Digitale Fertigung
Robotik-Teams können ihre Time-to-Market verkürzen, wenn sie digitale Fertigungsplattformen nutzen, die Prototyping, Validierung, Beschaffung und Produktion in einem durchgängigen Workflow verbinden. Robotikunternehmen stehen unter Druck, schneller vom Konzept in die Fertigung zu kommen, ohne Abstriche bei Zuverlässigkeit und Performance zu machen.1 Digitale Fertigung beschreibt die Integration digitaler Technologien, Tools und Prozesse in die Produktion, um Effizienz, Flexibilität und Produktivität zu steigern.7 Digitale Fertigung, häufig auch als Industrie 4.0 bezeichnet, nutzt Computertechnologien, um Produktionsprozesse effizienter, skalierbarer und agiler zu machen.9
Die zentrale Herausforderung: Bei der Entwicklung von Robotik-Hardware treffen Mechanik, Elektronik und Software aufeinander, und jede Iteration muss physisch validiert werden.6 Viele Robotikunternehmen lösen sich deshalb von fragmentierten Beschaffungsmodellen und suchen Partner, die den gesamten Lebenszyklus vom frühen Prototyp bis zur Serie abdecken können.1 Immer mehr Teams setzen auf moderne Rapid-Prototyping-Services für Robotik-Anwendungen, die diese Schritte in einem einzigen Workflow bündeln.1
Warum Geschwindigkeit entscheidend ist
Robotik-Teams setzen zunehmend auf digitale Fertigungsplattformen, die eine durchgängige Produktentwicklung unterstützen und Skalierung ermöglichen, ohne mitten im Projekt den Fertigungspartner wechseln zu müssen.1 Solche Plattformen verändern Prototyping und Produktion, indem sie Reibungsverluste beseitigen, die in klassischen Abläufen oft fest eingebaut sind.1 Digitale Fertigung nutzt fortschrittliche Software, Datenanalysen, vernetzte Geräte und vernetzte Mitarbeitende, um Design, Produktion und Wartung schlanker zu machen.7
Der Plattformansatz ist wichtig, weil digitale Fertigung darauf abzielt, den gesamten Herstellungsprozess vom Design bis zur Produktion mithilfe von Fertigungssimulationssoftware zu digitalisieren.9 Hersteller können den kompletten Produktlebenszyklus virtuell in einer digitalen Fabrik simulieren.9 Der Einsatz digitaler Zwillinge in der Smart Manufacturing kann die Markteinführungszeit verkürzen, indem Fertigungsprozesse in virtuellen Umgebungen entworfen und bewertet werden.5
Einen durchgängigen Workflow aufbauen
Der praktische Einstieg besteht darin, isolierte Übergaben durch Fertigungsplattformen zu ersetzen, die Designabsicht, Feedback zur Herstellbarkeit, physisches Prototyping und Produktionsplanung gemeinsam abbilden können.1 Ein One-Stop-Shop-Modell in der Fertigung kann den Weg vom CAD-Design zum physischen Bauteil beschleunigen und eine schnelle Umsetzung vom Prototyp bis zur Produktion unterstützen.2 RapidAccu wird mit Fertigungskapazitäten beschrieben, zu denen moderne CNC-Bearbeitung, Spritzguss, Blechbearbeitung und Druckguss gehören.2
Robotik-Teams sollten Partner priorisieren, die komplexe Geometrien und enge Toleranzen zuverlässig umsetzen können, wenn Hochleistungsbauteile gefragt sind.2 RapidAccu erklärt, dass Ingenieure Fertigungspartner benötigen, die komplexe Geometrien mit strengen Toleranzen liefern können.2 Derselbe Fertigungsansatz verweist auf moderne 3-, 4- und 5-Achs-Fräs- und Drehzentren sowie strenge Qualitätssicherungsprozesse.2
Früher validieren
Wer die Time-to-Market in der Robotik mit digitalen Workflows senken will, muss früher validieren, denn physische Iterationen sind ein Engpass in der Robotikentwicklung.6 Der Einsatz digitaler Zwillinge in der Smart Manufacturing ermöglicht es Teams, Fertigungsprozesse in virtuellen Umgebungen zu entwerfen und zu bewerten.5 Digitale Fertigung schafft eine vernetzte Umgebung, in der Maschinen, Menschen und Prozesse in Echtzeit miteinander kommunizieren.7
Simulation ist besonders wertvoll, weil digitale Fertigung den gesamten Produktlebenszyklus virtuell in einer digitalen Fabrik abbilden kann.9 Virtuelle Prozessbewertungen können Teams helfen, Fertigungsprobleme zu erkennen, bevor physische Produktionsschritte Zeit kosten.5 Connected-Worker-Technologie, Cloud Computing und Artificial Intelligence werden als Werkzeuge genannt, die digitale Fertigung unterstützen.7
Flexible Fertigungsverfahren wählen
Robotikentwicklung profitiert häufig von flexiblen Fertigungsverfahren, weil Teams je nach Entwicklungsphase gefräste Teile, Spritzgussteile, Blechkomponenten, Druckgussteile oder additiv gefertigte Bauteile benötigen können.2 Zu den Fertigungskapazitäten von RapidAccu gehören CNC-Bearbeitung, Spritzguss, Blechbearbeitung und Druckguss.2 3D-Druck wird als Werkzeug beschrieben, mit dem sich viele verschiedene Dinge herstellen lassen, auch wenn Desktop-FDM-Kunststoffe nicht immer die erste Wahl für anspruchsvolle Motoranwendungen sind.3
Fortschrittliche additive Fertigung entwickelt sich in bestimmten Anwendungen ebenfalls in Richtung industrieller Produktion.4 Die erklärte Vision von Axtra3D war es, Kleinserienfertigung zu ermöglichen und eine Brücke zwischen traditioneller und additiver Fertigung zu schlagen.4 Eine Initiative zur additiven Fertigung mit Titan soll dazu beitragen, Titan-AM für große Flugzeugstrukturbauteile zu industrialisieren, die mit Laser Metal Deposition with Wire-Technologie hergestellt werden.4
Manuelle Bremsen abbauen
Eine kürzere Time-to-Market in der Robotik hängt nicht nur von schnellerer Teilefertigung ab; genauso wichtig ist es, manuelle und monotone Arbeiten aus Fertigungsprozessen zu entfernen.8 Robotic Process Automation kann Zeit sparen und menschliche Fehler in der Produktion reduzieren.8 Digitale Fertigung nutzt vernetzte Geräte, Datenanalysen und fortschrittliche Software, um Produktions- und Wartungsprozesse zu optimieren.7
Auch Kostendruck beeinflusst die Entscheidung für eine Plattform, denn RapidAccu zufolge können effiziente Fertigungsabläufe, moderne Automatisierung und Skaleneffekte Gemein- und Prozesskosten senken.2 Digitale Fertigung zielt darauf ab, Produktdesign und Fertigungsprozesse zu optimieren und gleichzeitig Produktkosten zu senken sowie Lieferketten zu verschlanken.9 Führungskräfte in der Robotikfertigung stehen unter dem Druck, mit weniger Ressourcen mehr zu erreichen; nahezu die Hälfte wird als von dieser Herausforderung betroffen beschrieben.6
So setzen Teams es um
Erstens sollten Robotik-Teams jede Prototypenschleife vom CAD-Release bis zum physischen Bauteil erfassen, weil fragmentierte Beschaffung zusätzliche Komplexität schafft und Iterationen verlangsamen kann.1 Zweitens sollten Teams Fertigungsplattformen auswählen, die eine durchgängige Produktentwicklung unterstützen, weil Skalierung ohne Partnerwechsel mitten im Prozess als ein Grund für die Einführung genannt wird.1 Drittens sollten Teams virtuelle Umgebungen nutzen, um Fertigungsprozesse zu entwerfen und zu bewerten, bevor sie physische Builds beauftragen.5
Viertens sollten Teams jedes Bauteil dem passendsten Fertigungsverfahren zuordnen, das über die Plattform verfügbar ist, weil das genannte One-Stop-Shop-Modell CNC-Bearbeitung, Spritzguss, Blechbearbeitung und Druckguss umfasst.2 Fünftens sollten Teams Mitarbeitende, Maschinen und Prozesse nach Möglichkeit in Echtzeit vernetzen, weil digitale Fertigung als stark vernetzte Umgebung beschrieben wird.7 Sechstens sollten Teams Automatisierung einsetzen, um repetitive Produktionsarbeit zu reduzieren, weil Robotic Process Automation mit Zeitersparnis und weniger menschlichen Fehlern verbunden wird.8
Worauf es als Nächstes ankommt
Der nächste Wettbewerbsvorteil bei digitalen Workflows für eine kürzere Time-to-Market in der Robotik dürfte aus einer engeren Verbindung von virtueller Validierung, Rapid Prototyping und Produktionsskalierung entstehen, weil digitale Fertigungsplattformen bereits End-to-End-Entwicklung unterstützen und digitale Zwillinge die Markteinführungszeit durch virtuelle Prozessbewertung reduzieren können.15 Additive Fertigung bleibt ein wichtiges Thema, weil Unternehmen Brücken für die Kleinserienproduktion zwischen traditioneller und additiver Fertigung entwickeln.4 Robotik-Teams sollten außerdem beobachten, wie digitale Fertigungsplattformen Simulation, vernetzte Abläufe und Fertigungsautomatisierung kombinieren, da diese Fähigkeiten jeweils als Teil digitaler Fertigung oder industrieller Transformation beschrieben werden.789