanige freesbanen, voeding en snelheid dat zoveel mogelijk een constant vermogen van de machine wordt gevraagd. Dat zorgt voor een hogere productiviteit en minder gereedschapslijtage. Met andere

woorden: voor meer efficiënt verspanen.

iMachining: frezen tegen de limiet

E F F I C I E N T F R E Z E N

Made-in-Europe.nu digimagazine april 2011 21

kamer met een spiraal beweging wordt gefreesd, daarna het materiaal in de hoeken. “Alleen als het echt niet kan, gaat de frees van het materiaal af.”

Direct op diepte Doordat je direct op diepte freest, wordt de volledige snijlengte van het gereedschap benut. Is er al een boorgat in het werkstuk, dan kun je daar met de frees starten voor de inloop. Hierdoor maakt het ook niets meer uit of het gereedschap misschien langere freesbanen aflegt dan in een andere strategie. “Door de hogere snelheid en doordat we direct op diepte frezen, kunnen we toch sneller verspanen.” Doordat er meer contactpunten met het gereedschap zijn, neemt de vibratie van de frees af en verbetert de standtijd van het gereedschap. Bij het finishen ging men tijdens de demo met een 4 mm frees in één keer 10 mm diep frezen; ook vlakbij zeer dunne vormen en bij moeilijk te klemmen werkstukken is dit mogelijk.

30 procent sneller Dat laatste demonstreerde CAD2M onlangs tijdens de iMachining demodag bij het Graafschap College in Doetinchem op een DMU 50 machine met Heidenhain besturing. Het spindel vermogen van 13 kW wordt hierbij verwerkt in de iMachining algoritmes. Hierop werd een staal C45 werkstuk met meerdere kamers gefreesd. De totale bewerkingstijd

bedroeg 11 minuten. Met een conventionele freesstrategie zou dat rond de 17 minuten zijn geweest. Testen die door het Europese hoofdkantoor van SolidCAM samen met de Westboheemse Universiteit in Tsjechië zijn uitgevoerd, tonen aan dat zowel aan de klem als aan de spindel beduidend lagere krachten werden gemeten en een constante belasting.

Database Het hart van deze nieuwe module is de database, met daarin een groot aantal waarden van verschillende materialen. In deze database hebben de ontwikkelaars van iMachining hun kennis en ervaring gebundeld, die ze de afgelopen vijf jaar bij de ontwikkeling van de add-on hebben opgedaan. “Een van de vier doelen bij de ontwikkeling van iMachining was namelijk dat het makkelijk bruikbaar moet zijn en zich automatisch aan het product moet aanpassen”, aldus Jurriën Scheffer, CAD/CAM engineer bij CAD2M. Het gebruik van de nieuwe software kost dan ook geen extra programmeertijd.

Sterker, Jurriën Scheffer denkt zelfs dat je na een tijdje sneller programmeert, omdat de module je werk uit handen neemt. “Je hoeft niet langer na te denken over voedingen en snelheden. Je hoeft in de technologie wizard enkel de machine, het type gereedschap, de geometrie en het materiaal te definiëren.” Daarnaast kan de bediener met een schuifknop nog aangeven welke van de acht effectiviteitniveaus hij wil gebruiken, oftewel hoe agressief je wilt frezen. Daarmee geeft hij aan hoe dicht hij op de limieten van het gereedschap en de machine wil verspanen. Eén van de vragen

Foto boven: de demo werd gegeven op een DMU 50.

Foto onder: het werkstuk uit staal C45, gefreesd in elf minuten.

E F F I C I E N T F R E Z E N

22 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

tijdens de demonstratie was of iMachining de HSM add-on van SolidCAM overbodig gaat maken. De CAD/CAM specialisten van CAD2M vinden van niet. “HSM genereert freesbanen op basis van een vaste step over, iMaching op basis van een constante belasting.” iMachining en HSM zijn twee compleet verschillende strategieën. Bovendien biedt SolidCAM iMachining nu aan voor 2.5 D,

terwijl HSM vooral ingezet wordt voor 3D frezen. “Voor het ruwen kan 3D iMachining HSM wellicht gaan vervangen, voor het

finishen blijft HSM echter, met al zijn strategieën, de ideale module.” Op het SolidCAM hoofdkantoor werken de ontwikkelaars op dit moment aan 3D iMachining. Deze zal waarschijnlijk later in het jaar beschikbaar komen.

Terugverdientijd

De iMachining add-on kost 3.900 euro. De eerste ervaringen die in Tsjechië zijn opgedaan, laten zien dat deze investering doorgaans binnen een maand is terugverdiend. Tijdens de testen in Praag boekte men namelijk een besparing van 5.400 euro aan zowel minder toolingkosten als minder productietijd.

Meer informatie

CAD2M

SolidCAM iMachining

VIDEO IMACHINING DEMO

AgieCharmilles Benelux

Bekijk de Mikron XSM400U in actie

A U T O M A T I S E R I N G

Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011 23

Makkelijk bedienbare robotbelading voor CNC-draaiers

De Mazak Integrex bij Aluro in Heist-op-den-Berg draait inmiddels zo’n 60 uur aan een stuk onbemand. Met series die vaak de 100 stuks niet overschrijden. Soms worden er zelfs series van 5 stuks onbemand op bewerkt. De belading van de machine gebeurt door het IRS-CW systeem: Integrated Robot Solution for Chuck Work. Dit is ontwikkeld door RoboJob, het andere bedrijf in de Aluro Group.

RoboJob heeft het beladingssysteem voor draaibanken onlangs officieel geïntroduceerd tijdens de eerste editie van de automatiseringsbeurs Indumation. Dat gebeurde op de stand van Fanuc, de leverancier van de robot die het hart van het systeem vormt. Toch is het RoboJob-systeem niet

zomaar een robot die de draaibank belaadt en de stukken er vanaf neemt. Luc de Ceuster: “Veel robotbeladingssystemen vergen zoveel programmeertijd, dat je hele grote series nodig hebt om tijd te kunnen besparen. Of de systemen zijn alleen geschikt voor een bepaald type machine. En je moet vaak specifieke robotkennis hebben.” Dat is niet de oplossing die de markt zoekt, hebben Luc De Ceuster en Helmut De Roovere ervaren. Eenvoud qua bediening is een van de uitgangspunten geweest in de ontwikkeling, net als de flexibiliteit om het aan willekeurig welke draaibank te koppelen en een maximale toegankelijkheid van de machine voor het maken van moeilijke stukken overdag.

CNC-userinterface Zelfs een CNC-operator die geen specifieke kennis van robots heeft, stelt het IRS-CW systeem binnen enkele minuten om naar een ander product. Hiervoor heeft RoboJob een speciale interface ontwikkeld. Helmut De Roovere: “Deze userinterface is ontwikkeld vanuit de

Automatisering uit de Benelux De Benelux mag dan nog slechts een handvol producenten van CNC-gereedschapmachines hebben, in het bedenken van automatiseringsoplossingen is de regio sterk. RoboJob is niet de enige fabrikant uit de Benelux die de verspanende machine manloos laat werken. Opvallend detail: alle oplossingen zijn oorspronkelijk bedacht door verspaners zelf.

A U T O M A T I S E R I N G

24 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

leefwereld van de CNC-operator. Hij geeft parameters in zoals afmetingen, diameter van het ruwe onderdeel, hoever het materiaal in de klauw moet steken etcetera. Het achterliggend systeem stelt zelf mogelijke grijpers en grijperklauwen voor.” De interface voor de communicatie tussen de robot- en machinebesturing is eveneens zodanig gebouwd, dat deze in principe met alle CNC-draaibanken kan communiceren. Ongeacht het merk en machinebesturing.

Uitvoeringen Het systeem bestaat uit een 6-assige Fanucrobot M10iA die naast de machineopening staat. De gebruiker kan kiezen tussen een snelwisselsysteem waarmee tot 15

grijpers automatisch worden gewisseld of een eenvoudiger systeem met twee vaste grijpers, met een manueel snelwisselsysteem dat wel binnen tien seconden de vingers – de grijperklauwen – kan wisselen. Er zijn wee basisuitvoeringen: één voor een klauwplaat met een diameter van 160 mm, de andere voor een diameter klauwplaat van 250 mm. Verder is het systeem modulair uitbreidbaar, bijvoorbeeld met

een robottrack, zodat een robot meerdere machines kan bedienen. Ook kan de robot in de tijd dat de machine draait, andere bewerkingen doen, bijvoorbeeld de stukken afbramen, ontvetten, op een meetsysteem plaatsen etcetera. Doordat de robot aan de voorzijde naast de toegang staat, blijft het mogelijk een barfeeder aan de machine te koppelen.

RoboJob

TEQQ: eenvoudige producthandler

TEQQ levert via meerdere dealers een geïntegreerde producthandler. Het systeem maakt gebruik van de gereedschapwisselaar in de CNC-machine. Bij een werkstukwisseling pakt de machinespil de speciale TEQQ-adapter uit het gereedschapmagazijn en die pakt de grijper. In een speciale tray staan de werkstukken opgesteld. Deze tray staat op de machinetafel. De bediening verloopt via een eigen interface die een signaal aan de machinebesturing geeft. Sinds kort kunnen producten gestapeld worden en is er een beveiliging tegen gereedschapbreuk geïntegreerd. Belangrijk

voordeel: de montage verloopt eenvoudig en snel en je kunt de machine blijven gebruiken voor manueel verspanen.

TEQQ

A U T O M A T I S E R I N G

Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011 25

BMO: compacte robotcel

Een stap hoger is de BMO-robotcel. De kleinste cel is de compactloader 20, voor producten tot 10 of 20 kilo (inclusief grijper). Deze cel is heel compact en meet slechts twee vierkante meter. Een grotere versie is de Pro-Loader en een derde oplossing is de Vision Loader, waarbij een camera de producten op een band detecteert en op basis hiervan de robot aanstuurt. BMO Automation gebruikt een eigen besturing, die via de M-code (of bij BMO eventueel RS 232) met de machine communiceert.

BMO Automation

Cellro

De oplossing voor wie vooral seriematig lange tijd onbemand wil verspanen. Cellro biedt een breed pakket aan automatiseringsopties rond de robotcel. Deze cel kan in meerdere variaties worden geleverd, afgestemd op de toepassing en de mate waarin je wilt automatiseren. Op de komende EMO in Hannover (19-24 september) introduceert Cellro een heel nieuwe robotcel, die zelfstandig de klemmen kan wisselen zodat je zelfs seriegrootte 1 kunt gaan automatiseren. Op de foto hiernaast is de nieuwe grijper te zien die Cellro voor deze cel heeft ontwikkeld.

Cellro

Lees ook het artikel hierover in het digimagazine van april

3 D P R I N T E N

26 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

Concept Laser komt voort uit de gereedschapindustrie. Het moederbedrijf van de Duitse machinebouwer is de Hoffmann Innovation Group, een groep bedrijven die samen de complete keten beslaan: van design en productontwikkeling tot gereedschap- en matrijzenbouw en productie. Stefan Richardt, sales manager bij Concept Laser, ziet dit als een voordeel, omdat de machines vanuit de eigen ervaringen ontwikkeld worden en in de eigen bedrijven uitgebreid worden getest. Sinds Concept Laser in 2003 de eerste machine

verkocht, zijn er al 89 in Europa geleverd, 20 in Azië en 1 in Egypte. De verkoop in Noord-Amerika start eind dit jaar. De belangrijkste markten waarin je de lasersmeltmachines terugvindt, zijn de automotive, aerospace, matrijzenmakers en sinds enkele jaren ook de dental industrie. Sinds dit voorjaar is er ook een speciale machine voor de juwelenindustrie.

Voordelen in hele keten Volgens Richardt komt het er vooral op aan dat je naar de voordelen van een

lasergesmolten deel zoekt. De winst wordt soms verderop in de keten geboekt. Met name bij spuitgietmatrijzen biedt de nieuwe technologie de mogelijkheid om veel effectievere koelkanalen in de matrijs aan te brengen en daardoor de cyclustijd van het spuitgietproces te verkorten. “Voor technische kunststofdelen hebben we cyclustijden met 20 tot 30 procent kunnen verkorten. Bij matrijzen voor het aluminium gieten gaat het vooral om kwaliteitsverbetering. Door de betere koeling voorkom je

Kortere cyclustijden en betere producten dankzij hybride matrijs

Additive manufacturing gaat veel verder dan het direct uit een CAD-file vervaardigen van kunststof onderdelen. Ook metalen componenten kunnen met de nieuwe technologie vervaardigd worden. In combinatie met de bestaande technologie zoals 5-assig en hogesnelheidsfrezen, opent dit nieuwe kansen voor gereedschapmakers. Je moet dan wel bereid zijn verder te kijken dan enkel de productiekosten van een gereedschap of matrijs. Landré in Vianen brengt de technologie sinds kort op de markt.

3 D P R I N T E N

Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011 27

luchtbellen in het gietdeel, dus voorkom je afkeur.”

Hybrideconcept De Duitse machinebouwer kiest bij de productie van gereedschappen dikwijls voor het hybrideconcept: de matrijs wordt grotendeels gemaakt van de gebruikelijke materialen met de bekende freestechnieken, maar je zoekt de hotspots op en gebruikt daar inserts, gemaakt met lasersmelten. “Zoek de plekken in de matrijs waar je de koelkanalen nodig hebt en die delen bouw je dan laag voor laag op. Met onze techniek kun je de koelkanalen heel dicht onder het oppervlak aanbrengen.” Doordat het metaalpoeder heel goed versmelt met een gefreesd deel, kun je op een bestaand matrijsdeel de insert opbouwen.

Verspanen De metalen componenten kunnen meteen als

ze van de Concept Laser machines afkomen, verder bewerkt worden. Alle verspanende technieken zijn daarbij mogelijk. De dichtheid van het materiaal is meer dan 99 procent. De enige beperking is hoogglans polijsten, dan kunnen er zogenaamde black spots ontstaan. “Alle andere bewerkingen kun je zonder meer doen. Ook een warmte-behandeling”, legt Richardt uit. Bij dit laatste wordt de hardheid verhoogd van 35 naar 54 hrc.

Cases Stefan Richardt presenteerde tijdens Mould & Die themamiddagen bij Landré enkele cases die het voordeel van deze technologie duidelijk maken. Een matrijsinsert van W. Fassnacht Werkzeug und Maschinebau kost op de machine van Concept Laser het dubbele vergeleken met normaal frezen. Maar: de doorlooptijd werd op de M1 machine verkort van 180 naar 100 uur. “En door de betere koeling die we in de inserts konden aanbrengen, verbeterde het

Stefan Richardt van Concept Laser: praktisch dezelfde eigenschappen als vol materiaal.

Acht keer sneller in tien jaar tijd

Een van de redenen waarom het lasersmelten doorbreekt in de productie, is volgens Stefan Richardt van Concept Laser dat de snelheid van de machines enorm is toegenomen. Tegenwoordig gebruikt men fiberlasers met een vermogen van 200 W of 400 W (optie). Daarmee is het proces een factor 8 sneller dan tien jaar geleden, toen de eerste machine werd gebouwd. Hij ziet het proces nog wel iets winnen aan snelheid, maar niet meer in zulke grote stappen. “Het gaat namelijk niet alleen om de sterkte van de laserbron, maar vooral de nauwkeurigheid. Er bestaan weliswaar sterkere fiberlasers, maar die zijn aanzienlijk minder nauwkeurig terwijl wij voor het smelten van het poeder juist een heel precieze focussering nodig hebben.”

Concept Laser biedt momenteel vier type machines aan: de M1 voor juwelen, de M1 voor de matrijzenbouw, de M2 die dezelfde specificaties heeft als de M1, alleen dan speciaal gebouwd om veilig een materiaal als titanium te verwerken. Dan is er nog de M3, de oudste en de grootste Concept Laser machine. Helemaal nieuw is de QM-serie die het volledige proces bewaakt en elk product voorziet van een kwaliteitsrapport. Deze machine is onder andere geschikt voor de productie van onderdelen voor de medische industrie. De machines van Concept Laser zijn geschikt voor de metaalpoeders van de machinefabrikant zelf, maar ook voor poeders van andere partijen.

3 D P R I N T E N

28 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

Crisis toont Landré de kansen van nieuwe productie-technologie

Landré stapte als een van de eerste machineleveranciers van CNC-gereedschap-machines in de markt voor additive manufacturing, zoals SLM en 3D printen. Niet zonder reden, zeggen Jan Floor van Egmond en Frank De Beijer, de twee directeuren. “Je kunt je ogen sluiten en de werkelijkheid ontkennen; beter is je realiseren dat deze nieuwe techniek gaat doorbreken. Misschien gebeurt dat nu al.”

Wanneer hebben jullie besloten iets met de nieuwe technologie te gaan doen?

Jan Floor van Egmond: “De crisis, waar we volgens ons nog steeds in zitten, heeft ons aangezet naar nieuwe technologie te zoeken. De industrie moet innovatiever worden, sneller; we gaan toe naar meer customizing van producten. Eind 2009 zijn we naar Euromold gegaan om ons te oriënteren. En toen deden zich vorig jaar enkele kansen voor.”

Die kansen zijn de vertegenwoordigingen van Concept Laser, 3D Systems en Arcam. Oftewel het lasersmelten van metaalpoeders, het printen van kunststof componenten en het bouwen van onderdelen van metaalpoeder met

VIDEO MOULD & DIE THEMADAG

spuitgietproduct.” Een tweede casestudy had betrekking op een spuitgietmatrijs voor een Indiase klant. De productietijd van de oude, gefreesde matrijs bedraagt net zo lang als met lasercusen, in beide gevallen 41 uur. “Tegen dezelfde kosten. Door de betere koeling van ons deel, kon de klant het spuitgietproces met 25 procent verkorten.”

Eigenschappen De materialen van Concept Laser bieden praktisch 100 procent densiteit, waardoor ze ongeveer dezelfde standtijd hebben als de uit volmateriaal gefreesde matrijzen. Het enige punt waarop ze mechanisch minder goed scoren, is de elongatie tot breuk, die wat lager ligt dan bij vol materiaal. “We scoren daar slechter dan freesdelen, maar beter dan gietdelen”, aldus de

salesmanager van Concept Laser. Voor de absolute nauwkeurigheid moeten de stukken altijd nabewerkt worden. De onderdelen worden in lagen van 20 tot 30 micron opgebouwd. Doordat Concept Laser het lasersmelten onder beschermgas uitvoert, leent de technologie zich heel goed voor materialen zoals titanium.

3 D P R I N T E N

Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011 29

elektronenstralen. Sluit dit aan op jullie bestaand programma?

Frank De Beijer: “Het past perfect in ons pakket. Met onze CNC-machines bedienen we de productieketen voor zowel metaal als kunststof. Zowel draaidelen, freesdelen, plaatdelen maar ook stempel- en matrijsbouw en het spuitgieten van kunststof producten. Ook in de nieuwe technologie kunnen we de hele keten, van metaal delen tot kunststof delen produceren, van ontwerp en prototyping tot ook productie.”

Jan Floor van Egmond: “Als Landré richten wij ons op de industrie in de Benelux. Daar richten deze drie merken zich ook op. 3D Systems gaat met haar printtechnologie richting de industrie. En Arcam en Concept Laser passen met hun technologie om metalen producten te maken fantastisch bij ons.”

Is het niet te vroeg? Heeft de technologie niet langer nodig voordat ze echt interessant wordt voor de industrie?

Jan Floor van Egmond: “We merken dat er veel belangstelling is, uit een brede groep bedrijven, zowel gereedschapmakers als kunststofspuitgieters als anderen. Ik geloof echt dat deze technologieën impact gaan hebben op onze industrie en er een andere ordening aan kunnen gaan geven. Misschien duurt het nog vijf jaar, misschien gaat het sneller. Maar hou deze nieuwe technologie in de gaten. Er kan best bestaande business door verdwijnen. Als je daar

teveel de ogen voor sluit, kan het faliekant fout gaan.”

Frank De Beijer: “Arcam produceert nu al gewrichten voor kunstheupen van titaan. Die maakt men met de nieuwe technologie goedkoper dan met bestaande CNC-technologie. En doordat je nu het gewricht in een honing-graadstructuur maakt, hoeft het bij de operatie niet verlijmd te worden. Het bot groeit er vanzelf in.”

Is dit een bedreiging voor verspaners?

Jan Floor van Egmond: “Dit zal verspaning niet verdringen, alhoewel zeker een stuk business zal verdwijnen hierdoor. Het is vooral een goede

aanvulling.”

Wat betekent dit voor Landré als machineleverancier?

Frank De Beijer: “Er ontstaat veel meer synergie tussen de afdelingen. We waren al actief in kunststof, verspaning en plaatbewerking. Nu hebben we technologie die daar dwars door heen gaat. Met de machines van Concept Laser kun je nu bijvoorbeeld ook complexe plaatdelen maken. Ook wij zullen de markt anders moeten gaan benaderen, veel meer vanuit de klant en minder van onze gescheiden business units.”

Jan Floor van Egmond (links) en Frank De Beijer bij de machine van Concept Laser, waarop met lasersmelten van metaalpoeders componenten voor bijvoorbeeld de gereedschap- en matrijzenbouw worden gemaakt. “Deze technologie kan voor een andere ordening in de industrie gaan zorgen.”

Meer informatie:

Landré Machines

30 Made-in-Europe.nu digimagazine juni 2011

“Ingenieurs moeten meer begrijpen van de economie, we

moeten de grote context kennen. Als ingenieurs moeten wij in beweging komen voordat we

mogen verlangen dat anderen naar ons luisteren. We moeten dat nu oppakken, want mijn angst is

dat uit de problemen in Fukushima vijandigheid jegens

techniek voortkomt.” Prof. Günter Schuh

Tijdens AWK 2011 over de noodzaak om meer jongeren te interesseren voor technische

beroepen.

Ingenieurs en economie

Het laatste woord