UNSERE LEISTUNGEN

Unsere Leistungen

Als führendes Ingenieurunternehmen im Bereich Maschinenbau und Fahrzeugbau bieten wir unseren Kunden umfangreiche Leistungen von der Konstruktion bis hin zur 3D Messtechnik und Softwareentwicklung. Erfahrung aus über 25 Jahren trifft Fortschritt und Innovation. So nutzen wir für unsere Projekte nur neueste Techniken, um unseren Kunden nur das Beste zu bieten.

Wir setzen Projekte kundenspezifisch und wirtschaftlich um, indem wir Konstruktion und Fertigung optimal mit einem zuverlässigen Qualitätsmanagement verknüpfen. Deswegen setzen wir nicht nur auf bewährte Methoden, sondern entwickeln für unsere Kunden auch individualisierte Softwarelösungen und bieten Seminare an, um Ihre in-House Kompetenzen zu steigern. 

Inhaltsverzeichnis

1. Konstruktion
2. Fe-Analyse
3. Toleranzmanagement
4. Risikomanagement durch FMEA
5. 3D-Messtechnik
6. MFU/PFU
7. DMS-Messtechnik
8. Softwareentwicklung
9. Datenmanagement
10. Seminare

Konstruktion

Zur Konstruktion eines technisches Produkts sind umfassende Maßnahmen zur Qualitätssicherung und zur Optimierung von Prozessen notwendig. Mit einer Vielzahl an CAD Programmen und unter Berücksichtigung von Toleranzmanagement, FEM und FMEA gewährleisten unsere erfahrenen Ingenieure hohe Qualitätsstandards und effektive Produktionsprozesse. 

Planung, Entwicklung, Dokumentation, Simulation, Fertigung – wir erledigen Ihre Konstruktionsaufträge zuverlässig und professionell. Ob Änderungskonstruktion, der Bau eines Prototyps oder die Planung einer Neuentwicklung. Auf Basis von neuster Technik und unserem Wissen als Experten im Bereich Konstruktion entwickeln wir für unsere Kunden funktionale Lösungen.

Wir bieten unseren Kunden eine prozesssichere Fertigung von Produkten auf Grundlage von Toleranzmanagement und effiziente Messstrategien zur Reduktion von Qualitätskosten.

Fe-Analyse

Im Rahmen der Fe-Analyse (FEA) werden virtuelle Prototypen erstellt und in Hinblick auf ihre Funktion, aber auch ihre Belastbarkeit überprüft. Die Konstruktion findet erst nach erfolgreicher Simulation statt. Mit Computer-Aided-Engineering (CAE) lassen sich virtuelle Prototypen erstellen und konstruktive Fehler frühzeitig erkennen, sowie Entwicklungszeit und Kosten sparen. Die Fe-Analyse, auch Finite-Elemente-Methode, liegt der technischen Mechanik zu Grunde und gilt als eines der vielseitigsten Werkzeuge.

Dabei kann im Grunde alles simuliert werden – von der physikalischen Einflüssen bis zur einfachen mechanischen Verformung. Zumeist wird die Finite-Elemente-Methode zur Untersuchung von Festigkeit und Verformung von Festkörpern angewendet. Dafür kann dieser Festkörper in Teilkörper, die finiten Elemente, aufgeteilt und jeweils das Verhalten dieser Elemente untersucht und berechnet werden. Der Simulation von Prototypen mit der FEM Berechnung sind keine Grenzen gesetzt.

Das Vorgehen mit der Finite-Elemente-Methode

Die FEM Berechnung wird in fünf Phasen unterteilt: Import, Pre-Processing, Solver, Post-Processing und Export.

Zunächst werden die Daten eingelesen werden, um das virtuelle Objekt, das mit der Fe-Analyse getestet werden soll, nachzubauen. Dafür werden finite Elemente, die zumeist aus einfachen geometrischen Formen bestehen, genutzt, aus denen sich das endgültige virtuelle Objekt zusammensetzt.

Das Pre-Processing meint die Aufbereitung des virtuellen Objekts. In der Fem Berechnung ist dies in der Regel der arbeitsintensivste Schritt. Die finiten Elemente der Oberfläche werden zerlegt und dann vernetzt. Dieser Prozess wird Meshing genannt. Während das Free-Meshing auf der Triangulierung der Oberfläche beruht, das heißt diese wird in Dreiecke und Tetraeder unterteilt, werden beim Mapped-Meshing regelmäßige Netze erstellt, wodurch diese Art des Meshings sich eher für einfache Geometrien eignet.

Da das Materialverhalten eine besondere Rolle für die Finite-Elemente-Methode spielt, wird als nächstes das Material zugewiesen. Am Ende des Pre-Procressings werden die Randbedingungen definiert, wie zum Beispiel äußere Belastungen, die auf das Bauteil wirken. Mit diesem Arbeitsschritt ist das Fe-Modell fertig aufbereitet und kann nun einem Solver übergeben werden.

Hinter einem FEM-Modell steht ein großes Gleichungssystem, das durch den Solver gelöst wird. Zunächst werden mit der Fe-Analyse die Verschiebungen der Knoten berechnet, danach können auch Lösungen für Verzerrungen, Temperaturverhalten und Spannungen berechnet werden. Durch den Solver ergeben sich die für die Fe-Analyse wichtigen Daten, die dann im Post-Processor grafisch aufbereitet und dann ausgewertet werden. Hier können selbst kleinste Verformungen aufgezeigt werden. In diesem Schritt können nicht nur Verformungen, sondern auch Spannungen pro Element und in den Knoten festgestellt werden, sowie Verschiebungen.

Programme für die Finite-Elemente-Methode lassen hier die kleinste individuelle Filterung der Anzeigedaten zu, um eine möglichst genaue Simulation zu ermöglichen. Aus dem Post-Processor ergeben sich dann genaue und anschauliche Ergebnisse, die im nächsten Schritt, dem Export, noch genauer ausgewertet werden können.

Toleranzmanagement

Das Toleranzmanagement ist ein wichtiger Punkt bezüglich des Qualitätsmanagements bei der Konstruktion. Mit der Toleranzanalyse werden Wirkungen von Fertigungsfehlern beschrieben. In Hinblick auf die Funktionen werden bei Konstrukten vor allem Form- und Lagetoleranzen festgelegt, also die Abweichung von der idealen Werkstückgeometrie. Da sich bei jedem Bauteil während der Fertigung kleinste Abweichungen von der idealen Geometrie ergeben, addieren sich diese Abweichungen in einem mehrstufigen Fertigungsverfahren und können zu Mängeln des Endprodukts führen.

Das Toleranzmanagement legt die Menge der Abweichungen fest, damit das Objekt am Ende den Qualitätsansprüchen entspricht. Dadurch werden Funktion, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer des Produkts gewährleistet.

Form und Lagetoleranzen können verschiedene Eigenschaften berücksichtigen, wie Ebenheit, Symmetrie, Konzentrizität, Position, Neigung, Rechtwinkligkeit usw. Mit statistischer Toleranzrechnung, auch Toleranzkettenuntersuchung genannt, wird die Wahrscheinlichkeit von Abweichungen berechnet. Die Gesamttoleranz kann mit Hilfe von Softwaretools wie simTOL ermittelt werden. Die statistische Toleranzuntersuchung gewinnt vor allem bei der Massenfertigung an Bedeutung. Beim Toleranzmanagement wird aber nicht nur das Maximum der Toleranzen festgelegt, sondern auch welcher Art diese sein dürfen. Dabei werden Form- und Lagetoleranzen, als auch die Prozessstreuung berücksichtigt. 

Die übliche Form der Festlegung im Toleranzmanagement ist, nach Identifikation aller relevanten Einflüsse, die Toleranzkettenrechnung, mit der Beziehungen zwischen Einzeltoleranzen und einem Schließmaß aufgestellt werden.

Risikomanagement durch FMEA

Mit der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse, kurz FMEA, werden Fehlerpotenziale in der Konstruktion und Fertigung erfasst und somit nicht nur das Produkt, sondern auch der Prozess optimiert. FMEA ist ein ebenso wichtiger Faktor für die Optimierungen von Produkten und Prozessen, wie das Toleranzmanagement und garantiert die Qualität von Produkten, sowie ein wirtschaftliches Kostenmanagement.

Durch die frühe Erkennung und Vermeidung von Fehlern können Produktionskosten, vor allem in einem späteren Stadium des Projekts, gespart werden. Das heißt, es wird eine Risikobewertung vorgenommen, wodurch Konstrukteure gezielt auf die Fehlervermeidung setzen können.

Die FMEA wird in der Regel durch ein Team von Fachleuten aus den wichtigsten Bereichen des Entwicklungs- und Fertigungsprozesses durchgeführt, wie Konstruktion, Fertigungsplanung und Qualitätsmanagement. Diese ermitteln Fehler, definieren diese und bewerten sie mit einer Risikoprioritätszahl (RPZ). Diese errechnet sich aus der Bedeutung des Fehlers, der Auftretenswahrscheinlichkeit und der Entdeckungswahrscheinlichkeit. Auf Grundlage dieser Ergebnisse kann eine Rangordnung für die Bearbeitung der einzelnen Fehler nach Priorität erfolgen. Neben dem Entdecken des Fehlers, liegt der Fokus auf der Erarbeitung von Lösungsvorschlägen.

Bei der FMEA wird normalerweise zunächst das Ganze überprüft und danach auf Einzelheiten eingegangen. Dafür gibt es drei Arten von FMEA, die für die Analyse genutzt werden und auch aufeinander aufbauen: Die System FMEA, die Konstruktion FMEA und die Prozess FMEA. Erstere untersucht die Kooperation der einzelnen Komponenten eines System oder Produkts, welches dabei außerdem auf die Funktionalität hin überprüft wird.

Die Konstruktion FMEA findet auf Adergrundlage der Konstruktionspläne statt und untersucht mögliche Fehler in den einzelnen Baugruppen. Die Fertigung FMEA konzentriert sich hingegen auf mögliche Fehler im Fertigungs- und Montageprozess. 

3D Messtechnik

Die 3D Messtechnik zählt zur Koordinatenmesstechnik und erfasst die Oberflächenstruktur und misst mittels optischer Sensoren die Abstandsinformationen zu verschiedenen Objekten. Durch die 3D Messtechnik können Bauteile flexibel und berührungslos vermessen werden. Dadurch können nicht nur Prozessschwankungen und Qualitätsfehler erfasst werden, sondern auch die Produktqualität und Effizienz der Fertigung von Bauteilen und Produkten erhöht werden. 

Die Anforderungen an die Qualität von Produkten und Produktionszeiten sind in den letzten Jahrzehnten stetig gestiegen. Daher mussten neue Wege gefunden werden, um die Konstruktion und Produktionsprozesse zu optimieren. 3D Messtechnik ist nicht nur schnell, sondern vor allem sehr genau und gut automatisierbar, weswegen dieses Verfahren mittlerweile vermehrt in der Produkt- und Produktionsentwicklung angewendet wird.

Wie funktioniert’s?

Meistens wird ein Laserschnittverfahren genutzt, das ein streifenförmiges Muster auf das zu vermessende Objekt projiziert. Die Sensoren haben eine Sendeeinheit und eine Empfängereinheit, welche das durch den Sender reflektierte Lichtsignal zu dem bemessenden Objekt, erfasst. Meistens wird das Lichtsignal bei der 3D Messtechnik von dem Empfänger in ein elektrisches Signal umwandelt. Die 3D Messtechnik lässt sich optimal und unmittelbar in Produktionsabläufe integrieren, denn die Erfassung der Messergebnisse erfolgt in Echtzeit. 3D Messtechnik eignet ich außerdem für sehr kleine, als auch sehr große Objekte und kann auch minimale Oberflächenstrukturen wahrnehmen.

Reverse Engineering

Beim Reverse Engineering wird der Entwicklungsprozess, oder auch der Produktionsprozess umgekehrt. Aus dem gefertigten Produkt wird ein Plan für seine Konstruktion und Fertigung erstellt, mit dem Ziel dieses weiterzuentwickeln. Reverse Engineering wird zum Beispiel genutzt, um ein Produkt der Konkurrenz zu analysieren. Üblicherweise werden Produkte unter anderem mit taktilen Messungen und 3D Verfahren vermessen um ein CAD-Modell für das weitere Vorgehen zu erstellen. Dazu zählen neue Technologien, wie Laser Trecker mit Scanner oder die Streifenprojektion.

MFU/ PFU

Mit Maschinenfähigkeitsuntersuchungen (MFU) und Prozessfähigkeitsuntersuchen (PFU) wird die Qualität von Produktionsprozessen und die Leistung von Maschinen für den Fertigungsprozess überprüft und beurteilt. Auch die Prozesse und Maschinen müssen im Rahmen des Toleranzmanagements für die gewünschte Qualität sorgen und werden daher durch eine Vielzahl an Stichproben untersucht und analysiert.

MFU

Um Produktionsprozesse zu optimieren, wird mit Hilfe von Maschinenfähigkeitsuntersuchungen die Eignung dieser Maschinen und ihre Effektivität in Hinblick auf die Fertigung von Produkten geprüft. MFU findet, sowie das Toleranzmanagement und die Fe Analyse in Hinblick auf das Qualitätsmanagement statt. 

Für die MFU gibt es spezifische Fähigkeitsindizes, die sich entweder auf die Maschinenbeherrschbarkeit (C_m) oder die Maschinenfähigkeit (C_mk) beziehen. Während sich der cml-Wert auf de Lage im Toleranzfeld bezieht, zeigt der cm-Wert, ob die Maschine in einem festgelegten Toleranzfeld anfertigen kann. Denn für den Herstellungsprozess können nur Maschinen angewendet werden, die Bauteile innerhalb des Toleranzfeldes anfertigen. Wenn die zufälligen Einflüsse gering sind und sich der Prozessmittelwert in der Mitte der Toleranzgrenze befindet, dann werden auch hohe Werte, das heißfeine gute Qualität erreicht. Um die Eignung der Maschine zu gewährleisten müssen Störeinflüsse vermieden, bzw. behoben werden. 

Die MFU muss immer unter den gleichen Rahmenbedingungen erfolgen, um eine konstante Leistung zu gewährleisten. Zu den Einflüssen, die immer gleich bleiben sollten, zählen der Mensch, der die Maschine bedient, das Material, die Messmethode, die Maschinentemperatur und die Fertigungsmethode. Nur so können möglichst repräsentative Ergebnisse garantiert werden. 

PFU

Mit der Prozessfähigkeitsuntersuchung wird die Qualität von Prozessen in Hinblick auf die die festgelegten Toleranzen bewertet. Die PFU wird in Anschluss an die MFU durchgeführt und bezieht alle Faktoren, die sich direkt auf den Fertigungsprozess einwirken, mit ein wie Schichtwechsel. Bedienerwechsel oder Schwankungen der Raumtemperatur. Für die PFU werden innerhalb eines festgelegten Zeitraums einige Stichproben durchgeführt und ausgewertet.

Die Prozessfähigkeitsuntersuchung wird vor Beginn der Serienproduktion eines Produkts durchgeführt um eine hohe Effizienz und auch Qualität des Prozesses zu gewährleisten. Zur Darstellung des Ergebnisses werden die Prozessfähigkeitskoeffizienten C_p und C_pk verwendet.

DMS-Messtechnik

DMS steht für Dehnungsmessstreifen zur Messung von mechanischen Größen, vor allem für die Messung von Zug- und Druckspannung und ist mittlerweile ein Standardmessverfahren. Dieses Verfahren wird angewendet, um Formveränderungen an der Oberfläche von Bauteilen zu erfassen und die mechanische Spannung, sowie die Beanspruchung, bzw. den Verschleiß des Werkstoffs zu ermitteln. 

Dehnungsmesstreifen sind die wichtigsten Sensoren zur Messung mechanischer Größen und verändern schon bei geringen Verformungen ihren elektrischen Widerstand. Wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, kann aus dem gemessenen Dehnungswert der Wert der Einflussgröße abgeleitet werden. Mit der DMS-Messtechnik können die Beanspruchung und Lebensdauer von einzelnen Bauteilen untersucht werden und Analysen in Bezug auf die Sicherheit durchgeführt werden. Deshalb kommen Dehnungsmessstreifen sehr oft in der mechanischen Forschung zum Einsatz, und die von Maschinen erzeugten Spannungen zu messen.

Die Belastung eines Körpers wird immer durch einen äußeren Einfluss oder einen inneren Effekt verursacht. Die Belastung kann durch Kräfte, Drücke, Momente, Hitze, Strukturveränderungen des Materials und dergleichen verursacht werden.

Ob zum Testen von Fahrzeugen, Brücken, Gebäuden, die DMS-Messtechnik kann in so gut wie jedem Bereich eingesetzt werden. In vielen Fällen müssen neue Testgeräte entwickelt und hergestellt werden, um der erforderlichen Anwendung gerecht zu werden.

Die Anwendung von DMS-Messtechnik

DMS-Messweraufnehmer snd meistens als Wheatstone’sche Brücke geschaltet und bestehen aus vier Dehnungsmessstreifen, wodurch sich auch eine Temperaturkompensation realisieren lässt. Je nach Art der Anwendung kann die Anzahl und Anbringung der einzelnen Dehnungsmessstreifen variieren. Auch das Material der Dehnungsmessstreifen ist je nach Anwendung ein anderes. So gibt es Dehnungsmessstreifen aus Folie oder Draht und in unterschiedlichen Anordnungsformen. Überblicherweise wird in der DMS-Messtechnik aber eine Messgitterfolie verwendet.

Für die Messung werden die Dehnungsmessstreifen auf das zu überprüfende Objekt geklebt, sodass sich Verformungen dieses Objekts direkt auf die Dehnungsstreifen übertragen. Wenn ein Dehnungsstreifen gedehnt wird, dann nimmt sein Widerstand zu und wird er gestaucht, nimmt der Widerstand ab. Durch die Einbindung in die elektrische Schaltung kann der Widerstand erfasst werden.

Softwareentwicklung

In der Produktentwicklung müssen sich die Leistungen stets verbessern. Eine hohe Anpassung von Systemen auf ihre Anforderungen ist daher unabdingbar. Hier kommt die Softwareentwicklung ins Spiel, die mit individuellen projektbezognen Lösungen auftrumpfen kann.

Zur Softwareentwicklung zählen hier die Programmierung einer SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung), aber auch die Web-Entwicklung, zum Beispiel für die Entwicklung individueller Module oder Plugins, wie die Windows Anwendungsanalyse, zum Beispiel in Hinblick auf Echtzeitdatenerfassung, Qualitätsanalyse oder von Datenbanksystemen. Aber auch die Entwicklung von Apps und die Entwicklung von Automatisierungsprozessen fällt unter die Softwareentwicklung, zum Beispiel für die Macro-Programmierung oder die Datenkonvertierung.

Datenmanagement

Datenmanagement ist die Praxis, Datenprozesse zu organisieren und zu pflegen, um die laufenden Anforderungen an den Informationszyklus zu erfüllen. Es umfasst sowohl die Methodenentwicklung, die Datenstrukturpflege, als auch die Qualitätskontrolle.

Daten sind eine wertvolle Ressource und müssen dementsprechend gut organisiert werden um Verarbeitungsprozesse zu optimieren. Mit einem guten Produktdatenmanagement (PDM) können Daten für die Produktentwicklung verwaltet werden und in den jeweiligen Phasen des Produktlebezyklus zur Verfügung gestellt werden. Die Gesamtsicht über alle Prozesse und Daten macht es möglich zentrale Informationsobjekte und deren Phase im Produktionsprozess zu beurteilen und zu analysieren. Das ist nur mit einem gezielten und strukturierten Datenmanagement möglich. Ein PDM, auch als intelligentes Datenmanagement bezeichnet, macht effektive Prozesse, kurze Lieferzeiten und hohe Qualitätsstandards möglich.

Das Datenmanagement ist heute wichtiger als je zuvor. Daten müssen erfasst und effizient verarbeiten werden. Das erfordert eine saubere Datenaggregation, sowie eine gute Kommunikation zwischen einzelnen Maschinen. Mit einem guten Datenmanagement können sowohl die Produktivität, als auch die Wettbewerbsfähigkeit besteigt werden.

Datenmanagement lässt sich in 4 Kategorien einteilen: Datenqualitätsmangement, Dokumentmanagement, Metadatenmanagement und Open Data. Mit dem Datenqualitätsmanagement können Prozesse besser auf Kundenwünsche ausgerichtet werden und Risiken für das Unternehmen rechtzeitig erkannt werden. Beim Dokumentmanagement handelt es sich um die digitale Speicherung von Dokumenten und ihre Organisation. Metadaten beinhalten Informationen über Ressourcen, Prozesse usw. und sind bei der Verwaltung von größeren Datenmengen erforderlich. Die Bereitstellung und operative Aufbereitung dieser Daten ist Teil des Metadatenmanagements. Zur Speicherung von Metadaten dient ein Repository System.

Mit einem sinnvollen und strukturierten Datenmanagement stehen wichtige Daten immer zentral zur Verfügung und die interdisziplinäre Zusammenarbeit wird verbessert, wodurch Arbeitsprozesse effektiver ablaufen. Durch kontinuierliche Prozessoptimierung und transparente Prozessdurchläufe werden sowohl die Produktqualität, als auch die Produktfunktionalität langfristig gesteigert.

Seminare

Wir bieten unseren Kunden umfassende Seminare zur Steigerung der in-House Kompetenzen, damit sie wichtige Arbeitsschritte und Prozesse zukünftig selbstständig übernehmen und steuern können. Nur Experten können wirklich effektiv und wirtschaftlich arbeiten, deshalb ist es unser Ziel Ihnen das nötige Wissen und Know-How zu vermitteln.

Übersicht der Seminarthemen:

Toleranzmanagement

Hier lernen Sie mehr über die Statistische Tolerierung im Entwicklungsprozess. Das Seminar zum Thema Toleranzmanagement vermittelt Praxiswissen anhand von Fallbeispielen und vermittelt die Grundlagen zur Ermittlung von Toleranzen im Fertigungsprozess. Das Seminar wird von erfahrenen Ingenieuren geleitet und beinhaltet u.a. die Vermittlung von Kompetenzen in den Bereichen Statistische Schließmaßverteilung, Häufigkeitsverteilungen zur Toleranzanalyse und Prozessleistungs- und Prozessfähigkeitskenngrößen.

Prozessfähigkeit in der Praxis

Lernen Sie mehr über die Auswertung von Messwerten und die Leitungsfähigkeit von Prozessen. In diesem Seminaren geben wir Ihnen umsetzbare Lösungen an die Hand und erläutern den Teilnehmern die Grundlagen der für die Prozessfähigkeit wichtigen Statistik, sowie die Einflussgrößen auf die Ausprägung von Fertigungsverteilungen und die Berechnung von Grenzten in s-Einheiten. Mit diesem Seminar haben sie Ihre Prozesse und Prozessdaten immer im Blick.

simTOL Anwendertraining

Für die Durchführung statistischer Toleranzberechnungen haben wir die Software simTOL entwickelt, die sie mit einfacher Bedienbarkeit bei der Vergabe und Interpretation von Toleranzen unterstützt. Deswegen bieten wir unseren Kunden eine praxisorientierte Einführung in simTOL und geben bringen Ihnen außerdem die Grundlagen des Toleranzmanagements näher.

Form und Lage für Konstruktion, Messtechnik und Fertigung

In diesem Seminar bringen wir unseren Teilnehmern die Grundlagen von normkonformen Konstruktionszeichnungen näher. Dazu zählt eine Vermittlung von Informationen zu Form- und Lagetoleranzen, der Reziprozitätsbedingung, Oberflächentoleranzen und vieles mehr.

Einführung in die Finite-Elemente-Berechnung und Ergebnisinterpretation

Mit der Fe Analyse sparen Sie nicht nur Zeit, sondern auch Geld. Denn mit der Simulation können bereits vor der Fertigung Mängel und Optimierungspotenziale frühzeitig erkannt werden. Deswegen erlernen Teilnehmer hier die Einsatzgebiete der Finite-Elemente-Methode und ihre Umsetzung.

Finite-Elemente-Methode – ein Spaziergang durch die Theorie

Anhand eines Beispiels mit zwei Elementen bringen wir unseren Teilnehmern die Fe-Analyse näher, sowie die Bedeutung von Deformationsgradienten und Verzerrungsmaßen.